凍干機(jī)制冷與真空系統(tǒng)的維護(hù)及常見問題

   摘 要：從凍干機(jī)的制冷與真空系統(tǒng)2方面分析了其日常維護(hù)和常見問題。
關(guān)鍵詞：凍干機(jī)；制冷系統(tǒng)；真空系統(tǒng)；日常維護(hù)保養(yǎng)；維護(hù)措施；常見問題
凍干機(jī)被廣泛應(yīng)用于藥品生產(chǎn)，然而，由于凍干生產(chǎn)過程的不可間斷性，一旦凍干機(jī)出現(xiàn)故障將嚴(yán)重影響生產(chǎn)，給企業(yè)帶來損失。因此，筆者就其中重要的制冷與真空2大系統(tǒng)的日常維護(hù)和常見問題進(jìn)行分析，希望對(duì)凍干機(jī)使用者能有所啟發(fā)。

1  制冷系統(tǒng)
1.1  日常維護(hù)保養(yǎng)
（1）每次開機(jī)前要例行檢查：1）所有截止閥（壓縮機(jī)吸排氣閥、供液閥、手閥等）是否處于開啟狀態(tài)；2）各壓力表讀數(shù)是否正常（0.6～0.7 MPa）；3）壓縮機(jī)油位是否正常（1/4～3/4）；4）冷卻水壓力（0.1 MPa以上）、溫度是否正常。
（2）送電后應(yīng)注意：1）壓縮機(jī)是否自動(dòng)收液；2）油壓差是否復(fù)位等；3）檢查曲軸箱的加熱器加熱情況，曲軸箱的溫度應(yīng)高于環(huán)境溫度20 ℃。 
（3）開機(jī)后要注意：1）壓縮機(jī)運(yùn)行聲音是否正常；2）制冷管路是否有異常振動(dòng)；3）壓縮機(jī)本身的振動(dòng)是否最?。?/span>4）視液鏡流量是否正常；5）膨脹閥結(jié)霜情況；6）壓縮機(jī)回霜情況。
（4）壓縮機(jī)冷凍機(jī)油視情況每半年或1年更換1次。
（5）水冷凝器需定期清洗，一般為1年?？刹鹣?，也可用水處理清洗劑進(jìn)行循環(huán)清洗。對(duì)于風(fēng)冷機(jī)組，及時(shí)清理冷凝器外表面。
（6）注意壓縮機(jī)不能頻繁啟動(dòng)，啟動(dòng)間隔的時(shí)間應(yīng)大于3 min。

1.2 常見問題及處理辦法   
1.2.1 高壓壓力過高，高壓報(bào)警
（1）制冷劑太多，排氣壓力高，應(yīng)放出部分制冷劑。
（2）冷卻水溫度高，流量不足或水冷凝器結(jié)垢。
（3）制冷管道低壓段有泄漏，吸入空氣。
（4）高壓排氣閥沒開足或損壞，造成排氣不暢。
可以通過消警復(fù)位按扭進(jìn)行復(fù)位，按扭開關(guān)在高壓壓力繼電器上。

1.2.2 油壓差報(bào)警
（1）回油不暢，造成壓縮機(jī)曲軸箱內(nèi)油位不夠，油泵吸不到油。一般需換新的油分離器。
（2）油臟，造成油泵過濾器堵塞。需換油，并清洗油過濾器。
（3）油壓差繼電器失靈。更換新的油壓差繼電器。
（4）油泵發(fā)生故障。更換新的油泵。
（5）制冷系統(tǒng)蒸發(fā)不好，有制冷劑進(jìn)入曲軸箱。將冷凍油帶入系統(tǒng)，導(dǎo)致油壓過低。關(guān)小冷凝器出口的供液閥或調(diào)整熱力膨脹閥（增大系統(tǒng)的過熱度）。
壓縮機(jī)啟動(dòng)90 s后油壓差繼電器起作用，若還沒有油壓差，將報(bào)警，報(bào)警后可以通過油壓差繼電器上的復(fù)位按扭復(fù)位進(jìn)行消警。

1.2.3 壓縮機(jī)熱保護(hù)（電機(jī)溫度超過85 ℃）
系統(tǒng)的回氣量不足，電機(jī)沒有得到充分的冷卻。
解決辦法：（1）調(diào)整中冷膨脹閥，加大系統(tǒng)的循環(huán)量，使電機(jī)充分冷卻。（2）檢查供液管路是否發(fā)生堵塞（供液截止閥，干燥過濾器，電磁閥、膨脹閥前的濾網(wǎng)等），如發(fā)生堵塞要加以解決。（3）檢查回氣管路和壓縮機(jī)的吸氣過濾器有無堵塞，有堵塞進(jìn)行修復(fù)。（4）檢查是否缺少制冷劑，如缺少需補(bǔ)充。
    電子熱保護(hù)后報(bào)警，將熱保護(hù)的220 V控制電源關(guān)掉重新啟動(dòng)就可消除報(bào)警。

1.2.4 水壓力報(bào)警
（1）冷卻水壓力低于水壓力繼電器設(shè)定的壓力。需確保冷卻水壓力高于水壓力繼電器設(shè)定的壓力；在保證冷卻效果壓縮機(jī)高壓不報(bào)警的情況下可適當(dāng)調(diào)低水壓力繼電器設(shè)定的壓力。
（2）水壓力繼電器失效。需更換水壓力繼電器。
只要水壓力高于水壓力繼電器設(shè)定的壓力，報(bào)警即可消除。

1.2.5 壓縮機(jī)無法啟動(dòng)
（1）高壓報(bào)警、油壓差報(bào)警、電子熱保護(hù)、水壓力報(bào)警其中一個(gè)報(bào)警。需找到報(bào)警原因，將報(bào)警消除。
（2）瞬間啟動(dòng)電流太大，導(dǎo)致熱過載保護(hù)或空氣開關(guān)保護(hù)。需查出電流大的原因，將熱過載復(fù)位后即可啟動(dòng)。
（3）壓縮機(jī)曲軸咬死、活塞缸咬死。需維修壓縮機(jī)。
（4）控制系統(tǒng)故障，對(duì)壓縮機(jī)沒有輸出控制。應(yīng)由我公司軟件人員解決。
（5）電器系統(tǒng)故障如PLC故障、交流接觸器故障等。在確認(rèn)電器部件故障后，給予更換。

1.2.6 壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)忽然自動(dòng)停機(jī)
（1）在運(yùn)行時(shí)高壓報(bào)警、油壓差報(bào)警、電子熱保護(hù)、水壓力報(bào)警其中至少有一個(gè)報(bào)警。
（2）運(yùn)行時(shí)交流接觸器故障、過載保護(hù)、壓縮機(jī)電機(jī)忽然燒掉。
（3）運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)液擊或油擊，出現(xiàn)活塞或曲軸咬死。
（4）運(yùn)行時(shí)控制程序出現(xiàn)瞬間不穩(wěn)定，忽然沒有輸出。
1.2.7 制冷系統(tǒng)制冷效果不好
（1）膨脹閥開啟過大或太小。膨脹閥開啟過大壓縮機(jī)本身積霜嚴(yán)重，過液量太大，膨脹閥開啟過小，過液量不足。需調(diào)節(jié)膨脹閥，使壓縮機(jī)達(dá)到最佳工況。
（2）制冷系統(tǒng)堵塞不暢，如過濾器堵塞、膨脹閥堵塞、相關(guān)閥門未開或未全開、電磁閥失靈等。需找到堵塞的部位和原因，及時(shí)進(jìn)行清洗。
（3）制冷劑不夠。需補(bǔ)充適量的制冷劑。
（4）壓縮機(jī)閥板上部或汽缸下部的紙墊被擊穿或破裂或壓縮機(jī)吸排氣閥片破碎。需更換新的紙墊或排氣閥片。

1.3 常見的維護(hù)措施
1.3.1 如何檢漏
     （1）系統(tǒng)打壓，氮?dú)獬渲?/span>1.4 MPa，待高、中、低、油4個(gè)壓力表平衡后記錄各個(gè)表的讀數(shù)，保壓數(shù)小時(shí)（一般為24 h以上）后，看各壓力表的讀數(shù)是否下降，若下降則說明系統(tǒng)的漏點(diǎn)，可用肥皂水涂抹可疑點(diǎn)進(jìn)行檢漏。
（2）用鹵素?zé)魴z查各可疑點(diǎn)的前提是系統(tǒng)有制冷劑，4個(gè)表讀數(shù)平衡（0.5 MPa以上）。
（3）用高級(jí)檢漏儀，可以用氦質(zhì)譜儀，先對(duì)管道進(jìn)行抽真空，抽到極限后關(guān)掉真空泵，改用氦質(zhì)譜儀抽真空，向泄漏可疑點(diǎn)噴氦氣，通過氦質(zhì)譜儀上的儀表顯示，可以看出泄漏點(diǎn)具體位置，精度非常高。
1.3.2 如何充注制冷劑
（1）充注制冷劑之前一定要確定制冷劑的質(zhì)量，確認(rèn)質(zhì)量沒有問題后方可充注，劣質(zhì)制冷劑對(duì)壓縮機(jī)和制冷系統(tǒng)破壞力極大，輕則影響制冷系統(tǒng)運(yùn)行，重則使壓縮機(jī)損壞。
（2）可從壓縮機(jī)低壓吸入口充注，鋼瓶嚴(yán)禁倒置和平躺，充注時(shí)禁止空氣進(jìn)入制冷系統(tǒng)。
（3）充注制冷劑之前請(qǐng)先確定系統(tǒng)中是完整性充注還是補(bǔ)充性充注，如果是前者（特
別是剛進(jìn)行保壓檢漏操作的），建議先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行抽真空；對(duì)于后者請(qǐng)將系統(tǒng)中的空氣排放干凈后對(duì)制冷劑做適當(dāng)補(bǔ)充。
（4）如果該制冷劑為共沸，則不必將鋼瓶倒置和平躺，直接將其充入系統(tǒng)中；如果是非共沸制冷劑，可以考慮將鋼瓶倒置和平躺（即出口處為液態(tài)），但制冷劑罐口閥門應(yīng)盡量關(guān)小，以免使壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊現(xiàn)象。
（5）充注前，請(qǐng)確保連接的管道不泄露，將其連接到制冷劑罐排出口，再打開閥門將連接管道內(nèi)的制冷劑排除，再將連接管道的另外一端連接到氣液分離器上的角閥上；觀察各個(gè)壓力表的壓力值，視鏡上的氣泡數(shù)量以及壓縮機(jī)的回霜多少來確定制冷劑的充注量。 
1.3.3 如何調(diào)節(jié)膨脹閥
（1）順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)可以調(diào)小膨脹閥流量，逆時(shí)針方向可以調(diào)大膨脹閥流量。 
（2）壓縮機(jī)吸氣口結(jié)霜的多少、視液鏡中氣泡的多少能間接反映出膨脹閥開啟程度，在調(diào)節(jié)膨脹閥時(shí)每次調(diào)節(jié)量不可太大，兩次之間的時(shí)間間隔不低于15 min，以便觀察系統(tǒng)的運(yùn)行趨勢(shì)。膨脹閥一經(jīng)調(diào)定，就不要再動(dòng)，除非工況變化很大。
1.3.4 如何收液
先將水冷凝器出液閥關(guān)閉，啟動(dòng)壓縮機(jī)，10 s后打開板冷電磁閥和冷凝電磁閥，運(yùn)行壓縮機(jī)5～8 min，檢查壓縮機(jī)中壓，中壓壓力在0 kgf/cm左右停止壓縮機(jī)運(yùn)行，同時(shí)將水冷凝器進(jìn)液閥關(guān)住，氟里昂即收液到水冷凝器里了。
1.3.5 更換清洗過濾器
制冷系統(tǒng)運(yùn)行超過1年后建議更換干燥過濾器的濾芯和回氣過濾器的濾芯。最好是1年更換1次，不能更換的應(yīng)拆下用汽油進(jìn)行清洗。
1.3.6 如何換冷凍機(jī)油
1.3.6.1 冷凍油的使用
    一般來講，制冷系統(tǒng)首次運(yùn)行100 h后要更換冷凍油，再次運(yùn)行10 000～12 000 h后要更換冷凍油，換油時(shí)只要油液位露出視鏡的1/4即可，切不可多加，油多了很容易造成油擊。一般都應(yīng)按照廠家規(guī)定的要求使用專用的冷凍機(jī)油。

1.3.6.2 冷凍油的更換
（1）關(guān)閉壓縮機(jī)吸氣閥，手動(dòng)復(fù)位油壓安全控制器，啟動(dòng)壓縮機(jī)，將壓縮機(jī)內(nèi)制冷劑排入系統(tǒng)中，待壓縮機(jī)內(nèi)的壓力與大氣壓平衡時(shí)，關(guān)閉壓縮機(jī)（切斷電源），關(guān)閉壓縮機(jī)排氣截止閥，此時(shí)壓縮機(jī)內(nèi)壓力還會(huì)有所回升，打開排氣截止閥上的接頭，放凈存氣。
（2）從壓縮機(jī)放油口擰下放油堵，取出油過濾器把臟油放出。
（3）用汽油洗凈油過濾器油堵上的金屬粉末，晾干后重新裝入并擰緊放油堵。
（4）將壓縮機(jī)視油鏡左上方絲堵擰下，用充油管與油桶相連，將壓縮機(jī)抽真空，冷凍油靠大氣壓力的作用自動(dòng)吸入壓縮機(jī)。
（5）換油量只要露出壓縮機(jī)油視油鏡1/4即可，再擰上絲堵。
（6）用真空泵抽出壓縮機(jī)內(nèi)的空氣。
（7）打開壓縮機(jī)吸排氣截止閥，即可使壓縮機(jī)投入運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3.7 如何排放制冷系統(tǒng)空氣
   將水冷凝器出液閥關(guān)閉，啟動(dòng)壓縮機(jī)，過10 s后打開板冷閥和冷凝閥，連續(xù)運(yùn)行5 min后關(guān)閉壓縮機(jī)，過10 min后，讓制冷劑冷卻成液體，空氣全部在液體上面，通過水冷凝器進(jìn)液閥，擰開旁邊的螺母，順時(shí)針擰閥桿，即可排放空氣。

1.3.8 壓縮機(jī)的液擊問題
    液態(tài)制冷劑或潤(rùn)滑油隨氣體吸入壓縮機(jī)氣缸時(shí)會(huì)損壞吸氣閥片。液擊可以在很短時(shí)間內(nèi)造成閥片、活塞、連桿、曲軸、活塞銷的損壞。減少或避免液體進(jìn)入氣缸就可以防止液擊的發(fā)生。液擊最常見的現(xiàn)象是造成吸氣閥片斷裂和連桿斷裂。
    引起壓縮機(jī)液擊的液體主要為以下幾種：（1）回液，即從蒸發(fā)器中流回壓縮機(jī)的液態(tài)制冷劑或潤(rùn)滑油；（2）帶液?jiǎn)?dòng)時(shí)的泡沫；（3）壓縮機(jī)內(nèi)的潤(rùn)滑油太多。

2 真空系統(tǒng)
2.1 日常維護(hù)保養(yǎng)
（1）開啟真空泵前，要檢查真空泵的油位（一般為油視鏡1/2）。
（2）開真空泵、小蝶閥前，要保證前箱門關(guān)好，所有閥門都處于關(guān)閉狀態(tài)。真空泵對(duì)箱體開始抽真空前，一定要保證后箱是干燥的，如果有水汽，則要使冷凝器溫度低于-45 ℃，而且整個(gè)凍干過程中冷凝器溫度要保持在-45 ℃以下，以免將水汽抽入泵體，影響真空泵的工作。
（3）若所配的真空泵和羅茨泵需要水冷的，一定要保證冷卻水先于真空泵開啟前到位，運(yùn)行過程中可以用手觸摸一下泵體的溫度。羅茨泵啟動(dòng)不宜太早（由電接點(diǎn)壓表控制）。
（4）真空泵油需定期更換，其周期一般為1年1次。真空泵運(yùn)行時(shí)，要注意液位表內(nèi)油色的變化，如果在運(yùn)行的過程中在油的上部分出現(xiàn)由白色的小液滴狀構(gòu)成的白色渾濁現(xiàn)象，則說明有水汽或有機(jī)溶劑進(jìn)入真空泵，請(qǐng)將氣振閥門打開一段時(shí)間（根據(jù)實(shí)際情況而定，一般為1 h左右）；如果泵油長(zhǎng)時(shí)間地全部出現(xiàn)乳白色、黑色或其他顏色，說明油已經(jīng)變質(zhì)乳化，需要對(duì)真空泵油進(jìn)行更換。
（5）運(yùn)行真空泵后，請(qǐng)先別打開小蝶閥，讓真空泵對(duì)真空管先抽一段時(shí)間，觀察真空泵運(yùn)行時(shí)是否產(chǎn)生雜音，是否能在正常的時(shí)間內(nèi)抽到極限真空。如果有變化，則請(qǐng)先檢查真空泵油是否變質(zhì)、泵頭電磁閥是否正常開啟、泵頭上的各個(gè)連接部分是否存在松動(dòng)現(xiàn)象等。
2.2 真空不理想的原因及處理辦法   
2.2.1 真空泵性能下降
    先觀察真空泵油位及油是否被污染，若真空泵油質(zhì)量明顯下降，有乳化現(xiàn)象后，需立即更換，并查明原因，若真空泵吸入少量水分，可打開氣鎮(zhèn)閥，1 h后觀察真空泵油是否改善，真空度是否下降。若真空泵經(jīng)多次換油仍無明顯改觀，可視為真空泵故障，需對(duì)真空泵進(jìn)行檢修。
2.2.2 系統(tǒng)泄漏
    請(qǐng)用排除法逐一檢查可能漏的點(diǎn)、閥門、相關(guān)的密封圈。
2.2.3 箱體內(nèi)部有水
    冷凝器化霜不徹底，水沒有排干，導(dǎo)致在箱體底部的水不斷揮發(fā)而影響抽真空。

2.2.4 真空規(guī)管出現(xiàn)問題  
（1）真空規(guī)管在使用的過程中內(nèi)部進(jìn)入了一些水分或其他揮發(fā)性液體導(dǎo)致真空度顯示出現(xiàn)跳動(dòng)、不準(zhǔn)確等現(xiàn)象，請(qǐng)用吹風(fēng)機(jī)將其內(nèi)部吹干后投入使用。
（2）真空規(guī)管安裝不正確。正確的方法為：規(guī)管垂直安裝、安裝位置要接近抽氣口、遠(yuǎn)離放氣口。
（3）操作人員對(duì)真空規(guī)管的使用不規(guī)范，比如在規(guī)管帶電時(shí)對(duì)其連接導(dǎo)線任意拔插，規(guī)管有負(fù)載時(shí)任意地去拆卸、搬運(yùn)時(shí)沒有能夠輕拿輕放等，最終使規(guī)管受到破壞。
（4）規(guī)管本身的性能隨著時(shí)間的推移逐步降低，可以用丙酮溶劑對(duì)規(guī)管內(nèi)部加以清洗，風(fēng)干后校核其顯示準(zhǔn)確性。 
2.3 常見的維護(hù)措施
2.3.1 真空泵的換油
一定要正確地使用其規(guī)定的油號(hào)，否則將使泵的性能降低，甚至可能損壞真空泵。
（1）開加油堵頭，然后擰開排油堵頭，用相應(yīng)的容器接住排出的廢油，排放干凈后，擰上排油堵頭。
（2）加入新鮮的真空泵油，只要使油位稍微露出視鏡即可。運(yùn)行真空泵5 s后，關(guān)閉真空泵，重復(fù)（1）的操作步驟。
（3）如果經(jīng)過步驟（2）后，排出的油仍然很臟，可以考慮重新對(duì)真空泵進(jìn)行清洗。最后加入真空泵油，油面應(yīng)保持在兩條油位指示線之間的1/2（用泵體外殼上的鑄出線和標(biāo)牌上的上、下限表示）。
（4）啟動(dòng)真空泵進(jìn)行測(cè)試，等到泵溫升高后，判斷其抽真空性能。如果真空還是不理想，可能是泵內(nèi)積有油泥等沉積物或存在機(jī)械方面的原因。 

2.3.2 注意事項(xiàng)
    真空泵無論是在使用還是不使用的情況下，操作人員都要對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，比如每周都要讓真空泵打開氣振閥，在空載的情況下運(yùn)行2 h左右；檢查泵體是否漏油，工作時(shí)是否有雜音等。
    一般來講藥品升華過程中藥粉進(jìn)入真空泵會(huì)對(duì)泵油和真空泵的旋片造成很大的影響，在真空泵中有水或有污染的情況下工作時(shí)，極限壓力升高，泵的機(jī)械摩擦增大；嚴(yán)重時(shí)，泵將無法運(yùn)轉(zhuǎn)；更嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致電機(jī)因過載而燒毀，因此，嚴(yán)禁讓真空泵對(duì)具有強(qiáng)腐蝕性藥物工作，如果對(duì)一般腐蝕性不大的藥品抽真空，也要視情況進(jìn)行維護(hù)。

（1）次開機(jī)時(shí)一定要先檢查循環(huán)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方向（指示燈綠燈為正常，紅燈反向）。
（2）每次開機(jī)前需觀察平衡桶的液位（1/3～1/2）。
（3）開循環(huán)泵后，觀察壓力表讀數(shù)（正常值為0.1 MPa）。壓力表指針是否抖動(dòng)，若抖動(dòng)則說明循環(huán)系統(tǒng)有空氣，需排除空氣。排除空氣的方式如下：將一根塑料軟管的一端連接到導(dǎo)熱油管上的排氣閥，另一端插入平衡桶；打開排氣閥，開啟循環(huán)泵，使導(dǎo)熱油和空氣通過該管道進(jìn)入平衡桶；結(jié)束循環(huán)的標(biāo)志為：壓力表指針穩(wěn)定、塑料管道上無明顯氣泡以及循環(huán)泵不再自動(dòng)切換運(yùn)行；注意觀察導(dǎo)熱油進(jìn)出口溫度，特別是進(jìn)口溫度，要保證導(dǎo)熱油進(jìn)口溫度顯示準(zhǔn)確。在操作過程中一定要考慮到循環(huán)泵自身也有發(fā)熱的性能，這就要求操作人員不在進(jìn)行電加熱的時(shí)候也要考慮到循環(huán)泵的作用。導(dǎo)熱油的更換：注意導(dǎo)熱流體的性能，一般三元混合液每年換1次，硅油每5年換1次。導(dǎo)熱流體的充注：循環(huán)回路中裝有2個(gè)充液閥，分別位于循環(huán)回路的最高位和最低位，它們?cè)诔渥⑶捌鹋艢夂捅ＷC充液作用。回路經(jīng)過檢漏、干燥、排氣后即可充液。充注時(shí)，導(dǎo)熱流體從平衡桶的液面計(jì)上反映出來時(shí)，開動(dòng)循環(huán)泵進(jìn)行排氣，邊充液邊排氣，直至排凈管路中的空氣，充液至平衡桶液面計(jì)的1/3處，關(guān)閉所有閥門，充注完成。
3         結(jié)語
制冷與真空系統(tǒng)是凍干機(jī)的2大系統(tǒng)，對(duì)凍干過程和最終的制品質(zhì)量起著決定性的作用，因此也是制藥企業(yè)員工必須清楚掌握的內(nèi)容。當(dāng)然，凍干機(jī)還有其他的組成系統(tǒng)，任何一個(gè)系統(tǒng)出問題都會(huì)影響最終產(chǎn)品質(zhì)量，只有全部了解掌握了凍干機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理，才能分析和排除故障，確保凍干過程順利。

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