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低温蒸发设备运行中频繁停机,该从哪些维度排查故障?

发布日期:2025-09-16 点击:0

一、安全保护系统:优先排查 “主动停机” 触发源

低温蒸发设备内置多重安全保护逻辑,当监测到参数超出安全阈值时,会自动切断运行以避免设备损坏,这是最常见的停机原因,需优先通过报警代码锁定方向。

1. 温度类保护:超温触发的停机

温度保护覆盖 “蒸发腔、加热介质、冷凝系统” 三大关键区域,任一区域温度异常均可触发停机,需结合报警类型针对性排查:


  • 蒸发腔超温(报警代码多为 “E01-E03”):蒸发腔设计温度通常为 40-55℃,若实际温度超上限(如达 60℃),系统会立即停机。核心原因包括:①加热系统失控,如电加热管接触器粘连(持续通电加热)、热泵压缩机过载后仍强制运行(热量持续输入);②散热通道堵塞,如冷凝风机停转(水蒸气无法冷凝,热量堆积)、风冷冷凝器翅片积满粉尘(散热效率下降 50% 以上);③传感器误报,如温度探头被盐垢包裹(无法感知真实温度,显示虚高)、线路接触不良(信号传输异常)。

  • 加热介质超温(如导热油、冷媒):若导热油温度超 80℃、冷媒温度超 50℃,会触发管路超温保护。常见于加热介质循环管路堵塞,如导热油管内壁结垢(直径缩小 30% 以上,局部过热)、冷媒管路阀门误关(介质无法循环,热量集中)。

2. 压力 / 真空类保护:压力异常的停机

低温蒸发依赖稳定的 “低真空环境”,压力偏离设定范围(通常为 - 0.085~-0.095MPa)会直接停机,需重点检查两类异常:


  • 真空度不足(报警多为 “E06-E08”):真空度低于 - 0.07MPa 时,水的沸点升高,蒸发效率骤降,系统触发保护。排查方向包括:①真空泵失效,如泵油乳化(被水蒸气污染,抽真空能力下降 40%)、泵体转子磨损(间隙增大,漏气);②真空泄漏,如管路法兰密封圈老化(接口处漏气)、蒸发腔门体密封胶条变形(外界空气渗入);③进气口堵塞,如真空泵进气滤芯被盐雾堵塞(空气无法正常进入泵体,抽速下降)。

  • 正压超压(如冷凝系统、管路):若水冷冷凝器进水压力超 0.6MPa、导热油管路压力超 0.3MPa,安全阀会起跳停机。多因操作失误导致,如冷凝器进水阀误关(水流中断,压力骤升)、压力传感器故障(显示虚高,误触发保护)。

3. 液位类保护:液位失控的停机

设备设定 “高液位防溢出”“低液位防干烧” 双重保护,液位异常是停机高频诱因:


  • 高液位停机(报警多为 “E10-E12”):蒸发腔液位超上限(通常为腔体高度的 80%)时,系统停机。原因包括:①进料过量,如进料泵变频器故障(持续高流量进料,远超额定处理量)、手动进料时未监控液位;②排料堵塞,如排浓缩液阀门被盐浆卡住(无法排出,液位持续上升)、排盐泵叶轮结垢(转速下降,排盐效率不足)。

  • 低液位停机(报警多为 “E13-E15”):液位低于加热管最低位置时,为防止干烧,系统会停机。常见于:①进料中断,如进料管路被盐粒堵塞(冬季低温时易结晶)、进料泵电机烧毁(无法供料);②蒸发过快,如真空度突然升高(从 - 0.09MPa 升至 - 0.095MPa,水的沸点从 45℃降至 40℃,蒸发量骤增)。

4. 电气过载保护:电机故障的停机

核心电机(进料泵、真空泵、冷凝风机)过载时,热继电器或断路器会跳闸,需检查:


  • 电机负载过大:如进料泵叶轮被悬浮颗粒卡住(运转阻力增加,电流超额定值 1.2 倍)、风机扇叶积油(重量增加,负载升高);

  • 电气线路问题:如电机接线端子松动(接触电阻过大,发热跳闸)、电缆绝缘层破损(轻微短路,电流异常)。

二、核心运行系统:定位 “被动停机” 的功能失效

若安全保护系统无明显报警,需排查 “蒸发 - 冷凝 - 真空” 三大核心系统的部件损坏,这类故障会直接导致设备无法正常运行,被迫停机。

1. 蒸发系统:传热与布水失效

蒸发系统是核心产水环节,部件故障会直接中断蒸发过程:


  • 加热部件损坏:电加热管烧断(单根损坏会导致加热功率下降 30%,多根损坏则完全无法供热)、热泵系统蒸发器漏液(冷媒泄漏,无法吸热,加热中断);

  • 布水部件堵塞:布水器喷头孔径被盐粒堵塞(废水无法均匀喷洒在换热面,局部干烧触发超温保护)、分液器阀门卡死(流量无法调节,部分换热面无水流覆盖);

  • 换热面严重结垢:高盐废水中的钙镁离子、硅化物在换热管表面形成复合垢层(厚度超 1mm 时,传热效率下降 40%),即使加热正常,也无法达到设定蒸发温度,系统因 “运行超时” 停机。

2. 冷凝系统:水蒸气无法冷凝

冷凝系统负责将蒸发的水蒸气转化为淡水,失效会导致蒸发腔内湿度饱和,蒸发停止:


  • 冷凝器堵塞:水冷冷凝器铜管被水垢堵塞(内壁附着碳酸钙,通流面积缩小)、风冷冷凝器翅片被油污覆盖(散热效率下降,冷凝温度从 20℃升至 35℃);

  • 冷凝水排放故障:冷凝水排水泵叶轮磨损(扬程不足,无法排水)、排水阀电磁阀故障(无法自动开启,冷凝水在冷凝器内堆积,淹没换热管)。

3. 真空系统:真空维持失效

除真空泵自身故障外,管路与附件问题也会导致真空度无法维持:


  • 真空管路堵塞:高盐废水蒸发时携带的盐雾在管路内沉积,导致管径缩小(如 DN50 管路缩至 DN30,抽速下降 50%);

  • 真空阀故障:真空泵出口止回阀密封不严(停机时空气倒灌,再次启动时真空度难以提升)、真空破坏阀误开启(人为操作失误,导致真空环境被破坏)。

三、辅助支撑系统:追溯 “间接影响” 的隐性故障

辅助系统虽不直接参与蒸发,但为设备稳定运行提供保障,其失效会间接引发核心系统故障或保护触发。

1. 预处理系统:原料水杂质超标

若预处理系统(过滤、破乳、软化)未正常工作,高盐废水中的杂质会直接进入蒸发系统:


  • 悬浮颗粒堵塞:预处理过滤器滤芯未及时更换,泥沙、有机物颗粒进入进料泵,导致泵体磨损;进入布水器时,堵塞喷头,引发布水不均;

  • 油脂与胶体污染:含油废水未经过破乳处理,油脂附着在换热面,形成 “油膜”(热传导系数仅为不锈钢的 1/20),导致传热效率下降,触发超温保护;

  • 钙镁离子结垢:未进行软化处理的废水,钙镁离子与碳酸根结合,在换热管表面形成坚硬水垢,加速结垢问题。

2. 在线清洗(CIP)系统:垢层累积失控

多数低温蒸发设备配备 CIP 系统(酸洗除垢、碱洗除油),若系统失效,垢层会持续累积:


  • 清洗剂问题:酸洗罐内盐酸浓度不足(低于 5%,无法有效溶解碳酸钙垢)、碱洗罐内氢氧化钠耗尽(无法去除油脂);

  • 清洗程序故障:CIP 清洗泵停转、清洗管路阀门卡死,导致清洗剂无法循环至换热面,垢层无法清除;

  • 清洗周期过长:未按规程定期清洗(如设计每周 1 次,实际每月 1 次),垢层厚度超 2mm,引发传热失效。

3. 物料输送系统:进料与排料中断

进料与排料管路、阀门故障,会直接导致液位异常,触发保护:


  • 进料管路堵塞:冬季环境温度过低(低于 0℃),高盐废水在管路内结晶(如 NaCl 溶液在 - 20℃结冰,堵塞管路);管路阀门阀芯被盐垢卡住,无法全开,导致进料量不足;

  • 排盐与排浓缩液系统:盐浆泵出口管路堵塞(盐浆浓度过高,如超 30%,易沉积)、排浓缩液阀门电动执行器故障,无法开启,导致蒸发腔液位升高。

四、操作与环境:排查 “人为与外部” 的干扰因素

除设备自身故障外,人为操作失误与外部环境变化也会导致频繁停机,这类因素易被忽视,需重点确认。

1. 操作因素:参数设置与操作失误

  • 参数匹配错误:真空度设定与加热功率不匹配(如真空度 - 0.095MPa 时,加热功率未相应降低,导致液位骤降触发低液位保护);进料量设定远超设备额定处理量(如额定 100L/h,实际设定 150L/h,导致高液位停机);

  • 手动操作失误:排盐时未关闭进料泵(液位持续下降,触发低液位保护);清洗后未排空清洗剂(残留酸液腐蚀换热管,导致泄漏);误触急停按钮(未复位,设备无法启动或启动后立即停机)。

2. 环境因素:外部条件异常

  • 供电不稳定:车间电压波动过大(如额定 380V,实际波动至 320V 或 420V),导致电机转速异常(进料泵转速下降,进料量不足)、加热管功率不稳定(忽高忽低,引发温度波动);频繁停电(恢复供电后,设备重启时参数初始化异常,触发保护);

  • 温湿度异常:夏季环境温度超 40℃,风冷冷凝器散热效率下降,冷凝温度升高,触发超温保护;冬季环境温度低于 0℃,管路内废水结冰堵塞,进料中断;潮湿环境导致电气控制柜内元件受潮,短路跳闸。

3. 维护因素:长期保养缺失

  • 易损件未更换:真空管路密封圈(建议每 3 个月更换 1 次)、电机轴承(建议每 6 个月润滑 1 次)老化未换,导致泄漏或过载;

  • 传感器未校准:温度、液位、压力传感器未定期校准(建议每季度 1 次),参数测量误差超 10%,引发误报警停机;

  • 设备积污严重:蒸发腔内壁、冷凝器翅片长期未清理,积污过多,影响传热与散热效率。

故障排查的优先级与实操建议

  1. 第一步:锁定报警信息
    优先查看设备 PLC 显示屏或控制柜的报警代码,根据代码直接定位保护类型(如 “E01” 对应蒸发腔超温),避免盲目排查;若无报警,检查核心电机是否跳闸(查看断路器状态)。
  2. 第二步:检测关键参数
    针对报警类型,现场检测实际参数:超温则用红外测温仪测蒸发腔与加热管温度;真空度不足则用便携式真空表测管路实际真空度;液位异常则用透明管或内窥镜观察蒸发腔实际液位,验证传感器是否准确。
  3. 第三步:检查核心部件
    若参数异常,拆解检查对应核心部件:真空度不足则检查真空泵油位与油质(乳化则需换油)、真空管路密封件;超温则检查加热管是否导通(用万用表测电阻)、冷凝风机是否运转;液位异常则检查进料泵与排料阀是否堵塞。
  4. 第四步:回溯操作与环境
    若核心部件无异常,确认停机前是否调整过参数、是否有停电 / 温湿度骤变、是否按规程维护,排查操作与环境因素。