Причина гибели чиллера., Интересно мнение холодильщиков. Опции

[M.Mar]

Уважаемые коллеги!
Был чиллер. 700 кВ.
Два винтовых компрессора. Конденсатор охлаждаемый воздухом. Кожухотрубный двух-контурный испаритель типа flooded а точнее "falling film" - вода (без гликолей) течет внутри трубок, хладоагент R134a испаряется в межтрубном пространстве. На каждый контур по электронному раширительному клапану (EEV).
Доподлинно известно что внезапно и на несколько часов прекратилась подача электричества на весь цех.
Скорее всего, когда электричество вернулось, дежурный по смене нажимал кнопку "Пуск" до тех пор пока не понял, что чиллер не заработает.
Результаты посмертного анализа: Оба компрессора погибли. В трубках испарителя найдено полтора десятка рваных дыр изнутри наружу в обоих контурах, в случайных местах по длине и по объему теплообменника.
Существуют две версии:
Первая версия.
Поскольку шаговый мотор данного EEV в момент потери питания остается на том месте, где был застигнут (подтверждается каталогом производителя EEV), жидкий хладоагент из конденсатора под его высоким давлением бесконтрольно расширился, перетек в испаритель, испарился и заморозил воду в трубках (насос тоже не работал). Что было дальше понятно.
Два опытных холодильщика категорически не согласны с этой версией, утверждая, что давление в испарителе мгновенно поднимется и все дальнейшие процессы будут происходить при температуре выше нуля.
Вторая версия.
Обмерзание произошло при запуске после возвращения питания.
Перебой в питании каким-то образом повлиял на защиты и на запуск насоса. Насос напрямую к контроллеру чиллера не привязан. Видимо запускался с какого-то внешнего заводского пульта вместе с чиллером.
Либо произошло еще какое-то стечение обстоятелств.
Возможно есть еще версии?
На данный момент вопрос имеет уже чисто теоретическое значение.
Практически интересно - ставить-ли UPS на EEV если производитель чиллера об этом не позаботился?
Буду благодарен за ваши мнения.

[M.Mar]

Уважаемые коллеги!
Был чиллер. 700 кВ.
Два винтовых компрессора. Конденсатор охлаждаемый воздухом. Кожухотрубный двух-контурный испаритель типа flooded а точнее "falling film" - вода (без гликолей) течет внутри трубок, хладоагент R134a испаряется в межтрубном пространстве. На каждый контур по электронному раширительному клапану (EEV).
Доподлинно известно что внезапно и на несколько часов прекратилась подача электричества на весь цех.
Скорее всего, когда электричество вернулось, дежурный по смене нажимал кнопку "Пуск" до тех пор пока не понял, что чиллер не заработает.
Результаты посмертного анализа: Оба компрессора погибли. В трубках испарителя найдено полтора десятка рваных дыр изнутри наружу в обоих контурах, в случайных местах по длине и по объему теплообменника.
Существуют две версии:
Первая версия.
Поскольку шаговый мотор данного EEV в момент потери питания остается на том месте, где был застигнут (подтверждается каталогом производителя EEV), жидкий хладоагент из конденсатора под его высоким давлением бесконтрольно расширился, перетек в испаритель, испарился и заморозил воду в трубках (насос тоже не работал). Что было дальше понятно.
Два опытных холодильщика категорически не согласны с этой версией, утверждая, что давление в испарителе мгновенно поднимется и все дальнейшие процессы будут происходить при температуре выше нуля.
Вторая версия.
Обмерзание произошло при запуске после возвращения питания.
Перебой в питании каким-то образом повлиял на защиты и на запуск насоса. Насос напрямую к контроллеру чиллера не привязан. Видимо запускался с какого-то внешнего заводского пульта вместе с чиллером.
Либо произошло еще какое-то стечение обстоятелств.
Возможно есть еще версии?
На данный момент вопрос имеет уже чисто теоретическое значение.
Практически интересно - ставить-ли UPS на EEV если производитель чиллера об этом не позаботился?
Буду благодарен за ваши мнения.

[starter]

Мдааа.Какой модели чиллер?Первый вариант отпадает на100%.Ясно что не сработала автоматика.Реле протока и датчики температуры проверяли? Ограничение по температуре выходящей воды посмотрите в уставках.А после ремонта привяжите запуск насосов к чиллеру.А ЭРВ здесь совсем непричём.
Удачи!!!

Сообщение отредактировал starter - 4.6.2008, 20:55

[airwave]

Перетекание как пить дать. Плюс ко всему тепловая инерция. Объем хреона большой, а воды меньше. Протока нет. Хреон быстро замораживает трубки и они лопаются.
Так что холодильщики не опытные. Мгновенно в охлажденном испарителе ничего не получится, тем более хреон будет перетекать из высокого в низкое, пока давление не уравняется, а при отсутствии теплопритоков быстро это не произойдет.

Сообщение отредактировал airwave - 4.6.2008, 23:31

[yawin]

первый вариант однозначно.
Если есть проблемы с питанием то лучше всего перед ЭРВ поставить соленоид или ставить UPS на контроллер.

[snovell]

Возможны оба варианта. В моей практике разное случалось. А по первому варианту - компания TRANE настоятельно рекомендует останавливать насос
спустя 5 минут после остановки чиллера.
Ежели реле протока исправно - 100% вариант 1.

[vadim999]

"100 пудов" - первый вариант. Сторонники 2-ого и -двух вариантов, сдается мне, забыли режим "откачки испарителя" перед штатной !!! остановкой компрессора(ов) от "кнопки" или по автоматике. Историческая справка. В 60 г.г. (прошлого века) решили сэкономить на дорогих ТРВ и заменили их капиллярными трубками на ... водоохладителях в автоматах газ.воды (были такие, которые стояли на улицах); рессиверы, правда сняли, а компрессора оставались сальниковыми, и понеслись массовые разморозки спарителей. "Вскрытия" показывалаи такую-же картину. Причина- небольшие утечки фреона на фоне импульсно-неравномерного расхода воды. Через некоторое время "экономию" отменили.

[kord]

Я считаю, что верна вторая версия причин аварии.
И вот почему:
1. кожухотрубный испаритель затопленного типа -очень инерционный аппарат. Предположим что на стационарном режиме (перед аварией) температура испарения была +4С. Это если параметры безопасности чиллера были в норме. А если САЗ была "загрублена" и температура кипения была в минусе, то это будет третья версия - неправильные уставки САЗ.
2. При внезапном изчезновении питания и открытой подаче фреона температура в испарителе будет повышаться от +4С. И чем больше открыт дроссель, тем быстрее.
3. При пуске компрессора без протока хладоностителя и с полным испарителем (фреон перетек туда при открытом дросселе) произойдет объемное вскипание фреона и многочисленные локальные очаги понижения температуры. Инерционность винтового компрессора при этом достаточна для создания значительных отрицательных температур в испарителе.
4. Результат очевиден.

Считаю, что причин аварии две:
1. Отсутствие проектной САЗ. Хотя бы блок контакт пускателя насоса включить в схему защиты чиллера
2. Неправильные действия эксплуатационного персонала при запуске. Инструкцию надобно вывесить.
Михаил

[starter]

Абсолютно согласен с kord,перетекание,конечно будет полюбому,но оно будет сопровождаться повышением давления от 4 бар и выше.Зато при пуске с отсутствием протока воды моментально уйдёт в минус и заморозит воду

[ivan-l-ing]

Смысл гадать на кофейной гуще, хоть бы написали что за ХМ, про гидромодуль - народ не глупый схемки быстренько накопали бы с защитой ясность внеслась БЫ.

[kord]

Да какие там схемки!
Столько аналогичных установок через руки прошло, что все видно с закрытыми глазами.
Основная причина аварии - неуважение менеджеров новой формации к старой системе документации.
На такие установки положено САЗ опробывать раз в месяц с занесением результатов в отдельный журнал.
и количество журналов на такую установку раньше было 12 шт.
А теперь все это забыто. И результат - убитая машина холодильная.
Михаил

[LordN]

затопленный испаритель для охлаждения воды? эт какой-то фанатичный мазохизьм
интересно, если не секрет, на каком бренде можно нарваться на такое? эт чтоб на такие ж грабли не ступить ненароком...

[M.Mar]

Спасибо всем за ответы.
Предлагаю дикий уровень обслуживания оборудования современными пользователями оставить для другой дискуссии.
Извиняюсь, что не выкладываю брендов, имен, схем, фотографий - вопрос "Кто виноват?" еще не закрыт, хотя случай произошел два года назад.
Сначала несколько добавлений:
1. После повторного просмотра фотографий обратил внимание, что все повреждения трубок случайно распределены по длине, но приходятся все на верхнюю половину теплообменника. Второй ряд трубок сверху пострадал почти весь.
Ни одной прорваной трубки в нижней половине.
2. Испаритель хоть и выглядит как затопленный, построен по принципу "falling film" - из распределительного короба сверху на трубки капает жидкость, образует "падающую пленку" и испаряется. Очень скудные данные в литературе. Если дадут его разрезать, узнаем лучше.
3. Даже если весь фреон (100кг на контур) перетечет в испаритель, чего при нормальной работе быть не должно, он займет примерно 25-30% по высоте.
4. И еще - авария произошла рано утром. Логично предположить, что чиллер работал на неполной нагрузке.
Теперь рассуждения.
По второй версии - вода замерзла при повторном запуске. В чиллере 3-4 защиты не должны были допустить пуск компрессоров в такой ситуации (обоих!). По-моему, контроллер всегда начинает запуск с одного компрессора.
Вероятность отказа сразу всех защит мала. Контроллер остался жив. Производитель его снял и забрал. Поэтому ни уставки, ни историю сейчас не проверить.
Очень логична версия kord об объемном вскипании фреона при запуске компрессоров. Но почему тогда нижние трубки не пострадали?
По первой версии.
Логика говорит о том, что при нормальной рабочей температуре испарения, скажем 4°С, натекание газо-жидкостной смеси в теплообменник мгновенно повысит давление и, соответственно, температуру.
Но в трубках стоит вода 7-12°С, готовая отдать тепло...
Интуиция подсказывает мне, что эти капли жидкости, падая на трубки из распределительного короба и заморозили воду, но никак не могу представить себе физику процесса.
То, что пострадали оба компрессора говорит скорее в пользу первой версии. Но как при повторном запуске контроллер не выдал сигнал на полную остановку машины, когда погиб первый компрессор? Непонятно.
Еще можно предположить, что чиллер работал на отрицательной температуре испарения и, пока вода текла, чудом жил, а когда перестала - умер. Но это сейчас проверить невозможно.
Ответы и вопросы коллегам:
to airwave - согласен - инерции по давлению нет, а по температуре есть. То-есть, те капли которые попали на трубку, успели испариться и забрать у воды энергию. Но как они испарились, если давление выросло?
to yawin - про UPS и вопрос, если первая версия верна, UPS обязателен. A соленоид в чужой чиллер с закрытым контроллером, у которого режимы запуска и остановки расписаны по секундам я бы не ставил. Потом, EEV позволяет сэкономить на соленоиде.
to kord - в чем выражается инерционность затопленного чиллера?
to kord - конечно, чиллер погубили люди. Достаточно сказать, что к контактам на чиллере, к которым полагается подсоеденить реле насоса, ничего подсоединено не было. Даже не знаю как они насос запускали. Факт - пару лет отработал.
to ivan-l-ing - только и остается гадать на кофейной гуще, а защишать уже нечего, чиллер умер, а случай интересный.
to LordN - ну не у всех зимой на улице ниже нуля. А заявленая в каталоге температура испарения +4°С. Чего ж воду не охлаждать.

Сообщение отредактировал M.Mar - 5.6.2008, 23:23

[snovell]

При запуске чиллера - отрицательная температура? НЕРЕАЛЬНО! Реле низкого давления +датчик температуры остановят машину.
Гибель испарителя возможна только при полном бездействии автоматики защиты. Во всяком случае это логика машин с которыми я сталкивался.
По повду физики процесса - это отдельная большая тема, есть желание - порассуждаем.

[snovell]

Кстати, совсем забыл, есть очень лихой чиллер YORk YCAM-360, который с ледяной глыбой в испарителе может показывать температуру на входе 16 градусов, на выходе 11, так как датчики температуры (они же аварийные) установлены в патрубках входа и выхода в испаритель, а то что происходит внутри испарителя, их мало интересует.
P.S. Но, правда, в этом случае было неисправно реле протока. Так что первый вариант скорее всего. Да и порвало верхние уровни трубок.
Есть сомневающися? Приезжайте в гости. Проведем эксперимент - попытаемся запустить чиллер TRANE
RTAC 350 или RTAB 216 при выключеном насосе (связь чиллер - насос, только по реле протока). Я пускал чиллеры в обход реле - работали не более пяти секунд и ALARM...

[M.Mar]

При запуске чиллера - отрицательная температура? НЕРЕАЛЬНО! Реле низкого давления +датчик температуры остановят машину.
Гибель испарителя возможна только при полном бездействии автоматики защиты. Во всяком случае это логика машин с которыми я сталкивался.
По повду физики процесса - это отдельная большая тема, есть желание - порассуждаем.

Вот и мне кажется, что нереально. То есть авария произошла при отключенной автоматике - отсутствии питания, как описано в первой версии.
Есть очень большое желание порассуждать о физике процесса.
В RTAC, RTAB есть еще 2-3 защиты по разнице, температур и давлений (нет сейчас документации под рукой). Поэтому и ALARM.
Значит в обсуждаемом чиллере при таких же защитах невозможен повторный пуск после аварии при неработающем насосе.
Значит, первая версия - бесконтрольное перетекание. Но физика, физика? Как это произошло, если рабочая температура выше нуля, а давление при перетекании только увеличивается?
Не хватает мне холодильных знаний, поэтому и обратился к помощи зала.

[snovell]

По поводу защиты - выравние давления в конденсаторе и испарителе устранит опасность, т.е. байпасная линия ТРВ с соленоидом, который откроется при исчезновении питания
Физика процесса -
Самое простое: компрессор остановился - снизилась температура конденсации - снизилась температура кипения при остаточной величине открытия ТРВ

Сообщение отредактировал snovell - 5.6.2008, 23:37

[M.Mar]

По поводу защиты - выравние давления в конденсаторе и испарителе устранит опасность, т.е. байпасная линия ТРВ с соленоидом, который откроется при исчезновении питания

Выравнивание давление соленоидом + ТРВ создаст поток смеси жидкости с газом в испаритель, то есть то, что мы уже имеем при приоткрытом ЭРВ и из-за чего, я думаю, все и произошло.
ЭРВ и выполняет функцию соленоида в таких чиллерах.
Если уж защищаться, то UPS прямо на трансформатор низкого напряжения, чтобы ЭРВ успел закрыться после аварии и не допустил бы выравнивания давлений.

[snovell]

Неааа... соленоид отправит жидкость в испаритель, причём жидкость высокой температуры, минуя ТРВ т.е. дросселирование, следовательно отсутствие перепада давления предотвратит вскипание хладагента
А уж как поведёт себя ТРВ питаясь от UPS во время отключения остальных систем (компрессор, конденсатор) - известно только разработчикам

Сообщение отредактировал snovell - 5.6.2008, 23:47

[M.Mar]

Неааа... соленоид отправит жидкость в испаритель, причём жидкость высокой температуры, минуя ТРВ т.е. дросселирование, следовательно отсутствие перепада давления предотвратит вскипание хладагента
А уж как поведёт себя ТРВ питаясь от UPS во время отключения остальных систем (компрессор, конденсатор) - известно только разработчикам

Загасить холодный испаритель горячей жидкостью - бесспорно решит проблему обмерзания. Непонятно только, что произойдет, когда компрессор начнет сосать из испарителя полного жидкисти. Если не считать возможности проникновения жидкости в компрессор, kord упоминал возмозность объемного закипания. Теперь рождается проблема как настроить этот байпассный ТРВ так, чтобы жидкость не была слишком холодной. Да и не стал бы я лезть в чужой чиллер со своим соленоидом.
А UPS на ЭРВ сделает то, что контроллер делает в процессе остановки компрессора blow down - закроет ЭРВ. Настоящего блоудауна, конечно не получится, но бОльшая часть жидкости останется в конденсаторе.
Но это все схоластика. На данный момент этот чиллер в защите уже не нуждается.

Сообщение отредактировал M.Mar - 6.6.2008, 0:12

[snovell]

первый вариант однозначно.
Если есть проблемы с питанием то лучше всего перед ЭРВ поставить соленоид или ставить UPS на контроллер.

Соленоид родился из выше сказанного
По поводу схоластики - давление в системе уравнивается довольно быстро, к томуже автоматика машины очень тщательно следит за величиной перегрева
А почему машина не нуждается в защите? Умерла, так умерла?

[M.Mar]

А почему машина не нуждается в защите? Умерла, так умерла?

Таки да.
Что же мы будем ремонтировать, если все чиллеры будут спроектированы грамотно и без экономии на ерунде, а пользователь будет читать книжку перед тем, как нажимать кнопку?

[snovell]

Уж ваши бы слова, да Богу в уши...

[sl-spds]

"Причина гибели чиллера...."

Извините, что не в тему...
Выразились красиво: "гибели..."

[Гость_Майкл_*]

Подвода тепла не было, вода стояла, почему-другой вопрос. На пуске он накрылся. Все дырки вверху- режим неустановившийся, брызги фреона на трубках как центры кристаллизации воды.
Никакие перетечки хладагента не могут понизить температуру испарителя. Не туда течет. Законы термодинамики не дадут, а они не ломаются в отличие от автоматики .

[ivan-l-ing]

Интересно, а после восстановления подачи электричества для чиллера это как новый пуск или как продолжение работы? По идее сначало должны были включится нагреватели картера и маслоотделителя. Да и при отсутствии перепада давления пресостат масла должен был выключит компрессор или он с задержкой включается...

[vadim999]

В пользу 1-й версии. Не согласен в однозначности, что при открытом электронном ТРВ давление будет подниматься,соотв., температура - поднимится. Парадокса нет. Просто динамическая физ.картина состоит из двух частей (не пишу "фаз" , что-бы не путать с помятием "состояние веществ"). 1-е, и главное: при отсутствии циркуляции воды оставшийся её объем в испарителе становится плохой , но "теплоизоляцией" тем самым блокируя теплоприток на испаритель; поступающая П/Ж смесь Х/А охлажает как-бы сама себя и давление продолжает падать, "таща" за собой и понижение температуры кипения. Практически, весь Х/А может оказакться в испарителе и давление в элементах машины уровняется, и может быть ниже стояночного. Кусок Подобной картины наблюдался на тренде BMS-ки, но тогда это воспринялось "глюком", и не распечатали. Звиняйте за сумбурнось изложения - спешу.

[M.Mar]

...поступающая П/Ж смесь Х/А охлажает как-бы сама себя...

Вот это - ключевая идея.
Осталось только понять, почему она это делает, если в испарителе +4°С (предположим) и давление соответствующее?

[vadim999]

Ключивыми словами здесь являются: "как-бы теплоизоляция" и "блокирование теплопритока" на испаритель. Прикинте: (на момент гибели чиллера) давление в испарителе ниже,чем конденсаторе, эл.ТРВ-открыто, теплоприток =0 (насосы отключились) жидкий Х/А дроселируясь вскипает в испарителе, теплопритока нет ... далее см. выше.

[LordN]

причина гибели одна и однозначна - использование воды, а не антифриза. затопленые схемы нельзя использовать на воде. ну может и не нельзя, но такая схема слишком потенциально опасна и дуракоотказонеустойчива.
вопщем чтоб не ступать на те же грабли - залейте в систему антифриз и спите спокойно.

[kord]

Да, фреоновые затопленные испарители так и устроены - сверху есть распределитель парожидкостной смеси. В крупных машинах еще и насосик ставят чтобы снизу фреон подавать наверх. А инерционность - от больших объемов и габаритов. Хорошо работают на больших нагрузках и не любят малых.
Картина с размораживанием врторого по высоте ряда подтверждает теорию пуска компрессора без циркуляции воды. Дело в том, что в испратителе находится не чистый фреон, а маслофреоновая смесь - она вскипает как бы слоями и видимо на второй-третий ряд сверху приходится максимальное понижение температуры. И видимо неоднократные попытки включить чиллер и вызвали локальную зону переохлаждения трубок - навскидку толщина зоны 10...15 см.
А защита по минимальному давлению - штука инерционная.
И сколько приходимось аварийно останавливать чиллеры - ЕСЛИ КОМПРЕССОР НЕ РАБОТАЕТ, то давление в испарителе растет с первой же секунды после остановки!
конечно, теоретически параллельно идут два встречных процесса: - снижение температуры в объеме от дросселирования жидкости; - повышение температуры от повышения давления за счет увеличения объема пара.
какой преобладает - навскидку сказать сложно... Жизненный опыт говорит, что давление-температура растет быстрее..
TO M.Mar - а трубки снаружи были покрыты пористым материалом, или гладкие?
Михаил