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溴化锂吸收式机组

溴化锂吸收式机组的常见故障及处置

                        结晶

溶液结晶是溴化锂吸收式机组常见故障之一。

为了避免机组在运行中产生结晶，机组都设有自动溶晶装置，通常都设在发生器浓溶液出口端。

另外，为了避免机组停机后溶液结晶，还设有机组停机时的自动稀释装置。

但是，由于各类原因，如加热能源压力太高、冷却水温度太低、机组内存在不凝性气体等，机组还会发生结晶事故。

机组发生结晶后，溶晶是相当麻烦的事情。

从溴化锂溶液的特性曲线（结晶曲线）可以知道，结晶取决于溶液的质量分数和温度。

在必然的质量分数下，温度低于某一数值时，或温度必然，溶液质量分数高于某一数值时，就要引发结晶。

一旦出现结晶，就要进行溶晶处置。

溶晶时，机组冷剂水减少，而且要费很长一段时间，此时，机组性能大为降低。

因此，机组运行进程中应尽可能避免结晶。

1．停机期间的结晶

停机期间，由于溶液在停机时稀释不足或环境温度太低等原因，使得溴化锂溶液质量分数冷却到平衡图的下方而发生结晶。

一旦发生结晶，溶液泵就无法运行。

可按下列步骤进行溶晶。

1）用蒸汽对溶液泵壳和进出口管加热，直到泵能运转。

加热时要注意不让蒸汽和凝水进入电动机和控制设备。

切勿对电动机直接加热。

2）屏蔽泵是否运行不能直接观察，如溶液泵出口处未装真空压力表，可以在取样阀处装真空压力表。

若真空压力表上指示为一个大气压（即表指示为0），表示泵内及出口结晶未消除；若表指示为高真空，只表明泵不转，机内部分结晶，应继续用蒸汽加热，使结晶完全溶解，泵运行时，真空压力表上指示的压力高于大气压，则结晶已溶解。

但是，有时溶液泵扬程不高，取样阀处压力总是低于大气压。

这时应用取样器取样，或者观察吸收器喷淋，或发生器有无液位，也可听泵管内有无溶液流动声音来判断结晶是否已溶解。

2．运行期间的结晶

机组运行期间，掌握结晶的征兆是十分重要的。

结晶初期，若是这时就采取相应的办法（如降低负荷等），一般情况可避免结晶。

机组在运行期间，最容易结晶的部位，是溶液热互换器的浓溶液侧及浓溶液出口处，因为这里的溶液质量分数最高及浓溶液温度最低，当温度低于该质量分数下的结晶温度时，结晶逐渐产生。

在全负荷运行时，熔晶管不发烫，说明机组运行正常。

一旦出现结晶，由于浓溶液出口被堵塞，发生器的液位愈来愈高，当液位高到熔晶管位置时，溶液就绕太低温热互换器，直接从熔晶管回到吸收器，因此，熔晶管发烫是溶液结晶的显著特征。

这时，低压发生器液位高，吸收器液位低，机组性能下降。

当结晶比较轻微时，机组本身能自动熔晶。

若是机组无法自动熔晶，可采取下面的熔晶方式。

1）机组继续运关小热源阀门，减少供热量，使发生器温度降低，溶液质量分数也降低。

2）闭冷却塔风机（或减少冷却水流量），使稀溶液温度升高，一般控制在60℃左右，但不要超过70℃。

3）为使溶液质量分数降低，或不使吸收器液位过低 ，可将冷剂泵再生阀门漫漫打开，使部分冷剂水旁通到吸收器。

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4）机组继续运行，由于稀溶液温度提高，经过热交换器时加热壳体侧结晶的浓溶液，经过一段时间后，结晶可以消除。

（2）机组继续运行并伴有加热  如果结晶较严重，上述方法一时难以解决，可借助于外界热源加热来消除结晶。

1）按照上面的方法，关小热源阀门，使稀溶液温度上升，对结晶的浓溶液加热。

2）同时用蒸汽或蒸汽凝水直接对热交换器全面加热。

（3）采用溶液泵间歇启动和停止

1）为了不使溶液过分浓缩，关小热源阀门，并关闭冷却水。

2）开冷剂水旁通阀，把冷剂水旁通至吸收器。

3）停止溶液泵的运行。

4）待高温溶液通过稀溶液管路流下后，再起动溶液泵。

当高温溶液加热到一定温度后，又暂停溶液泵的运转，如此反复操作，使在热交换器内结晶的浓溶液，受发生器回来的高温溶液加热而溶解。

（4）间歇启、停并加热   把上述方法结合起来使用，可使熔晶速度加快，对结晶严重场合的熔晶，可采取此方法。

具体操作如下：

1）用蒸汽软管对热交换器加热。

2）溶液泵内部结晶不能运行时，对泵壳、连接管道一起加热。

3）采取上述措施后，如果泵仍不能运行，可对溶液管道、热交换器和吸收器中引起结晶的部位进行加热。

4）采用（3）溶液泵间歇启动和停止的方法。

5）熔晶后机组开始工作，若抽气管路结晶，也应熔晶。

若抽气装置不起作用，不凝性气体无法排除，尽管结晶已经消除，随着机组的运行又会重新结晶。

6）寻找结晶的原因，并采取相应的措施。

若是高温溶液热互换器结晶，高压发生器液位升高，因高压发生器没有熔晶管，一样，需要采用溶液泵间歇启动和停止的方式。

利用温度较高的溶液回流来消除结晶。

熔晶后机组在全负荷运行，自动熔晶管也不发烫，则说明机组已经恢复正常运转。

3．机组起动时结晶

在机组起动时，由于冷却水温度太低、机内有不凝性气体或热源阀门开得过大等原因，使溶液产生结晶，大多是在热互换器浓溶液侧，也有可能在发生器中产生结晶。

熔晶的方式如下：

1）若是是低温热互换器溶液结晶，其熔晶方式参见机组运行期间的结晶。

2）发生器结晶时，熔晶方法：

①微微打开热源阀门，向机组微量供热，通过传热管加热结晶的溶液，使之结晶溶解。

②为加速熔晶，可外用蒸汽全面加热发生器壳体。

③待结晶熔解后，起动溶液泵，待机组内溶液混和均匀后，即可正式请动机组。

3）如果低温溶液热交换器和发生器同时结晶，则按照上述方法，先处理发生器结晶，再处理溶液热交换器结晶。

溴化锂吸收式制冷机的应用经验

摘要：

总结了溴化锂制冷机运行和维修的经验，提出了全进程管理方案和在设计和制造中需注意的事项。

关键词：

溴化锂；制冷机；维修保养；全进程管理

 蒸汽双效型溴化锂吸收式制冷机组是以蒸汽为驱动热源、溴化锂溶液为吸收剂、水为制冷剂制取低温水的设备。

20世纪90年代以来，焦化行业对焦炉煤气净化工艺进行了大规模改造，新的煤气净化工艺需要低温冷却水保证煤气净化生产，溴化锂吸收式制冷机开始普遍运用于焦化行业。

我公司6台双效型溴化锂吸收式制冷机在煤气净扮装置半负荷生产条件下，制冷机运行工况超级稳定。

煤气净扮装置全负荷生产后，制冷机冷量出现逐年衰减的趋势，在1999年制冷效果恶化，机组的冷量只有额定冷量的50%～60%，故障停机次数也日趋频繁，直接影响了煤气净扮装置的生产。

从1999年末开始，对机组进行开孔清洗和检修，同时对回收车间的循环水系统进行了改造和优化。

通过三年多的尽力，机组的运行大体正常，冷量恢复至额定冷量的85%～90%。

煤气净化系统的各项指标也大幅上升，取得了良好效果。

1存在问题

⑴机组运转时内部各点压力、温度偏高。

机组的内部各点压力、温度与设计值相较均偏高。

以吸收器为例，其稀溶液（运行浓度为53%～55%）设计温度为39～41℃，对应的压力为1403～1117Pa。

而在运行进程中，其实际温度为49℃，对应的压力为2460～1988Pa，几乎升高了一倍。

⑵溴化锂溶液性状恶化。

溶液颜色为咖啡色，pH值大于，溶液中铬酸锂消耗很快，取样静置后大量侵蚀物沉淀，致使屏蔽电泵损坏频繁。

⑶不凝性气体排出困难。

机组自动抽气装置的窥镜处能观察到大量气泡，且始终排不净。

真空泵必需频繁启动抽气，真空泵油易乳化，用量大。

机组侵蚀严重，机内溶液和冷剂水散布装置堵塞严重。

⑷机组侵蚀严重。

机组热互换器的换热管侵蚀穿孔，造成稀、浓溶液窜漏。

高、低压发生器铜管破裂，造成机组停机和冷剂水污染。

吸收器浓溶液散布板的小孔堵塞率达50%～80%，严重影响了吸生效果。

冷剂水二次喷啉喷头堵塞率达80%以上，蒸发效果极差，冷剂水与冷媒水温差达5℃以上。

以上问题，使得机组的冷量大幅衰减，冷媒水出机组温度达22～26℃，与要求的16～18℃相去甚远，煤气净扮装置无法正常运行。

2问题分析与改良办法

机组的冷量大幅衰减的原因是机组的运行状态严重偏离了设计运行状态（变工况运行），其主要原因如下。

2．1机组的原因

过去，溴化锂吸收式制冷机主要用于集中空调系统，其冷媒水进、出口温度按12℃、7℃设计。

而对煤气净扮装置而言，要求冷媒水（即煤气净扮装置所需的低温循环水）的进、出口温度为23℃、16℃。

在溴冷机蒸发器内真空度不变的情况下，冷媒水入口温度越高，冷剂水的蒸发量就越大。

也就是说，焦炉煤气净扮装置所采用的溴冷机，其蒸发器工作压力高于空调型机组。

随着蒸发压力的提高，在机组吸收器内溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽的传质推动力升高，吸收器的吸收能力相应提高。

随着冷媒水入口温度的升高，机组的冷量会相应提高，冷媒水进机组的温度每升高1℃，机组的冷量可上升3%～5%。

但这只适用于特定范围内（冷媒水入口温度上升3～5℃之内），因为蒸发器的蒸发量加大后，而吸收器、发生器及冷凝器的工作能力是已经肯定的，那么吸收器的吸收能力就会不够，蒸发器蒸发出的水汽不能被有效吸收，造成吸收器的工作温度和压力上升；相应的发生器及冷凝器的工作能力不足，造成机组稀溶液的发生效果不好，冷凝温度升高。

机组就长期处于变工况运行状态，各个部位的工作温度、压力均偏离设计值。

2．2外部条件的影响

⑴机组超负荷运行。

溴冷机所制取的低温水用做煤气净扮装置的二段循环冷却水，而一段循环冷却水为敞开式循环冷却水，致使净扮装置的一段冷却能力不足、冷却效果不好，大量热负荷下移至二段，使得低温水进机组温度进一步提高，夏日可达25～28℃，工况偏离程度进一步加大，溴冷机处于超负荷状态，难以维持长期运行。

⑵真空管理。

溴冷机是高真空状态下运行的制冷设备，真空度一旦出现问题，首先是制冷量下降，其次引发运行故障，严重时危及机组的利用寿命。

真空管理的目的就确保溴冷机始终处于最佳真空状态，其核心是将机内的不凝性气体含量控制在允许范围。

不凝性气体的存在，增加了吸收进程的阻力，减弱了传质传热进程，即便少量不凝性气体也会造成冷量的大幅衰减。

不凝性气体中氧气的存在，是造成机组内部侵蚀的主要原因，所以要严格控制机内氧的含量。

⑶循环冷却水的水质管理。

循环冷却水存在的问题是旁滤、杀菌灭藻效果不好，使得水中沉积物和污垢过量，影响了冷却效果，造成吸收器、冷凝器温度太高，机组工况偏离程度上升。

⑷溴化锂溶液的日常管理。

在动工初期，对溴化锂溶液的pH值和铬酸锂含量等指标没有严格控制。

加上蒸汽减温减压装置的能力不足，进入机组蒸汽的温度一般控制在180～190℃，使得溴化锂溶液中胶泥状络合物及低价铬产物增多，溶液性状劣化。

多方面的原因使机组长期处于变工况运行状态，而且偏离程度愈来愈大，造成机内侵蚀严重，溴化锂溶液、冷剂水散布装置堵塞，冷量大幅衰减，生产局面愈来愈被动。

针对以上问题，对机组进行了开孔清洗，清除大部份侵蚀产物，溶液进行改换再生和改换窜漏的换热器和破裂铜管。

同时对减温减压装置进行了改造，将蒸汽温度控制在155～165℃。

对车间一段循环冷却水系统、制冷循环水系统进行了改造和水量的平衡、优化，有效减少了热负荷下移，减轻了溴冷机的负担。

成立健全溴冷机机组的各项管理制度，并落实到位。

目前机组的工况有了较大改观，以吸收器为例，稀溶液工作温度已控制在43℃以下。

冷媒水出口温度也降至20℃以下，机内的侵蚀已取得控制，再也不继续恶化。

3经验总结

通过几年机组运行和科季维修保养的实践表明，必需从以下几方面对机组进行全进程管理。

⑴必需针对冷媒水温的转变进行仔细核算和专门设计。

吸收器、冷凝器及高、低压发生器要作必然程度的放大，溶液及冷剂水循环也应做相应的调整。

⑵由于冷媒水入口温度要求为23℃，蒸发器和吸收器的工作压力上升问题无法回避，因此机组的冷量选择应比所需冷量大，即有必然的裕量，可有效减缓这一矛盾。

⑶对机组本体的制造水平和检测手腕必然要精益求精，使其具有良好的气密性，尽可能消除外漏对机组的影响。

⑷机组的真空管理工作以控制不凝性气体含量为核心。

还必需强调两点：

一是因机组的绝对压力为水汽分压与不凝性气体分压之和。

因此，单纯用测绝对压力的方式来管理机组真空，是无法判别机组内部不凝性气体量的，应别离测出绝对压力和溶液的水汽饱和压力，再以二者之差为参考，来判别机内不凝性气体的含量。

二是机组用旋片式真空泵，其极限真空度要按期检查，实测值不得大于。

⑸溶液的日常管理最重要的是检测和控制溶液的pH值缓和蚀剂的含量。

⑹完善的冷却水管理应包括控制水温、控制循环量、控制系统水量平衡和水质稳定处置等工作，其核心是水质稳定处置工作，必需确保污垢系数小于•℃/kW。

⑺机组自身及外部的计器仪表应准确无误，只有准确了解各个部位的参数，才能正确掌握和判断机组的运行效果和质量

溴化锂制冷机的冷衰及其防治

陈立青

摘要分析了溴化锂制冷机产生冷衰的原因，提出了避免冷衰产生的方式，利用这些方式可把年冷衰率控制在1%。

关键词溴化锂制冷制冷机冷衰

RefrigerationDegradationandItsPreventationof

Lithium-bromideRefrigeratingMachine

ChenLiqing

Abstract

Thereasonsofrefrigerationdegredationoflithium-bromiderefrigeratingmachineareanalysedandthemethodsofpreventationofthedegradationarerecommended,bywhichtheyeardegrada-tionrateoftherefrigerationmachinemaycontrolledtoaonehundredth.

Keywords:

Refrigertionbylithium-bromide;Refrigeratingmachineries;Refigerationdegrsdation

最近几年来，我国溴化锂制冷机市场发展缓慢。

究其原因，这种制冷机的冷衰问题最为主要。

本文将就溴化锂制冷机产生冷衰的原因进行具体分析，并提出一些可以避免冷衰产生的办法。

1溴冷锂制冷机产生冷衰的原因

冷衰是指制冷机的制冷量随时间而衰减的现象，与制冷机本身制造和运行条件有关，一般为每一年1%左右。

若是年冷衰率达到3%～5%，那就是严重冷衰；若是超过铭牌值10%，而且通过维修仍然超过10%，那就表明机组性能已经很差。

溴化锂制冷机的冷衰与气密性、水质稳定性、溶液、泵等有关，它们影响机组的真空度、热互换、内循环量，从而使制冷能力衰减。

气密性

溴化锂制冷机要求真空度在100Pa以下，保证制冷剂的蒸发。

真空度越高，制冷能力越强。

因此，机组在运行进程中若是气密性受到影响，从而影响真空度，便影响机组制冷能力。

影响机组气密性的因素有：

①密封性焊缝；②换热管的胀接；③阀门、泵、视镜密封处。

水质稳定性

与溴化锂制冷机组运行有关系的介质有冷却水、冷媒水、水蒸汽。

水蒸汽由锅炉提供，用水通过处置，一般不会有水垢、藻类、泥沙，水质可以取得保证，对机组没有影响。

机组运行时，放气阀放气时要带出一部份水，系统膨胀、收缩亦会有一部份水损失。

为保证机组正常运行，要补充水，一般运行24小时要补充十几千克水，补充量不大，对机组运行影响不大。

冷却水是通过冷却塔降温来取得的，蒸发量达1%～2%/h。

机组运行24h，要补充大量的水来获取冷却水，因此对水质应有较高的要求，保证不结垢、无侵蚀、不长藻、无生泥，不然便会影响机组换热效果，从而影响机组制冷量。

溴化锂溶液

在溴化锂制冷机组中，溴化锂水溶液的平均浓度约为55%，负责传热、传质和循环运行。

溴化锂水溶液的质量直接影响机组的制冷能力，其PH值缓和蚀剂是机组防侵蚀的关键，因为它们吸附在换热管表面后会影响换热效果；而侵蚀产生的杂质会堵塞喷嘴、淋激板孔，从而直接影响喷淋效果；同时，杂质会堵塞管路和屏蔽泵滤网，直接影响溶液循环量；若是杂质进入屏蔽泵，会影响屏蔽泵的转动和溶液流动；若是屏蔽泵内部冷却液通道被堵塞的话，还会烧坏屏蔽泵。

屏蔽泵

屏蔽泵在溴化锂制冷机组中的作用比如人的心脏，是运动部件，本身存在性能衰降的问题。

若不按期检修，或屏蔽泵本身性能不佳，均会影响溶液循环，致使冷衰。

除另外，冷却塔、水泵、汽、燃油、燃气等因素也对溴化锂制冷机的制冷能力有影响。

2冷衰的防治

①在产品制造进程中严格做到“清洁密封”。

清洁，就是避免杂质

和尘埃在制造进程中进入机组内部，而且在制造进程完成后用干净空气和干净水清洗机组内部。

密封，就是保证焊缝、胀管处没有泄漏。

应适当提高气密性检查要求，并用氮罩法进行泄漏总量检测。

②严格控制溴化锂溶液的杂质和PH值。

利用效果较好的钼酸锂

做缓蚀剂。

要按期检测溶液的总杂质、PH值、钼酸锂含量和异辛醇（能量增强剂），确保在要求范围内。

③选用质量好的泵、阀门、视镜等，并在装入机组前进行有效检

测，不符合要求者不用。

④按期检测冷却水。

若是水质较差，要加除垢剂和除藻剂，并在

管路上安装电子除垢仪。

每一个季节运行前加入的冷媒水，水质必需达到要求，必要时要通过净化处置。

⑤对于冷却塔、水泵等辅助设备，除按产品规范进行选用外，还要

进行按期维修保养和检测。

⑥若发现机组有泄漏，要查出漏，并通过补焊、补胀、改换部件等办法予以

修复，同时进行气密性实验，以达到规定指标。

⑦冷却水、冷媒水管路结垢严重时，要通过机械除垢和化学除垢清

洗管路，使管路维持良好的换热效果。

⑧可通过杂质过滤清除、加氢氧化锂调整PH值、加钼酸锂维持

溶液缓蚀性能、加异辛醇增强制冷能力等办法再生溶液。

3结语

溴化锂制冷机的冷衰是客观存在，不可等闲视之。

只要认真对待，

采取切实有效的办法，它是完全可以控制的。