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數(shù)據(jù)中心冷水機(jī)組案例淺析

 yi321yi 2019-08-14

制冷主機(jī)簡稱冷機(jī),是數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分,其載冷劑一般為水,簡稱為冷水機(jī)組,其冷凝器的冷卻利用常溫水的換熱降溫來實(shí)現(xiàn),故也稱為水冷機(jī)組。數(shù)據(jù)中心冷量需求大,選用離心式機(jī)組可以獲得較好的能效,本文的冷水機(jī)組專指離心機(jī)組。

冷水機(jī)組原理


離心式制冷壓縮機(jī)是一種回轉(zhuǎn)式速度型壓縮機(jī),吸氣管將要壓縮的氣體引入到葉輪入口,氣體在葉輪葉片的作用下跟著葉輪做高速旋轉(zhuǎn),通過葉輪中的葉片對葉輪槽道中的氣體作功,提高氣體的速度后引出葉輪出口處,然后導(dǎo)入擴(kuò)壓腔;由于氣體從葉輪流出后,具有較高的流速,為了將這部分速度能轉(zhuǎn)化為壓力能,在葉輪排氣口外側(cè)設(shè)置了流通截面逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器,進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換,以提高氣體的壓力;擴(kuò)壓后的氣體在蝸殼里匯集起來后,進(jìn)入機(jī)組的冷凝器進(jìn)行冷凝,以上這一過程就是離心機(jī)的壓縮原理,如圖1;另外為了冷凝和把冷量帶走,空調(diào)系統(tǒng)包括冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)。


1、離心機(jī)組組成


離心機(jī)組組成如下:包括離心壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流孔板、供油裝置、控制柜等組成,如圖2、圖3所示。其中壓縮機(jī)主要由吸氣室、葉輪、擴(kuò)壓器、彎道與回流器、蝸殼組成。


2、離心機(jī)組的特點(diǎn)

大型離心機(jī)組特點(diǎn)如下:

(1)制冷量大。由于離心式壓縮機(jī)的吸氣量不能過小,因而離心式壓縮機(jī)的單機(jī)制冷量都較大。結(jié)構(gòu)緊、重量輕、尺寸小,因而占地面積小。在相同的制冷量下,離心式壓縮機(jī)的重量只有活塞式壓縮機(jī)的1/5~1/8,冷量越大,越明顯。

(2)易損件少,可靠性高。離心式壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中幾乎無磨損,因而經(jīng)久耐用,維修運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低。

(3)離心式壓縮機(jī)中的壓縮部件為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),在徑向受力平衡,因而運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),振動(dòng)小,無需專門的減振裝置。

(4)能夠經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行冷量調(diào)節(jié)。離心式壓縮機(jī)可以采用如導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)等方法,使能量在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

(5)易于實(shí)行多級(jí)壓縮和節(jié)流,可實(shí)現(xiàn)同一臺(tái)制冷機(jī)多種蒸發(fā)溫度的操作運(yùn)行。

冷水機(jī)組常見故障

冷機(jī)在建設(shè)和調(diào)試中會(huì)遇到一些問題,運(yùn)行中也會(huì)發(fā)生故障,這些問題和故障的處理方法關(guān)系到數(shù)據(jù)中心運(yùn)維的安全,下面是冷機(jī)建設(shè)和運(yùn)維中發(fā)生的一些案例,相關(guān)處理方法和心得,僅供參考。


  • 無負(fù)荷調(diào)試


【問題現(xiàn)象】某數(shù)據(jù)中心需要對冷機(jī)進(jìn)行調(diào)試和試運(yùn)行,但末端空調(diào)設(shè)備安裝還未完成,現(xiàn)場也缺少必要的假負(fù)載,調(diào)試工作無法進(jìn)行。

問題分析】數(shù)據(jù)中心離心機(jī)組安裝完成后,機(jī)房末端設(shè)備沒有安裝,末端冷凍水路不通,冷機(jī)無法調(diào)試;即使通過分集水器進(jìn)行冷凍水旁通,也僅僅使冷機(jī)能夠開機(jī)運(yùn)行,缺少熱負(fù)荷,或者熱負(fù)荷過小,無法達(dá)到冷機(jī)下限負(fù)荷,調(diào)試工作無法進(jìn)行。另一方面,由于冷機(jī)未調(diào)試,主機(jī)房服務(wù)器設(shè)備無法加電運(yùn)行,相互形成一個(gè)死循環(huán);另外調(diào)試過程中,需要的假負(fù)載功率巨大,運(yùn)行過程會(huì)耗費(fèi)大量電能;上述因素導(dǎo)致冷機(jī)調(diào)試成為一個(gè)難題。

【問題解決】采用無負(fù)荷調(diào)試方法進(jìn)行調(diào)試。這個(gè)過程,就是充分利用板換的換熱能力,把冷機(jī)蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷量通過板換交換到冷機(jī)冷凝器側(cè),把冷機(jī)冷凝器放出的熱量通過板換交換回到蒸發(fā)器側(cè),從而達(dá)到冷機(jī)冷量和熱負(fù)荷的完全匹配,冷卻塔只帶走壓縮機(jī)的軸功率。采用這個(gè)方法,很容易就達(dá)到不同負(fù)荷下的綜合效能測試,冷機(jī)板換調(diào)試水路循環(huán)如圖4所示。

 

系統(tǒng)調(diào)試步驟基本如下:

1、開啟分集水器中的旁通閥門,在末端空調(diào)沒有安裝的情況下,確保水路暢通形成循環(huán);

2、全開冷凍水側(cè)冷機(jī)和板換閥門,確保冷機(jī)和板換水路暢通,冷機(jī)制取的冷水和板換換回的熱量可以順利混合;正常開啟冷凍水泵,手動(dòng)調(diào)整頻率為45Hz以上,并確保水路循環(huán)正常;

3、全開冷機(jī)冷卻水閥門,部分開啟板換冷卻水側(cè)閥門,開啟冷卻水泵,確保水路循環(huán)正常,調(diào)整水泵頻率為41~45Hz;先不開啟冷卻塔風(fēng)機(jī);

4、冷凍水和冷卻水正常情況下,開啟冷機(jī),進(jìn)行單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn);

5、冷機(jī)冷卻水溫開始升高,冷凍水開始降溫;

6、根據(jù)板換冷卻水閥門的開度調(diào)節(jié)板換的換熱能力,閥門的開度在1/4到全開之間進(jìn)行調(diào)整;

7、根據(jù)冷卻水水溫情況部分開啟冷卻塔風(fēng)機(jī),以能帶走壓縮機(jī)軸功率為準(zhǔn)。

【心得體會(huì)】數(shù)據(jù)中心為了降低能效,考慮自然冷卻,一般采用冷卻塔 板換供冷技術(shù)設(shè)計(jì)。調(diào)試時(shí)可以利用板換的換熱能力,從冷機(jī)的冷凝器獲得足夠的熱量作為冷機(jī)調(diào)試的熱負(fù)荷,也就是冷機(jī)產(chǎn)生的冷量通過板換帶走。

無負(fù)荷調(diào)試原理就是充分利用板換的換熱能力,把冷機(jī)蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷量通過板換交換到冷機(jī)冷凝器側(cè),把冷機(jī)冷凝器放出的熱量通過板換交換回到蒸發(fā)器側(cè),從而達(dá)到冷機(jī)冷量和熱負(fù)荷的匹配,這種方法操作簡單,實(shí)施方便。

  • 低負(fù)荷運(yùn)行

【問題現(xiàn)象】冷機(jī)調(diào)試完成后,需要正式運(yùn)行,但冷機(jī)總負(fù)荷偏小,冷機(jī)啟停頻繁并發(fā)生喘振現(xiàn)象。

【問題分析】負(fù)荷過低,導(dǎo)致冷機(jī)喘振和頻繁啟停。

【問題解決】系統(tǒng)設(shè)計(jì)有蓄冷罐,可以通過蓄冷罐充冷和放冷的工作方式,控制冷機(jī)合理的啟停頻次,避開冷機(jī)的低負(fù)荷喘振區(qū)域;如果系統(tǒng)沒有蓄冷設(shè)計(jì),可以采用低負(fù)荷運(yùn)行方法進(jìn)行運(yùn)行。

【心得體會(huì)】采用蓄冷罐蓄冷技術(shù)和板換作為假負(fù)載技術(shù),通過合理操作和流量控制,可以確保冷機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),成功度過低負(fù)載時(shí)間。

  • 冷機(jī)泄漏引發(fā)消防告警

【問題現(xiàn)象】某數(shù)據(jù)中心運(yùn)行過程中,冷機(jī)房突發(fā)消防煙霧報(bào)警,消費(fèi)人員發(fā)現(xiàn)消防報(bào)警后,進(jìn)入冷機(jī)房查看,發(fā)現(xiàn)一臺(tái)冷機(jī)運(yùn)行過程中軸封處噴出大量白色煙霧。

【問題分析】該冷機(jī)為開啟式冷機(jī),冷機(jī)運(yùn)行過程中軸封處突然發(fā)生泄漏,由于泄漏量較大,觸發(fā)了消防告警。消費(fèi)人員不懂空調(diào)專業(yè)知識(shí),將冷機(jī)泄漏的制冷劑誤為冷機(jī)起火產(chǎn)生的煙霧。

【問題解決】對泄漏的冷機(jī)進(jìn)行維修,更換軸封O形圈和C環(huán),清除制冷主冷機(jī)上的干粉殘留物,保壓、檢漏、抽空、加氟調(diào)試后恢復(fù)正常。

【心得體會(huì)】某品牌的機(jī)組,采用開啟式壓縮機(jī),軸封處泄漏故障較頻繁,發(fā)生泄漏,正確的應(yīng)對措施是先對機(jī)房通風(fēng),再關(guān)閉冷機(jī),泄漏過程需要保證冷凍水泵和冷卻水泵的正常運(yùn)行;如果冷機(jī)機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài),必須馬上啟動(dòng)機(jī)組對應(yīng)的冷凍、冷卻水泵,保證機(jī)組水系統(tǒng)有水流動(dòng);否則兩器的換熱銅管會(huì)凍結(jié)破裂,導(dǎo)致更大的故障。進(jìn)入機(jī)房采取緊急措施的人員需要做好個(gè)人防護(hù)措施,并且及時(shí)將故障通知維保單位。

  • 低壓告警

【問題現(xiàn)象】某數(shù)據(jù)中心一臺(tái)冷凍機(jī)組運(yùn)行過程中發(fā)生制冷能力下降現(xiàn)象,后觸發(fā)冷機(jī)低壓告警,機(jī)組外部檢漏正常,采用肥皂水溶液涂抹到懷疑有滲漏的部位,冷凝器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器之溫度傳感器、壓力變送器、維修角閥、安全閥等絲扣連口及其它部位,未發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn),懷疑蒸發(fā)器內(nèi)有泄漏,打開端蓋查漏,確認(rèn)為冷機(jī)蒸發(fā)器發(fā)生泄漏。

【問題分析】現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)器進(jìn)水口處有金屬環(huán)狀物卡在蒸發(fā)器銅管處(圖5),在長時(shí)間水流流動(dòng)的推力下,彈簧圈發(fā)生震動(dòng),蒸發(fā)器換熱銅管被磨破,導(dǎo)致了系統(tǒng)的泄漏(圖6)。

冷機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),需要在冷凝器和蒸發(fā)器進(jìn)水側(cè)分別配置Y形過濾器,本案例冷凍水回路未配置Y形過濾器。恰巧水泵機(jī)械密封彈簧斷裂,由于缺少過濾器的保護(hù),斷裂彈簧直接進(jìn)入機(jī)組蒸發(fā)器,并停留在換熱銅管和管板結(jié)合處,在水流的長時(shí)間沖擊下,斷裂彈簧和銅管發(fā)生摩擦,磨穿了銅管管壁,導(dǎo)致冷機(jī)發(fā)生泄漏。

【問題解決】補(bǔ)漏方法:找出泄漏的管子,作好標(biāo)記,維修時(shí)抽出舊換熱管,更換新管后在端板處進(jìn)行脹管,再進(jìn)行檢漏和氣密試驗(yàn);如果泄漏的管子比較少,也可用堵頭將該銅管兩端堵死。現(xiàn)場考慮只有一根銅管泄漏,就在該銅管兩端進(jìn)行了封堵,經(jīng)查漏、抽空重新加注制冷劑調(diào)試后,冷機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行。

【心得體會(huì)】正常情況下冷機(jī)的蒸發(fā)器和冷凝器進(jìn)水側(cè)都需要設(shè)置過濾器,本案例就是因?yàn)榻^對冷凍水側(cè)過濾器用處不大,設(shè)計(jì)時(shí)圖省事,取消了過濾器配置,運(yùn)行中機(jī)封彈簧斷裂進(jìn)入冷機(jī)蒸發(fā)器內(nèi),長時(shí)間和銅管管壁摩擦發(fā)生泄漏。所以水系統(tǒng)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上,不能圖省事,否則會(huì)帶領(lǐng)不必要的麻煩。

  • 導(dǎo)葉故障

【問題現(xiàn)象】某冷機(jī)運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉異常告警,現(xiàn)場實(shí)際工作位置與控制中心顯示位置存在較大偏差(圖7),無法正常工作。

【問題分析】導(dǎo)葉機(jī)柜故障,常見故障為導(dǎo)葉馬達(dá)斷軸,或?qū)~啟閉不到位,考慮該冷機(jī)搬運(yùn)中被拆卸和重新組裝過,所以重點(diǎn)檢查裝配問題,檢查傳動(dòng)鏈條松緊度,檢查齒輪鎖緊螺釘是否牢固,檢查驅(qū)動(dòng)電機(jī)主繞組工作電壓(AC24V)是否正常等,發(fā)現(xiàn)均正常。

【問題解決】考慮執(zhí)行器工作電壓正常,傳動(dòng)鏈條松緊度正常,齒輪鎖緊螺釘牢固無松動(dòng),嘗試著更換執(zhí)行器后,故障消失,故確診為執(zhí)行器工作異常。現(xiàn)成對導(dǎo)葉執(zhí)行器進(jìn)行重新校正并測試,確保開度信號(hào)與導(dǎo)葉電機(jī)實(shí)際開度基本同步。

【心得體會(huì)】本案例故障并不復(fù)雜,是執(zhí)行器工作異常導(dǎo)致,由于冷機(jī)被拆卸過,所以重點(diǎn)懷疑導(dǎo)葉驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行器的組裝問題,走了點(diǎn)彎路。

  • 低流量告警

【問題現(xiàn)象】某冷機(jī)運(yùn)行中,突然發(fā)生低流量告警,導(dǎo)致冷機(jī)停機(jī),制冷中斷,嘗試消除故障,發(fā)現(xiàn)低流量告警故障一直存在,冷機(jī)無法開啟。

【問題分析】現(xiàn)場檢查水泵運(yùn)行情況、冷機(jī)閥門開啟情況和流量情況,均正常,而流量開關(guān)觸點(diǎn)始終呈現(xiàn)開路,無法閉合,懷疑流量開關(guān)存在問題。

【問題解決】現(xiàn)場停泵,關(guān)閉流量開關(guān)兩端閥門,拆卸流量開關(guān),發(fā)現(xiàn)靶式流量開關(guān)已經(jīng)折斷損壞,更換流量開關(guān)后,冷機(jī)正常開啟和運(yùn)行。

【心得體會(huì)】流量開關(guān),也叫水流開關(guān),是保障空調(diào)機(jī)組正常運(yùn)行的重要措施(圖8、圖9)。當(dāng)水泵或閥門故障時(shí)水流開關(guān)能及時(shí)切斷機(jī)組的控制回路防止蒸發(fā)器壓力過低及冷凝器壓力過高;水流開關(guān)保護(hù)是機(jī)組重要的保護(hù)功能,水流開關(guān)損壞要及時(shí)更換;另外日常維護(hù)中注意檢查,避免水流開關(guān)、高低壓開關(guān)、安全閥等保護(hù)裝置的失靈而引起的故障或事故。

  • 高壓故障

【問題現(xiàn)象】某小型數(shù)據(jù)中心冷機(jī)運(yùn)行過程中發(fā)生高壓故障停機(jī),復(fù)位后重新開機(jī),不久又觸發(fā)高壓停機(jī),停機(jī)前冷機(jī)伴有嚴(yán)重喘振現(xiàn)象,維護(hù)人員反映停機(jī)前發(fā)生多次較嚴(yán)重喘振現(xiàn)象。

問題分析】復(fù)位后開機(jī),發(fā)現(xiàn)冷凝溫度偏高,運(yùn)行過程中有多次喘振現(xiàn)象,通過咨詢了解,冷機(jī)負(fù)荷率80%時(shí),冷卻水溫進(jìn)33℃,出37.5℃,水溫偏高,檢查小溫差為6℃,嚴(yán)重偏大,對應(yīng)冷凝溫度為43.5℃,根據(jù)上述數(shù)值判斷,冷機(jī)高壓原因?yàn)槔淠涣己托夭钸^大。

通過現(xiàn)場了解發(fā)現(xiàn),該數(shù)據(jù)中心值班人員基本從事普通電工工作,只會(huì)進(jìn)行簡單的開關(guān)機(jī),對暖通和水系統(tǒng)維護(hù)比較陌生,相應(yīng)的維護(hù)和保養(yǎng)沒能貫徹和執(zhí)行。故初步判斷冷卻水系統(tǒng)需要水質(zhì)處理和維護(hù),冷卻塔、冷卻水系統(tǒng)過濾器和冷機(jī)冷凝器需要進(jìn)行局部清洗,冷機(jī)機(jī)組也需要正常維護(hù)和保養(yǎng)。

【問題解決】現(xiàn)場先進(jìn)行冷機(jī)保養(yǎng),更換了冷凍油和過濾器;再進(jìn)行冷卻塔維護(hù),更換調(diào)整風(fēng)機(jī)皮帶,調(diào)整風(fēng)車傾角角度,對冷卻塔填料和冷卻塔水盤進(jìn)行清洗維護(hù),更換冷卻塔部分填料,并進(jìn)行水質(zhì)處理;之后拆洗水系統(tǒng)管路上所有的過濾器,系統(tǒng)投入運(yùn)行,冷卻水溫進(jìn)29.1℃,出34.5℃,冷機(jī)小溫差也只有1℃,喘振和高壓現(xiàn)象消失,系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

【心得體會(huì)】運(yùn)維人員要了解水系統(tǒng)的基本知識(shí),熟悉水系統(tǒng)的特點(diǎn),掌握水系統(tǒng)的維護(hù)方法和基本步驟,并形成維護(hù)的制度化,管理人員也要知道水系統(tǒng)的維護(hù)要求,并落實(shí)資金。水系統(tǒng)的生命周期,可以說是“三分建設(shè)、七分運(yùn)維”。

  • 喘振故障

【問題現(xiàn)象】某數(shù)據(jù)中心3號(hào)機(jī)樓采用某K品牌冷機(jī),和4號(hào)機(jī)樓另一品牌冷機(jī)同年投入使用,但在使用中發(fā)現(xiàn),同樣的維護(hù)方法和頻次,冷機(jī)運(yùn)行狀況相差較大。如同樣每3月一次化學(xué)清洗,3號(hào)機(jī)樓的冷機(jī)仍舊會(huì)發(fā)生小溫差過大情況,主要表現(xiàn)在機(jī)組的冷凝溫度偏高,尤其在夏季運(yùn)行時(shí),由于冷卻水的出水溫度較高(35℃),溫差一大,機(jī)組的冷凝溫度極易超過39℃這個(gè)臨界點(diǎn),機(jī)組會(huì)產(chǎn)生喘振現(xiàn)象、效率降低、甚至保護(hù)停機(jī),由于機(jī)樓負(fù)荷較大,影響機(jī)房運(yùn)行安全。

【問題分析】經(jīng)過多次比較,發(fā)現(xiàn)該品牌冷機(jī)的冷凝器相比較另一品牌冷機(jī)冷凝器換熱能力明顯要弱,相同的水處理方法和處理頻次,但小溫差溫升變化情況明顯要快,從側(cè)面也驗(yàn)證了換熱能力較差這種可能,但該冷機(jī)廠拒絕承認(rèn)冷凝器換熱不良或者配置偏小的事實(shí)。

【問題解決】和廠家多次交涉,最后給出的方案是由廠家負(fù)責(zé)冷機(jī)的清洗。冷機(jī)停機(jī)關(guān)閉閥門卸壓后,廠家技術(shù)人員打開冷凝器端蓋,采用機(jī)械通刷法清洗,現(xiàn)場經(jīng)過物理清洗后,冷凝器換熱不良導(dǎo)致小溫差過大問題暫時(shí)解決。

【心得體會(huì)】喘震是離心機(jī)組的特有現(xiàn)象,是制冷劑在壓縮機(jī)發(fā)生一種倒流現(xiàn)象,喘震發(fā)生時(shí),制冷劑從冷凝器倒流,經(jīng)過壓縮機(jī)回流到蒸發(fā)器。當(dāng)制冷劑回到蒸發(fā)器之后,冷凝壓力下降,蒸發(fā)壓力上升,壓縮機(jī)開始再次按正常方向工作。但是,隨著冷凝壓力的升高,蒸發(fā)壓力的下降,機(jī)組將再次開始喘震。當(dāng)負(fù)荷降低時(shí)確保冷卻水進(jìn)水低溫;負(fù)荷增大時(shí)要確保合適的進(jìn)水溫度和合理的小溫差。增加局部清洗頻次,雖解決了小溫差過大的問題,但增加了換熱銅管損傷的次數(shù),降低了冷凝器的壽命。事后了解,該冷機(jī)換熱銅管采用內(nèi)外螺紋技術(shù),可以提升換熱效果,新機(jī)情況下可以減少部分換熱面積,但是使用一段時(shí)間后銅管結(jié)垢,由于沒有額外的換熱面積導(dǎo)致冷機(jī)提前出現(xiàn)換熱不良的情況,建議大家在冷機(jī)采購時(shí)給予關(guān)注。

  • 冷機(jī)軸承和齒輪故障

問題現(xiàn)象】某行業(yè)數(shù)據(jù)中心自用冷機(jī)房,某臺(tái)冷機(jī)運(yùn)行過程中運(yùn)行電流突然增大,并發(fā)出嚴(yán)重異響聲音,值班人員發(fā)現(xiàn)情況后停機(jī)。

【問題分析】現(xiàn)場檢查,從故障菜單中發(fā)現(xiàn)該冷機(jī)故障前曾經(jīng)發(fā)生過多次的高壓故障和高油溫告警,檢查冷機(jī)冷凍油,發(fā)現(xiàn)油品顏色較黑,并發(fā)現(xiàn)油里含有金屬屑,需要開機(jī)大修檢查;拆機(jī)解體后檢查,發(fā)現(xiàn)冷機(jī)高速齒輪軸承嚴(yán)重磨損(圖10)。

詢問后了解,該數(shù)據(jù)中心的冷機(jī)和水系統(tǒng)運(yùn)維交給物業(yè)代管,物業(yè)對水系統(tǒng)缺乏足夠的了解和重視,也缺少專業(yè)的技術(shù)人員和維護(hù)力量,對水系統(tǒng)維護(hù)的維護(hù)處于空白狀況,常規(guī)的冷卻塔維護(hù)和水處理工作基本被忽視,常規(guī)的冷凍油更換沒有進(jìn)行,運(yùn)行過程中冷卻水溫多次偏高,加上現(xiàn)場小溫差明顯偏大,導(dǎo)致冷機(jī)長時(shí)間工作在過載情況下,出現(xiàn)多次的高油溫和高壓告警,物業(yè)對這些告警也沒有重視,處理上述故障的方法是復(fù)位后重新開機(jī),持續(xù)的故障運(yùn)行導(dǎo)致冷機(jī)齒輪和軸承發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。

【問題解決】對離心壓縮機(jī)返廠大修,更換冷機(jī)增速齒輪對和軸承,更換冷機(jī)潤滑油油和濾清器,并對水系統(tǒng)進(jìn)行水質(zhì)處理和冷卻塔填料進(jìn)行清洗,之后冷機(jī)調(diào)試正常,運(yùn)行正常。

【心得體會(huì)】冷機(jī)需要定期維護(hù)和保養(yǎng),特別是潤滑油和濾清器需要定期更換,冷卻塔和水系統(tǒng)也需要定期維護(hù)和保養(yǎng),確保良好散熱,如果維護(hù)不跟上,帶病運(yùn)行,特別是高油溫或者缺油運(yùn)行,會(huì)潤滑不良導(dǎo)致嚴(yán)重故障。冷機(jī)保養(yǎng)過程包括:更換油過濾器;檢查油系統(tǒng)回路,更換回油引射過濾器;更換壓縮機(jī)潤滑油;檢查并補(bǔ)充制冷劑;檢查和清理控制柜;檢查和清理動(dòng)力盤;檢查機(jī)組控制設(shè)置值是否正常等,如圖11、圖12所示。

  • 低流量停機(jī)

【問題現(xiàn)象】某冷機(jī)運(yùn)行過程中,一臺(tái)冷機(jī)的冷卻水發(fā)生低流量控制器動(dòng)作,冷機(jī)停止工作。

【問題分析】發(fā)生流量告警故障,一般常見原因如下:水泵工作發(fā)生異常、過濾器堵塞導(dǎo)致的低流量,也可能是流量控制器故障或者設(shè)置值異常。

現(xiàn)場檢查,發(fā)現(xiàn)水泵運(yùn)行正常,兩端閥門工作正常,但Y形過濾器兩端壓差異常,明顯偏大,判斷為Y形過濾器堵塞。

【問題解決】停水泵,關(guān)過濾器兩端閥門,泄壓后對過濾器進(jìn)行拆卸(圖13),發(fā)現(xiàn)過濾網(wǎng)上有臟污導(dǎo)致堵塞,清洗重新安裝后(圖14),開啟冷卻水泵,冷卻水流量恢復(fù)正常,流量開關(guān)無告警,冷機(jī)正常工作。

【心得體會(huì)】水系統(tǒng)的維護(hù)非常重要,需要定期維護(hù)系統(tǒng)中所有的過濾器,本案例就是沒有定期清洗水管管路上的過濾器,導(dǎo)致了冷機(jī)流量告警停機(jī)。

有金融業(yè)的省級(jí)數(shù)據(jù)中心發(fā)生末端空調(diào)制冷效果普通偏差的現(xiàn)象,后來檢查發(fā)現(xiàn)管路安裝過程中,沒有對管路進(jìn)行合理的防護(hù),導(dǎo)致管道中污染物太多,加上清洗不及時(shí),系統(tǒng)還未正式投運(yùn),過濾器就被完全堵塞的情況,空調(diào)無法工作。

  • 保壓時(shí)冷機(jī)異常移位


【問題現(xiàn)象】冷機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)剛建設(shè)完成,在進(jìn)行打壓試驗(yàn)過程中,突然發(fā)現(xiàn)冷機(jī)發(fā)生嚴(yán)重位移,被伸長的波紋管推下基座。

【問題分析】系統(tǒng)打壓時(shí),軟接頭發(fā)生嚴(yán)重伸長,導(dǎo)致冷機(jī)發(fā)生橫向位移,剛好冷機(jī)也未完全固定,從基座上被推到基座下面。原來施工隊(duì)打壓試驗(yàn)時(shí),未隔斷波紋管和冷機(jī)設(shè)備,直接打壓,由于打壓壓力較大,波紋管嚴(yán)重伸長,并推動(dòng)冷機(jī)發(fā)生水平位移,冷機(jī)一側(cè)掉下基座。

【問題解決】關(guān)閉閥門,拆卸和冷機(jī)相連的管道,將冷機(jī)重新恢復(fù)到原來位置,檢查冷機(jī)正常,無明顯異常后才放心,更換嚴(yán)重伸長的波紋管,重新連接管道,系統(tǒng)恢復(fù)正常。

【心得體會(huì)】管道水壓試驗(yàn)前,要按設(shè)計(jì)施工圖進(jìn)行核對,有可能對試壓造成影響的環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查,對不能參與試壓的設(shè)備與閥件,需要加以隔離。現(xiàn)場可以根據(jù)需要安裝試壓臨時(shí)管線、試壓儀表及設(shè)備。

  • 冷機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行 

【問題現(xiàn)象】某數(shù)據(jù)中心為提升制冷系統(tǒng)配電的可靠性,決定對冷機(jī)、水泵配電進(jìn)行全面升級(jí),采用雙電源 ATS切換,現(xiàn)場進(jìn)行配電和電纜改造施工,冷機(jī)配電改造采用逐臺(tái)進(jìn)行,發(fā)現(xiàn)其中一臺(tái)冷機(jī)配電改造重新開啟不久,出現(xiàn)油溫嚴(yán)重異常停機(jī)。

【問題分析】現(xiàn)場檢查,電源電壓正常,測試相序,發(fā)現(xiàn)電纜施工過程中,其中一臺(tái)冷機(jī)配電相序發(fā)生了改變,而冷機(jī)本事沒有相序保護(hù),冷機(jī)啟動(dòng)后,電機(jī)反轉(zhuǎn),導(dǎo)致油溫和排氣溫度異常升高,這是因?yàn)闈櫥驮谶M(jìn)入壓縮機(jī)之前,需流經(jīng)制冷劑冷卻的油冷卻器,冷機(jī)反轉(zhuǎn)后,無法正常制冷,所以油溫也會(huì)嚴(yán)重升高。

【問題解決】該故障原因?yàn)楦鼡Q電纜后未確認(rèn)轉(zhuǎn)向,導(dǎo)致壓縮機(jī)反轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)后導(dǎo)致油壓異常,最后停機(jī)。對冷機(jī)停電后,更換進(jìn)線電纜相序,對冷機(jī)檢查后,嘗試性開機(jī),一切正常。

【心得體會(huì)】電纜施工后沒有進(jìn)行相序核對,導(dǎo)致冷機(jī)反轉(zhuǎn),好在運(yùn)行時(shí)間較短,沒有對冷機(jī)造成損傷,實(shí)屬萬幸。社會(huì)上用戶曾經(jīng)發(fā)生過用戶自行調(diào)換電纜,未確認(rèn)轉(zhuǎn)向,導(dǎo)致壓縮機(jī)反轉(zhuǎn),最后導(dǎo)致高速齒輪大面積損壞而報(bào)廢的嚴(yán)重故障。

  • 冷機(jī)COP偏低

【問題現(xiàn)象】某數(shù)據(jù)機(jī)樓中,配置4臺(tái)冷機(jī),日常運(yùn)行三臺(tái)冷機(jī),其額定COP均為5.5。但實(shí)測發(fā)現(xiàn),即使在滿負(fù)荷工況下,這三臺(tái)冷機(jī)也達(dá)不到額定值,其中最低一臺(tái)僅為3.5,最高一臺(tái)為4.5。

【問題分析】離心機(jī)組COP偏低的原因,常見問題有冷機(jī)負(fù)荷率偏小,設(shè)備性能老化等,冷機(jī)和冷卻塔效率偏低導(dǎo)致冷卻水回水溫度偏高等。現(xiàn)場檢查,每臺(tái)冷機(jī)制冷量為2037kW,而實(shí)際每臺(tái)冷機(jī)供冷量只需要1500kW,低負(fù)載率導(dǎo)致了低效率;另外一個(gè)原因是設(shè)備性能老化,機(jī)組長時(shí)間運(yùn)行中,冷卻水質(zhì)處理不及時(shí),冷機(jī)和冷卻塔換熱效果較差,導(dǎo)致效率降低。

【問題解決】現(xiàn)場對冷機(jī)和冷卻塔進(jìn)行清洗,并進(jìn)行水質(zhì)維護(hù);也對冷機(jī)工況進(jìn)行調(diào)整,補(bǔ)充部分制冷劑,正常維護(hù)后,冷機(jī)COP達(dá)到5.3左右,恢復(fù)到額定值。

【心得體會(huì)】運(yùn)維中要關(guān)注最大冷負(fù)荷工況下的冷機(jī)COP瞬時(shí)值與冷機(jī)額定COP,對節(jié)能減排非常重要。如果前者明顯小于后者,說明冷機(jī)效率低下很可能源于設(shè)備自身的原因,需要找到原因并進(jìn)行處理。

總結(jié)

數(shù)據(jù)中心水系統(tǒng)較為龐大和復(fù)雜,一旦水系統(tǒng)故障,影響和波及面大,檢修也不易,希望上述冷水機(jī)組案例經(jīng)驗(yàn)對數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和運(yùn)維人員有所幫助,避免重蹈覆轍,從而提升數(shù)據(jù)中心的安全性。

(來源:《UPS應(yīng)用》雜志)

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