王 彬 王炳忠 胡新生

（海军航空大学青岛校区，青岛 266041）

目前，航空制氧制氮设备中广泛应用压缩空气预冷机组作为压缩机的后处理装置来进行空气预冷和除湿。制取氧气和氮气的过程中，经常因为压缩空气预冷机组出现故障导致制氧制氮效果降低甚至失败。因此，研究压缩空气预冷机组故障原因分析与排除方法，对有效实施空气分离而成功制氧制氮具有重要意义。

1 工作原理

压缩空气预冷机组利用制冷原理强制冷却压缩空气，使压缩空气中的水蒸气在低温下饱和。当温度低于露点温度时，水蒸气达到过饱和而冷凝结露，利用惯性将水分从压缩空气中分离出来[1]。从压缩机出来的压缩空气，从空气进口进入压缩空气预冷机组蒸发器。在蒸发器中，制冷剂蒸发吸收压缩空气的热量，使压缩空气降温同时除湿。压缩空气预冷机组工作流程如图1所示。

图1 压缩空气预冷机组工作流程图

2 典型故障分析与排除

压缩空气预冷机组出现的故障各种各样，其中较为主要包括以下几种典型问题。

2.1 制冷效果差

制冷效果差现象较为简单，主要表现为蒸发器出口的压缩空气温度较高，达不到预设的温度值。但是，造成制冷效果差的原因很多。从理论上分析，压缩空气预冷机组是基于压缩蒸气制冷循环而设计的，最基本的原理是传热。因此，在蒸发器中，制冷剂与压缩空气的换热量Q决定了制冷效果。其中，换热量Q的计算公式为[2]：

式中：t1为热侧进口温度；……