摘要: 臥式殼管式蒸發器的液位是制冷系統操作管理者正常操作、故障分析與判斷的主要依據。根據臥式殼管式蒸發器的工作原理，針對工程設計、現場施工的失誤，分析液位不穩的原因，指出臥式殼管式蒸發器液位計應選用的類型及改造的步驟方法，確保了制冷系統的正常運行。
1 背景介紹
廣西某化工實業有限公司購進了四臺靖江容器制造有限公司生產的換熱面積為 26． 3 m3 的臥式殼管式蒸發器，廠家提供的結構示意圖見圖 1，主要用于冷卻乙烯酮氣體，要求四臺臥式殼管式蒸發器出口的乙烯酮氣體溫度依次為 － 5℃、－ 10℃、－ 15℃、 － 20℃，以分離出乙烯酮氣體中的水和醋酸，并防止結冰。

廣西化工實業有限公司委托廣州一家制冷工程有限公司設計并施工安裝該工程，廣州制冷工程公司在生產設備商提供的設備基礎上，結合設備廠家提供的設備資料圖紙，在液位控制口 4、8 上直接安裝了防霜磁翻板液位計。
制冷系統調試運行時，發現防霜磁翻板液位計的底部開始有氨氣泡形成，徐徐上升到液面消失，并且液面上下浮動，幅度較大，不能穩定在某一位置內。隨著系統的運行，液位計的下部開始結露、結霜，結霜高度逐漸增加，并由霜轉化為冰，無法觀察到液位，見圖 2。同時，螺桿式制冷壓縮機出現了“潮車”現象。由于操作者無法判斷液位的準確位置，為防止事故發生，被迫停機，嚴重影響了物料的生產。

2 原因分析
臥式殼管式蒸發器的液位控制口上直接安裝防霜磁翻板液位計，防霜磁翻板液位計內部充注了與蒸發器液位相等的液面。制冷系統運行后，由于制冷壓縮機的吸氣作用，蒸發器內部的壓力逐漸降低，當壓力降低至制冷劑對應的氣化溫度時，由于殼管內制冷劑液體吸收傳熱管內物料的熱量，液面以下的制冷劑吸熱氣化形成的氣泡，慢慢上升到液面消失。隨著物料負荷的增加，制冷劑沸騰加劇，液位大幅度上下浮動。由于蒸發器與液位計上下連通，防霜磁翻板液位計也會出現氣泡上升、液位不穩的現象。液位計內部的制冷劑氣化時，吸收外界環境熱量，空氣中水蒸氣遇冷出現結露、結霜、結冰的現象。當蒸發器內部的液位過高或劇烈沸騰時，制冷劑氣體攜帶制冷劑液滴進入螺桿式制冷壓縮機，出現“潮車”現象。
3 解決方案
通過原因分析，防霜磁翻板液位計內液位不穩、外部結霜的原因，是由于防霜磁翻板液位計內部的液體沸點太低造成的。如把防霜磁翻板液位計更換為油包式液位計，液位計內部的制冷劑變換為潤滑油，液位計液面不穩、外部結霜的現象，就不會出現。更換油包式液位計按以下步驟進行。
1． 現場加工制作油包。油包式液位計包括油包和防霜磁翻板液位計兩部分，通 過 管 道、閥 門 連 接 而成。油包是油包式液位計的關鍵部件，容積過小或與防霜磁翻板液位計連接不符合要求，有可能造成液位上升、下降緩慢，液位反應不靈敏，或者油包結霜。圖 3 為油包加工制作尺寸圖，現場加工按圖紙要求制作。

2． 收集蒸發器中的制冷劑，并充氮氣排除殘余氨氣。關閉臥式殼管式蒸發器的供液閥，啟動制冷壓縮機，反復、多次對蒸發器抽真空，當關閉臥式殼管式蒸發器出氣閥后，蒸發器內部壓力在1h 內不發生變化，停止抽氣。打開蒸發器上部液位計控制口法蘭，然后再打開蒸發器的排污口法蘭，從液位計控制口充入氮氣，直至排污口氣體無異味。
3． 安裝油包式液位計。根據現場的臥式殼管式蒸發器的實際情況，繪制了油包式液位計安裝示意圖( 圖 4) ，在排污口通向大氣、安全員現場監督的情況下，實施焊接、安裝。

4． 氮氣保壓和氨氣試漏。連接好臥式殼管式蒸發器上部液位計控制口法蘭后，通過蒸發器排污口向蒸發器充入 1． 2 MPa 的氮氣，保壓 24 h，無泄漏原因引起壓力變化，排除氮氣。稍微開啟蒸發器出氣閥，利用系統壓力向蒸發器充入 0． 2 MPa 的氨氣，用酚酞試紙檢查無泄漏。
5． 向油包加入潤滑油。結合圖 4 說明: 關閉閥A、D，打開閥 B、C，通過液位計玻璃管上部的絲堵加油口，向油包內加入制冷壓縮機使用的潤滑油，當從閥 C 處的玻璃管內看到油位時，停止加油，擰緊加油絲堵，關閉閥 B，打開閥 A、D。
6． 調整臥式殼管式蒸發器至工作狀態。檢查臥式殼管式蒸發器的排污閥、供液閥、油包排污閥、放氣閥 B 處于關閉狀態，蒸發器的出氣閥、安全截止閥、放油閥、液位計接口閥門和油包液位計的閥A、C、D 處于開啟狀態。 4 實施效果臥式殼管式蒸發器液位計改裝后，在輸入物料( 乙烯酮氣體) 的情況下，向蒸發器供液并降溫，油包式液位計內部油面清晰、穩定，沒有出現液位計結霜的情況，操作人員根據液位情況，適時調節蒸發器供液閥的開啟度，制冷壓縮機無“潮車”現象出現，保證了系統的安全運行、物料的正常降溫。