溴化鋰吸收式冷水機組的冷量衰減及對策

崔作慶 肇慶市高級技工學校

溴化鋰吸收式冷水機組的冷量衰減及對策

崔作慶 肇慶市高級技工學校

一、前言

我國于1966年試制出第一臺溴化鋰吸收式冷水機組，但由于冷量衰減及機組銹蝕的問題沒能解決好，因此其發(fā)展停滯不前。冷量衰減是該類機組存在和發(fā)展的重要障礙。90年代我國溴冷機廠不斷致力于新產品的開發(fā)和研制，溴冷機得以迅速發(fā)展。由于該機的一些特殊性，人們在使用過程中對其還不甚了解。本人對該機組運行管理8年多，積累了一些實際運行管理經驗?，F(xiàn)對其冷量衰減這一關鍵問題談一些看法。

二、冷量衰減的原因

溴冷機的冷量衰減與機組氣密性、水質、溶液、屏蔽泵等有關，它們影響機組的真空度、熱交換、溶液循環(huán)量，從而使制冷能力衰減。

1.氣密性

溴冷機是在高真空下運行的設備，真空度越高，制冷能力越強?？諝獾炔荒詺怏w即使數(shù)量極微，也會極大地損害機組的性能，使制冷量大幅度下降。而且由于氧氣的存在，使溴化鋰溶液對機組的腐蝕性大大增強，造成機組的泄漏和管道、噴淋裝置的堵塞，進一步使冷量衰減。所以，溴冷機的氣密性好壞被視為溴冷機的第一生命。影響機組氣密性有設備故障和操作失誤等原因。

①焊縫泄漏

溴冷機主體就是由一些容器和管路構成的管殼式熱交換器的組合體，整機焊接量很大，對焊接工藝要求很高。特別是直燃式溴冷機的高壓發(fā)生器的焊縫，因為其結構復雜，應力大，加之高溫的影響，以及材料和加工工藝的局限，該處焊縫極易泄漏。而且由于內部結構原因，現(xiàn)場維修難度很大，技術水平要求高。嚴重的在現(xiàn)場無法修補，要更換整臺高壓發(fā)生器。

②冷凝器、蒸發(fā)器等換熱銅管內部及脹接處泄漏。此處的泄漏出現(xiàn)頻率很高。對于載冷介質（水或鹽水）在管內流動的殼管式換熱器，如果只有少數(shù)的幾條銅管內部泄漏，可采用兩頭封堵的方法將泄漏銅管隔離。但若是較多銅管出現(xiàn)泄漏，只能更換銅管，以防廢除的銅管太多造成換熱效果減弱而影響制冷效率。

③屏蔽泵、真空泵等設備泄漏。

④閥門、視鏡等密封接合處泄漏。

⑤抽真空、添加及轉移溶液等操作的失誤。

2.水質情況

與溴化鋰冷水機組運行有關的水有冷卻水、冷凍水、冷劑水。

①冷卻水。冷卻水溫降低有利于冷劑水的生成以及溶液溫度降低，后者促使吸收能力的提高，從而使制冷量提高。機組對水質有較高的要求，否則會影響機組換熱效果，從而影響機組制冷量。冷卻水一般是通過冷卻塔降溫來獲得的。因冷卻塔水的蒸發(fā)冷卻損耗，使化學性雜質逐步被濃縮。補充的自來水也同樣有化學性雜質。長此以往，水中的化學性雜質不斷被濃縮，最終對機組金屬的腐蝕將大大提高。

②冷凍水。冷凍水出口溫度每升高1℃，制冷量約增加4～6%。由于冷凍水的溫度較低，不論結垢還是腐蝕遠較冷卻水輕微。冷凍水系統(tǒng)分閉式和開式。對于開式系統(tǒng)，要特別注意回水的過濾和水質處理。

③冷劑水。溴冷機中水才是真正的制冷劑。配制溴化鋰溶液對水質的要求很高，必須是蒸餾水或經離子交換樹脂處理過的水。

3.蒸汽條件

蒸汽式溴冷機需用蒸汽。在其他條件不變時，機組的制冷量隨著加熱蒸汽壓力的升高而增大。要求氣壓穩(wěn)定，否則會影響發(fā)生器液位和機組的穩(wěn)定運行,從而影響到制冷效率。另要求供應飽和蒸汽，蒸汽過熱度不可太高（不超過130℃），氣溫過高對傳熱與溶液腐蝕金屬均不利。

4.溴化鋰溶液

溴化鋰溶液的質量直接影響機組的制冷能力。溴化鋰溶液的濃度越高，吸收性能越好，但濃度高時容易結晶。因而溶液的濃度必須與循環(huán)量等相協(xié)調，才能使機組最佳運行。

溴化鋰溶液的pH值和緩蝕劑是機組防腐蝕的關鍵，因為它們吸附在換熱管表面后會影響換熱效果；腐蝕產生的雜質會堵塞噴嘴、噴淋板孔，從而直接影響噴淋效果；雜質會堵塞管路和屏蔽泵濾網(wǎng)，影響溶液循環(huán)量；雜質進入屏蔽泵，會影響屏蔽泵的轉動和溶液流動等等。這些后果直接影響到溴冷機的制冷性能。

5.屏蔽泵

屏蔽泵是溴化鋰冷水機組的運動部件，本身存在設備老化、性能下降的問題。若不定期檢修，或者本身性能不佳，均會影響溶液循環(huán)，導致冷量衰減。

除此外，冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、燃油（燃氣）等因素也對溴化鋰制冷機的制冷能力有影響。

三、冷量衰減的對策

1.加強氣密性檢查。

（1）在設備制造階段要加強設備材料、結構和加工工藝的優(yōu)化。在產品制造過程中嚴格做到“清潔密封”。清潔，就是防止雜質和灰塵在制造過程中進入機組內部，并且在制造過程完成后用潔凈空氣和潔凈水清洗機組內部。密封，就是保證焊縫、脹管處沒有泄漏。并應適當提高氣密性檢查要求。

（2）在設備使用過程中要加強氣密性的檢查和管理。機組泄漏是絕對的，不漏是相對的。何況溶液與金屬之間的化學反應，從內部會產生一定數(shù)量的氫氣。所以隨時要關注機組的真空度，保證機組的真空度在100Pa以內。

（3）對于抽氣、溶液注入和轉移、冷劑水取樣等操作，要嚴格按照正確的程序進行，防止在操作過程中空氣進入機組。

（4）若發(fā)現(xiàn)機組有泄漏，通常的工作程序如下:正壓找漏→補漏→正壓復查→負壓檢漏。直至合格為止。

①正壓找漏。如果機組內部已經注入過溴化鋰溶液，絕不允許用空氣壓縮機打壓檢漏，必須先將機組抽空后再將充入氮氣檢漏。真空容器比一般正壓容器的氣密性要求更為嚴格。有人在厚鋼板、無縫鋼管、黃銅管、壓力表等處都找到過漏點，在焊口、脹口和法蘭處更是家常便飯，絕不能掉以輕心。

②補漏。找到漏點后，通過補焊、補脹、更換部件等辦法予以修復。

③負壓檢漏。將機組絕對壓力抽至低于70Pa，經24小時麥氏真空計檢測，升壓小于5 Pa方可認為合格。

2.嚴格控制溴化鋰溶液的雜質和pH值。在溶液中添加適量的鉻酸鋰緩蝕劑并使溶液維持一定pH值，能有效地抑制腐蝕作用。但引起腐蝕的主要因素是由于氧的作用。因此隔氧是減緩腐蝕最根本的措施。要定期檢測溶液的總雜質、pH值、鉻酸鋰含量和辛醇（能量增強劑），確保在要求范圍內。

3.選用質量好的屏蔽泵、真空泵、各種閥門、視鏡等，并在裝入機組前進行有效檢測，質量不好的絕對不用。在實際工作中就有閥門、泵等質量不好造成機組泄漏和冷量下降的現(xiàn)象。

4.定期檢測冷卻水和冷凍水。如果水質較差，要加除垢劑和除藻劑。對于冷卻水，據(jù)水質情況定期清洗冷卻水池。對于閉式冷凍水系統(tǒng)，每年都至少要進行一次管路系統(tǒng)的排放和清洗、投藥。如果冷凍水是開路循環(huán)，則需每周進行清洗。并經常檢測水質，pH值維持在6.5～8.0，其他指標參照中華人民共和國機械行業(yè)“溴化鋰吸收式冷水機組”標準。

5.冷卻水、冷凍水管路結垢嚴重時，要通過機械除垢和化學除垢等方法清洗管路，使管路保持良好的換熱效果。蒸發(fā)器、冷凝器在冬季停機保養(yǎng)階段要拆開端蓋，做徹底的清洗。

6.對于冷卻塔、水泵等輔助設備，除按產品規(guī)范進行選用外，還要進行定期維修保養(yǎng)和檢測。

7.可通過雜質過濾清除、加氫氧化鋰調整pH值、加鉻酸鋰（溶液重量的0.3%）保持溶液緩蝕性能、加辛醇（溴化鋰溶液重量的0.1～0.3%）增強制冷能力等辦法使冷量衰減得以減緩。

三、結語

溴化鋰吸收式冷水機組的冷量衰減是客觀存在的，而且由于腐蝕等因素造成的冷量衰減是不可逆轉的，切不可等閑視之。只要認真對待，采取切實有效的措施，從產品的制造、運輸、安裝調試，直至運行使用，在設備的全生命周期各個階段加強管理，它是完全可以得到控制，減緩衰減速度，以達到較好的制冷效果和延長設備的使用壽命。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.09.013