溴化鋰吸收式制冷機的主要特點及操作注意事項

王大勇，施耀華河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司，河南平頂山 467013

河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司動力廠冷凍站擔(dān)負(fù)著為后序生產(chǎn)裝置提供壓力≥0.70 M Pa、溫度≤6℃的工藝?yán)鋬鏊闹匾蝿?wù)。2007年5月，通過技術(shù)改造，采用兩臺由煙臺荏原空調(diào)設(shè)備有限公司制造的RAW-150 蒸汽雙效型溴化鋰吸收式制冷機替代了原有的四臺螺桿式氟里昂制冷機。這種制冷機主要由高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、冷凝器、吸收器、蒸發(fā)器、高溫?fù)Q熱器、低溫?fù)Q熱器、冷凝水回?zé)崞?、冷劑水冷卻器及發(fā)生器泵、吸收器泵、蒸發(fā)器泵和電氣控制系統(tǒng)等組成。自投入運行以來，除了出現(xiàn)過一次因冷水流量表故障導(dǎo)致的制冷機跳車以外，整個系統(tǒng)一直運行平穩(wěn)。

1 溴化鋰吸收式制冷機的工作原理

1）吸收器中的稀溶液，由發(fā)生器泵分兩路輸送至高溫?fù)Q熱器和低溫?fù)Q熱器，進入高溫?fù)Q熱器的稀溶液被高壓發(fā)生器流出的高溫濃溶液加熱升溫后，進入高壓發(fā)生器。而進入低溫?fù)Q熱器的稀溶液，被從低壓發(fā)生器流出的濃溶液加熱升溫后，再經(jīng)凝水回?zé)崞骼^續(xù)升溫，然后進入低壓發(fā)生器。

2）進入高壓發(fā)生器的稀溶液被工作蒸汽加熱，溶液沸騰，產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽，導(dǎo)入低壓發(fā)生器，加熱低壓發(fā)生器中的稀溶液后，經(jīng)節(jié)流進入冷凝器，被冷卻凝結(jié)為冷劑水；進入低壓發(fā)生器的稀溶液被高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽所加熱，產(chǎn)生低溫冷劑蒸汽直接進入冷凝器，也被冷卻凝結(jié)為冷劑水。高、低壓發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑水匯合于冷凝器集水盤中，混合后導(dǎo)入蒸發(fā)器中。

3）加熱高壓發(fā)生器中稀溶液的工作蒸汽的凝結(jié)后，經(jīng)凝水回?zé)崞鬟M入凝水管路。而高壓發(fā)生器中的稀溶液因被加熱蒸發(fā)出了冷劑蒸汽，使?jié)舛壬叱蓾馊芤?，又?jīng)高溫?zé)峤粨Q器導(dǎo)入吸收器。低壓發(fā)生器中的稀溶液，被加熱升溫放出冷劑蒸汽也成為濃溶液，再經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器進入吸收器。濃溶液與吸收器中原有溶液混合成中間濃度溶液，由吸收器泵吸取混合溶液，輸送至噴淋系統(tǒng)，噴灑在吸收器管簇外表面，吸收來自蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的冷劑蒸汽，再次變?yōu)橄∪芤哼M入下一個循環(huán)。吸收過程所產(chǎn)生的吸收熱被冷卻水帶到制冷系統(tǒng)外，完成溴化鋰溶液從稀溶液到濃溶液，再回到稀溶液循環(huán)過程。即熱壓縮循環(huán)過程。

4）高、低壓發(fā)生器所產(chǎn)生的冷劑蒸汽，在冷凝器中被冷卻水冷卻后形成冷劑水并匯集起來經(jīng)節(jié)流裝置淋灑在蒸發(fā)器管簇外表面上。因蒸發(fā)器內(nèi)壓力低，部分冷劑水閃發(fā)吸收冷媒水的熱量，產(chǎn)生部分制冷效應(yīng)。尚未蒸發(fā)的大部分冷劑水，由蒸發(fā)器泵噴淋在蒸發(fā)器管簇外表面，吸收通過管簇內(nèi)流經(jīng)的冷媒水熱量，蒸發(fā)成冷劑蒸汽，進入吸收器。

5）冷媒水的熱量被吸收使水溫降低，從而達到制冷目的，完成制冷循環(huán)。吸收器中噴淋中間濃度混合溶液吸收制冷劑蒸汽，使蒸發(fā)器處于低壓狀態(tài)，溶液吸收冷劑蒸汽后，靠縶壓縮系統(tǒng)再產(chǎn)生制冷劑蒸汽。保證了制冷過程的周而復(fù)始的循環(huán)。

2 與原系統(tǒng)四臺螺桿式氟里昂制冷機的比較

2.1 環(huán)保效果明顯

眾所周知，臭氧層是地球生命的保護層，它大約能把太陽輻射來的高能紫外線的5%吸收掉，使地球上的生物免遭強紫外線的殺傷?？茖W(xué)家指出，地球大氣中臭氧每減少1%，就會增加5%的皮膚癌和2%的黑色素瘤疾患，并使農(nóng)作物減產(chǎn)。如果沒有臭氧層的保護，所有強紫外輻射全部落到地面的話，那么，地球上的林木將會被烤焦，飛禽走獸都將被殺死。然而，作為一種性能優(yōu)良的冷凍劑，氟里昂雖然具有不易燃燒、不具腐蝕性、無毒、性能穩(wěn)定、價格便宜等優(yōu)點，但是，由于它能夠?qū)Υ髿庵械某粞鯇赢a(chǎn)生破壞作用，所以，隨著人類環(huán)保意識的不斷提高，人們必將大量減少并最終停止生產(chǎn)和使用氟里昂類物質(zhì)。根據(jù)1992年我國編制的《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國家方案》，到2010年我國將完全淘汰氟里昂等消耗臭氧層的物質(zhì)。屆時，以氟里昂為制冷劑的制冷機必將被淘汰。對于溴化鋰吸收式制冷機來說，由于溴化鋰溶液除了對黑色金屬和紫銅等材料有較強的腐蝕性外，本身并沒有任何毒性，不會對人體和大氣環(huán)境產(chǎn)生任何危害，因此，環(huán)保效果非常明顯。

2.2 節(jié)能效果顯著

一臺螺桿制冷機的額定功率是250kW，而一臺溴化鋰吸收式制冷機的額定功率僅為14kW；額定蒸汽消耗為3.66T/h。因此，節(jié)能效果也非常顯著。

2.3 運行的穩(wěn)定性，維護成本大大降低

河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司原有的四臺YC1KF220 型螺桿式制冷機主要包括螺桿壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、油分離器、進口過濾器、膨脹閥以及油泵和油冷卻器等。由于這些部件之間采用的全部都是法蘭連接且壓縮機的排氣壓力高達1.2MPa 左右，所以在日常生產(chǎn)中經(jīng)常都會因法蘭墊片被高壓介質(zhì)“頂破”而導(dǎo)致氟里昂泄漏，檢修和購買制冷劑的費用一直都明顯偏高。對于溴化鋰吸收式制冷機來說，由于它的主要部件都是一些換熱器，法蘭連接少，轉(zhuǎn)動設(shè)備也都是功率很小、性能良好的屏蔽泵，因此，與螺桿式制冷機比較起來設(shè)備故障率非常低。從2007年5月至今，除了出現(xiàn)過一次因冷水流量表故障導(dǎo)致的制冷機跳車以外，整個系統(tǒng)一直運行平穩(wěn)。與螺桿制冷機相比，運行維護工作少，維護費用低。

3 操作注意事項

1）啟動前必須將蒸汽管道內(nèi)的冷凝水排放干凈，以免在高壓發(fā)生器內(nèi)形成液擊

因為當(dāng)蒸汽管道內(nèi)有冷凝水存在時，很容易對高壓發(fā)生器形成液擊，從而縮短機組使用壽命，所以在每次啟動制冷機之前必須要將蒸汽管道內(nèi)的冷凝水徹底排放干凈。

2）制冷機在“稀釋” 運行時一定不能停止冷水泵及冷卻水泵等輔助設(shè)備的運轉(zhuǎn)，以免影響溶液的“稀釋”效果

在正常情況下，當(dāng)操作人員按下停機按鈕后，制冷機馬上會轉(zhuǎn)入“稀釋”運行狀態(tài)（時間為15min）。此時雖然蒸汽閥門已經(jīng)關(guān)閉，但是機組的冷劑泵和溶液泵仍然都還處于運轉(zhuǎn)之中。如果此時就將冷水泵及冷卻水泵等輔助設(shè)備也立即停運，那么，在高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽就不能被冷卻成冷劑水，從吸收器底部抽出的冷劑水也不能再從冷水吸收熱量并變成冷劑蒸汽，從而導(dǎo)致吸收器中的濃溶液無法被正?！跋♂尅?。因此，此時一定不能急于停止冷水泵及冷卻水泵等輔助設(shè)備。

3）必須要保證蒸發(fā)器及冷凝器處于良好的真空狀態(tài)，以免影響機組的制冷效果

在溴化鋰吸收式制冷機內(nèi)循環(huán)的二元工質(zhì)中，水是制冷劑（溴化鋰吸收式制冷機的制冷原理就是利用水在低溫、低壓條件下蒸發(fā)、汽化，從而吸收載冷劑的熱負(fù)荷，產(chǎn)生制冷效應(yīng)的）。因為水只有在真空狀態(tài)下才具有較低的蒸發(fā)溫度（6℃），從而吸收載冷劑熱負(fù)荷，使之溫度降低，所以，在日常的運行維護中，操作人員必須要牢固樹立“真空第一”的操作指導(dǎo)思想，定期啟動真空泵，切實保證蒸發(fā)器及冷凝器等始終處于良好的真空狀態(tài)。

此外，如果機組的真空度遭到破壞，溴化鋰溶液還會加大對設(shè)備的腐蝕。

4）應(yīng)經(jīng)常對冷凝水過濾器的濾網(wǎng)進行檢查和清洗，以免影響機組的制冷效果

溴化鋰吸收式制冷機是以高溫蒸汽為工作動力的。實際工作中，由于蒸汽中經(jīng)常會含有少量的固體雜質(zhì)，所以很容易對冷凝水回?zé)崞髑暗睦淠^濾器形成堵塞。由于高壓發(fā)生器與冷凝水回?zé)崞魈幱谕涣魍ɑ芈罚?dāng)冷凝水過濾器發(fā)生堵塞時，高溫蒸汽就會因為流路不暢而不能順利進入高壓發(fā)生器。這樣一來就必然會導(dǎo)致機組制冷能力下降。因此，在日常生產(chǎn)中應(yīng)經(jīng)常對冷凝水過濾器的濾網(wǎng)進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。

4 結(jié)論

溴化鋰吸收式制冷機具有節(jié)能、環(huán)保、運行穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和生活區(qū)集中供冷的首選設(shè)備。通過此次技改，不僅從根本上解決了因螺桿式制冷機泄漏帶來的環(huán)境污染問題，而且優(yōu)化了工藝，降低了生產(chǎn)消耗，提高了裝置生產(chǎn)運行的穩(wěn)定性，為公司的進一步發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。