除湿机改造论文

除湿机再生系统温控保护问题与处理广州######有限公司2010年12月3日摘要：本文针对ZCFZ965-12型除湿机在造船厂运行中再生脱附系统加热保护存在的问题和隐患，并通过多次的实验改进，找到了问题的突破点，最终获得最佳方案，增设一个温控开关对其实施两级保护，修复了长期困扰的再生电源故障，为分段生产提供了保障。

关键词：除湿机故障维修一、前言：随着中国三十年的改革开放，工业的崛起、产业的复兴。

工业除湿机得到了空前的发展，不同类型；不同作用机理的除湿机也应运而生，通过二十多年的引进、吸收国内的除湿机有了长足的进步，由单一的制冷除湿转变为现在的组合式除湿机。

在我国重工制造、精工领域、仪器仪表、军工、航空航天技术、高速列车等，对空气的湿度要求非常严格的场所得到广泛的应用。

近几年的产业升级,国产船用除湿机发展很快，为船舶工业的发展做出了很大的贡献。

但是，在船舶企业使用过程中，发现了船用除湿机的很多不足；因再生系统硬件的配置不当，造成再生系统温度传感器和温控开关控制功能失调，在特定的环境因素存在时，产生了不应有的故障，加速了发热管的老化，促成断路器短路跳闸报警，给工业生产造成很大的影响。

二、转轮除湿机的基本原理与工艺ZCFZ965-12型除湿机是近几年引进、吸收国外机型的基础上研发的一种组合式四季型除湿机，是由制冷降温除湿与转轮吸附除湿相结合的设备。

不仅除湿量大，效率高，能耗低可连续提供低露点干空气，而且安全、稳定，无毒、无腐蚀、环境使用范围广、清洗方便、使用寿命长、对环境无污染。

可以处理高温高湿空气，设备一般运行温度范围为0℃～50℃，相对湿度范围为：15%～100%；同时可以处理冷却除湿无法处理温低湿空气，此类型号的除湿机在造船行业得到广泛的应用。

除湿原理：转轮除湿机属于空调领域的一个重要分支，是升温除湿的典型代表。

ZCFZ965-12型是制冷冷凝除湿与动态固体吸附相结合的除湿机；核心部件是一个蜂窝状转轮，转轮由特殊陶瓷纤维载体和活性硅胶复合而成；转轮两侧由特制的密封装置分成两个区域：处理区域及再生区域；当需要除湿的潮湿空气经过表冷器（蒸发器）降低露点后，通过转轮的处理区域时，湿空气的水蒸汽被转轮的活性硅胶所吸附，干燥空气被处理风机送至需要处理的空间；而不断缓慢转动的转轮载着趋于饱和的水蒸汽进入再生区域；再生区内反向吹入的高温空气使得转轮中吸附的水份被脱附，被风机排出室外，从而使转轮恢复了吸湿的能力而完成再生过程，转轮不断地转动，上述的除湿及再生周而复始地进行，从而保证除湿机持续稳定的除湿状态。

（除湿原理见图1-1）图1-1除湿机吸附脱附工艺原里2、工艺结构：ZCFZ1220-112型组合式除湿机采用室内机与室外机分离结构，整套设备分成三部分组成：一、内循环系统部分，二、外处理循环部分，三、再生脱附利用；设备主要由制冷系统、过滤器、前置表冷器（蒸发器）、吸附转轮、加热器、送风电机、冷凝水出口装置组成。

（见下图1-2）图1-2 除湿机工艺图三、故障的出现在2008年建厂时造船涂装部引进了14台固定式ZCFZ965-12型除湿机，为喷漆车间降温除湿固漆服务，全年满负荷运行时间在5500小时以上。

经过快一年的运行，在去年夏天开始相继出现再生加热器断路器（QF7-QF10）出现经常性跳闸现象，相应之下的除湿量下降，除湿工况为：温度：29℃、湿度73%RH；环境温度：38℃、湿度78%RH；再生加热室温度125℃。

因除湿机还在保修期内，我们联系厂家共同解决这一问题，起先厂家观察设备后，清理了过滤网的灰尘，在每个电气控制箱加装一个排风扇，排除再生加热断路器和接触器产生的热量，缓解过热引起的性能下降。

事故处理后，跳闸的频率有所好转，但是，除湿量没有多大上升，过了没多久故障依旧，某台机再生加热器四组总电流升到145A（单组36.5A),出现发热管烧坏的故障，不同车间也相继出现这种状况。

因生产任务繁重，设备使用率高，不允许设备有待机的情况。

部门领导要求尽快维修处理，并由我牵头对故障问题进行排查；拿出一个行之有效，维修时间短，稳定的维修方案。

四、故障原因分析中船基地涂装部内场十三个冲砂、喷漆车间所有设备（包括ZCFZ965-12除湿机）都由中央集控室统一控制、管理，依托三菱Q系列PLC作主站，现场设备作分站，采用CC-Link接口信息共享。

ZCFZ965-12型除湿机采用模块化电路设计，及模块采样，PLC运算执行、风机驱动、机械执行、制冷降温、加热执行、转轮吸附为一体的机电一体化设备。

除湿机出现再生断路器QF重复跳闸和发热管烧毁的原因，由多方面的因素造成，断路器老化、加热器性能老化、发热管接地、传感器(PT100)失灵引起的智能调控失败、再生风机故障、过滤网/转轮堵塞。

要排除故障必须找到准确的原因和位置，寻找快捷维修途径，确定最佳方案，即经济、时间短、又能运行平稳、不影响工艺性能的合理方法，在最短的时间里排除故障，消除隐患；确保生产任务的完成。

五、故障检查与排除再生加热器是由四组加热管和箱体组成，其作用是产生高温气流脱附转轮水分创造再生条件，是再生系统的关键部位，它的好坏直接影响到脱附工作的成败。

加热器是个长650*600*400mm的矩形的长方体和并排120根发热管组成，镶嵌在风道的最前面，功率为72KW，单管功率600W;分为四组星型连接380V供电（电气图见图1-3）。

维修开始就对烧毁的一组发热管进行了更换，并检查了其它发热管的等效电阻；基本相等，同时更换了跳闸组断路器（型号C35）试运行，试机运行电流为135A(正常设备电流125-132A)，初始温度28.6℃，1分钟后，电流137A，显示温度48℃，3分钟，电流显示138A，加热室有热气外溢现象，拿下过滤网观察加热管发红（用红外线测温仪检测加热室内壁温度为256℃），触摸屏温度显示86℃，8分钟后显示屏温度显示125℃（加热室285℃），再生系统才出现温度比较保护，有两组接触器分断。

接近9分钟显示130℃第三组接触器分断，9分多钟有一组断路器跳闸保护，当时显示温度135℃，最后一组接触器分断，整个保护工作结束。

图1-3加热器电路观察到发热管有干烧6分多钟的现象（发热管严禁干烧），加热保护应该在3分钟之内动作，但是温度感应延后6分多钟，对断路器检查明显过热，说明有过载现象。

种种迹象表明是因缺少空气对流后造成发热管热传递失败，促成加热室温度聚增，发热管性能发生改变，电流变大。

从这次试机判定原多次跳闸故障与断路器没有关联。

根据PLC的I/0图（后附图2电气原理图）了解，四组加热管电源辅助点和温控开关常闭点共同串联进入PLC/X15点位作再生电源和高温保护，可以从程序1281步至1374步（图1-4）了解它的保护功能。

可是，加热室的超温X15没有保护，整个保护的重任全由温度传感器（PT100)来承担，从程序中解读PT100主要起到侦测参数发给程序进行比较（D70-D74)控制(M70-M73)再加热接触器（图1-5），来实现图1-4 再加电源保护程序图温度（120℃）的恒定。

在设备硬件上温控开关和PT100并排安装在一起，目的是PT100失灵后X15点位起到（160℃）极限保护作用。

但是出现超温状况后PT100比较保护的同时出现了断路器保护，整个保护工作系统延迟了6分多种，发热管出现了严重干烧迹象，如果继续这种现状后果不堪设想。

依据故障原因推断可能是传感器(PT100)热感应迟钝引起的智能调控失败、也有可能是再生风机故障、过滤网/转轮堵塞引起。

上面已经介绍过，温度传感器PT100在系统里的作用，PT100失灵将产生严重的后果，比较失败，将产生极限温度或加温失败也可以产生安全事故。

首先拆卸下PT100用万用表检查了其阻值，常温下112.45欧姆，对照分度表取值32℃，为了检测性能取来一根新的PT100同步进行加热对比检测；一根和设备FX-4AD-PT模块连接采用显示器查看温度，一根用万用表连接检查其阻值对照分度表取值。

再取来一部手提式喷灯对两个并排的PT100同步加热，很快显示屏显示48℃，另一个测得阻值为118.63欧姆；分度表对照为48℃，说明两个PT100在38℃时性能是相同的，继续给传感器加热；当显示屏显示112℃，查看另一只的阻值143.05欧姆；对照分度表为112℃，证明在112℃两个传感器性能相同，再继续加热，当屏幕显示176.2℃，查看另一只的阻值为167欧姆；分度表为176℃，经过三个不同温度参数的对比，可以完全肯定PT100是正常的。

在测试PT100的同时也对温控开关进行了检测，温控开关（X15)作用上面也做过阐述。

KST机械式双金属片温控开关，利用热敏双金属片受热弯曲推动触点。

它的性能好坏关联着整个再生系统安危及安全事故。

同样用喷灯烘烤温控开关感温片同步调整温控旋钮，其触点动作有序，未见误动作现象，符合使用要求。

现在故障缩小到再生风机和转轮身上，再生离心风机是整个脱附再生系统空气循环能量的来源。

当风机故障时，整个脱附再生过程将失败，也可以引起再生加热器事故。

当即对电机轴承、绕组、接线端子、及接触器性能，参数（线圈阻值）检查；没有听到异响声发出，各种项目的检查也符合要求，判定其风机也属于正常状态。

之后打开前蒸发器室挡板，对除湿转轮状况进行检查，除湿转轮是真个除湿系统的关键设备，它的堵塞将影响很多方面故障（除湿失败、再生失败、再生故障、后加热故障）。

用手电筒探照转轮前置面整个平面漆黑，蜂窝巢凹状消失，凹槽里布满灰尘；通透性极差，用手抚摸全是粉尘。

说明转轮因灰尘积聚过多形成堵塞，故障已经基本清楚；转轮的堵塞是造成一连串故障的根源。

堵塞引起处理空气和再生空气的对流缺失，吸附的水分难以脱附，除湿的水分难以吸附，最终造成除湿量下降，工况温度上升，加热室也因缺少空气的对流，热传导失败，致使温度大量集聚；但是后继感温（PT100)保护系统感应迟钝，造成加热室超高温发热管性能改变，耗用能量加大，造成断路器过流保护。

最后拆卸转轮进行清洗，系统恢复正常状态，但是这个问题一直困扰着我，加热室超高温故障，温度比较系统没有及时的保护，温控极限都没有报警，反而断路器空开跳闸，很疑惑。

六、故障排除中出现的问题与分析近段时间每个车间除湿机再生发热管都有烧毁现象。

我感到故障隐患还是没有切低得到解决。

之后我系统的研究了设备工艺和程序，到设备现场观察运行情况，研究了设备的硬件配置状况和工作环境，总结了三点故障因素，环境、程序、硬件。

环境：除湿机放置在喷漆间中置机房，紧挨冲砂车间，冲砂车间在冲砂作业时产生很大的粉尘污染，除湿机又没有屏蔽措施，除湿机在制造纯净空气的同时，自身也受到粉尘的侵袭；在大量的粉尘面前，自身的粉尘脱附能力有限，时间一长粉尘慢慢在转轮上越积越多，为故障创造了条件。