溴化鋰制冷機(jī)組結(jié)晶故障探討分析及解決

陳旭春

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化公司，陜西 咸陽 712000）

溴化鋰制冷機(jī)組結(jié)晶故障探討分析及解決

陳旭春

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化公司，陜西 咸陽 712000）

分析了溴化鋰溶液在溴化鋰吸收式制冷機(jī)組在運(yùn)行中出現(xiàn)結(jié)晶故障的原因，提出了在實(shí)際運(yùn)行中避免結(jié)晶的各項(xiàng)管理措施及熔晶方法。對(duì)溴化鋰制冷機(jī)結(jié)晶的原因進(jìn)行了歸納，對(duì)日常的保養(yǎng)和管理工作提出了建議，并探討總結(jié)了結(jié)晶的處理方法

溴化鋰；吸收式制冷機(jī)結(jié)晶；熔晶預(yù)防排除

本公司使用的是江蘇雙良空調(diào)設(shè)備股份有限公司生產(chǎn)的熱水型RXZ（120/68）—465（25/15）M2溴化鋰制冷機(jī)，在夏季制冷過程中運(yùn)轉(zhuǎn)正常，溴化鋰吸收式制冷機(jī)在投用使用過程中有可能制冷量下降或不工作，產(chǎn)生結(jié)晶故障等現(xiàn)象。溶液結(jié)晶是溴化鋰吸收式制冷機(jī)最常見的故障之一。在機(jī)組投用使用運(yùn)行過程中，如果發(fā)現(xiàn)制冷量下降，設(shè)備被冷介質(zhì)溫度上升，溶液可能有結(jié)晶的前兆，一般則影響制冷機(jī)的制冷量俗稱“設(shè)備的出力”，如果結(jié)晶速度快，而沒有及時(shí)處理最后導(dǎo)致停機(jī)，嚴(yán)重影響溴化鋰制冷的使用效果。為此，操作人員應(yīng)該掌握導(dǎo)致溶液結(jié)晶產(chǎn)生的基本原因、掌握初步的判斷方法和落實(shí)熔晶方法非常重要。

1 溴化鋰溶液的濃度與結(jié)晶溫度

在一定的使用濃度下，溶液的溫度低于飽和度數(shù)值時(shí)；另一種是溫度一定溶液濃度高于飽和度數(shù)值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象。從表1可看出，溶液結(jié)晶取決于溶液的使用濃度與溫度，另外溶液濃度如果略有升高，導(dǎo)致結(jié)晶溫度就升高很多。為了防止結(jié)晶，溶液濃度要控制在65%以下。

表 1 溴化鋰溶液的濃度與結(jié)晶溫度

2 溴化鋰制冷機(jī)組溶液結(jié)晶時(shí)的表現(xiàn)特征

溴化鋰制冷機(jī)組在使用中的溴化鋰溶液結(jié)晶時(shí)有三個(gè)表現(xiàn)特征：一是機(jī)組的制冷量出現(xiàn)顯著下降，冷劑水溫度上升。有時(shí)吸收器還伴隨有噼噼啪啪的響聲。二是由于溶液被濃縮后濃溶液在低換熱器中流動(dòng)不暢甚至不流動(dòng)，造成溴化鋰制冷設(shè)備的低壓發(fā)生器液面升高，自帶的自動(dòng)熔晶管發(fā)燙；三是經(jīng)過換熱器管不換熱使其變涼，不進(jìn)行熱交換失去換熱功能。

3 判斷分析幾種結(jié)晶產(chǎn)生原因分析及判斷

3.1 我們從溴化鋰溶液的特性曲線最易結(jié)晶部位可以看出，溴化鋰溶液結(jié)晶首先取決于溶液的濃度，其次是溶液運(yùn)行的溫度。一般情況溶液的使用溫度越低，其溶液的飽和濃度就會(huì)越低。從溴化鋰制冷溶液的結(jié)晶曲線看，上方區(qū)為溴化鋰溶液區(qū)，下方區(qū)域?yàn)殇寤嚾芤航Y(jié)晶區(qū)；溴化鋰制冷機(jī)組在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，溴化鋰溶液的狀態(tài)在曲線上方區(qū)域的某點(diǎn)。

3.2 溴化鋰制冷結(jié)晶故障的判斷曲線圖，為了防止機(jī)組在使用中出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，而繪制的曲線圖，機(jī)組除了設(shè)有自動(dòng)熔晶裝置，還有被稱為熔晶管的在發(fā)生器濃溶液出口端。機(jī)組溶液一旦出現(xiàn)流動(dòng)性變差而發(fā)生結(jié)晶，這時(shí)濃溶液出口被結(jié)晶體堵塞形成狹窄的通道，就會(huì)發(fā)生器的溴化鋰溶液液位會(huì)自動(dòng)升高，當(dāng)溴化鋰溶液液位高到熔晶管位置時(shí)，溶液就與之形成狹窄的通道越過吸收器，熔晶管發(fā)燙是判斷溶液結(jié)晶的一個(gè)顯著特征。機(jī)組制冷性能嚴(yán)重下降。

3.3 可能導(dǎo)致結(jié)晶的幾種原因。溴化鋰制冷循環(huán)包括發(fā)生、冷卻、節(jié)流、蒸發(fā)、吸收和交換六個(gè)過程。每個(gè)過程中，溶液濃度和溫度都發(fā)生著周期性變化，保持著動(dòng)態(tài)平衡。如果由于某種原因，打破這種平衡，是某個(gè)環(huán)節(jié)中溴化鋰溶液和溫度發(fā)生較大變化時(shí)，就可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶現(xiàn)象的出現(xiàn)。特別是在流體的熱交換器中，溶液流程長(zhǎng)、流速慢，從發(fā)生器來的高濃度的溶液溫度下降過多，很有可能引起結(jié)晶出現(xiàn)。溴化鋰制冷機(jī)組在運(yùn)行過程中，有下列幾種因素可能引起結(jié)晶出現(xiàn)。一是熱源供熱量偏大熱水溫度偏大，使高壓發(fā)生器內(nèi)溴化鋰溶液水分蒸發(fā)量偏大，會(huì)使溶液發(fā)生過程大于吸收過程，導(dǎo)致濃溶液濃縮濃度升高，致使溶液出現(xiàn)結(jié)晶。二是溶液循環(huán)量逐漸減少，致使溶液結(jié)晶。導(dǎo)致溶液循環(huán)量減少的原因有以下幾種：①高位發(fā)生器泄漏漏氣，使高位發(fā)生器壓力逐漸升高，進(jìn)入高位發(fā)生器溶液循環(huán)量逐步減少。②儀表故障，液位傳感器失靈，導(dǎo)致溶液循環(huán)量在減少。③儀表誤信號(hào)使?jié)馊芤赫{(diào)節(jié)閥開度較小。④溴化鋰溶液長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)有雜質(zhì)，使發(fā)生泵過濾器堵塞，進(jìn)入高壓發(fā)生器的循環(huán)量溶液量減少。機(jī)組真空度偏高，會(huì)使吸收壓力逐漸升高，蒸發(fā)速度減慢，致使冷劑水大量聚集在蒸發(fā)器中，引起發(fā)生結(jié)晶可能性增大。⑤冷卻水溫度過低，流量過大或者冷負(fù)荷過小，會(huì)使溴化鋰溶液的溫度越來越低，結(jié)晶的可能性越來越大。⑥意外停機(jī)，由發(fā)生器出來的濃溶液稀釋不充分而結(jié)晶。⑦操作不當(dāng)系統(tǒng)冷劑水污染，冷劑水蒸發(fā)速度緩慢，其結(jié)果大量冷劑水聚集在蒸發(fā)器中，也會(huì)導(dǎo)致溶液濃度普遍升高，使結(jié)晶的可能性大大增強(qiáng)。也就是說這是重要的原因。

4 實(shí)際運(yùn)行中避免結(jié)晶發(fā)生的管理措施

4.1 控制熱水的溫度在120℃以下?？刂七M(jìn)溴化鋰制冷的熱水流量，避免對(duì)發(fā)生器內(nèi)突然大流量的熱水進(jìn)入，使其過快、過度的加熱，未使溴化鋰吸收過程和發(fā)生過程的動(dòng)態(tài)保持平衡，同時(shí)注意調(diào)整發(fā)生器內(nèi)溶液液面在合理的范圍。操作人員根據(jù)當(dāng)天氣溫和冷負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)機(jī)溴化鋰制冷機(jī)組。

4.2 加強(qiáng)人員管理控制循環(huán)水進(jìn)口溫度，使其應(yīng)在22～32℃，特別是在清明前后和十一前后，氣溫變化也可以導(dǎo)致機(jī)組溶液溫度過低及稀溶液濃度過高而產(chǎn)生結(jié)晶。

4.3 加強(qiáng)冷卻水循環(huán)量的管理，控制好冷卻水量，避免溶液溫度下降過多過快，從而引起結(jié)晶出現(xiàn)。

4.4 加強(qiáng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的真空度的管理。機(jī)組使用時(shí)，其溴化鋰溶液在其內(nèi)部分解會(huì)產(chǎn)生氫氣等不凝性氣體，并濃聚積于吸收器內(nèi)，確保儲(chǔ)氣室真空顯示≤50Pa為止。及時(shí)抽出里面的溴化鋰溶液在熱交換時(shí)產(chǎn)生的不凝性氣體，避免冷劑水大量聚集而引起溶液濃度普遍升高現(xiàn)象，以降低溴化鋰溶液結(jié)晶的可能性。

4.5 加強(qiáng)冷劑水的管理經(jīng)常檢查蒸發(fā)器液面和冷劑水污染情況，避免冷劑水大量聚集于蒸發(fā)器中，及時(shí)消除引起冷劑水污染的一切因素。

4.6 控制好溴化鋰溶液循環(huán)量，調(diào)整合適的溴化鋰溶液循環(huán)量，避免熱交換過于劇烈而引起濃溶液溫度發(fā)生較大變化。

5 溴化鋰制冷機(jī)組處理熔晶方法

如果溴冷機(jī)出現(xiàn)了結(jié)晶現(xiàn)象，不只是某一個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)了問題，要從系統(tǒng)中查找結(jié)品的原因，要分析它的水系統(tǒng)、熱源系統(tǒng)以及溴化鋰溶液和冷劑水的循環(huán)系統(tǒng)，找出系統(tǒng)中導(dǎo)致結(jié)晶的根本原因?？傊绊戜寤囍评錂C(jī)組工作并出現(xiàn)結(jié)晶的原因是多方面的，要查看冷卻水溫度的高低，流量的大小，整個(gè)水系統(tǒng)的管路是否通暢，要分析真空度是不是低了，蒸汽的壓力和溫度是否合適，吸收液的循環(huán)量夠不夠等等。最容易發(fā)生結(jié)晶的地方是在溫度低濃度高的部位如低溫?zé)峤粨Q器的出口處， 一旦發(fā)生了結(jié)品，要及時(shí)進(jìn)行結(jié)晶處理，常規(guī)處理如下：

5.1 熔晶管設(shè)置自動(dòng)熔晶裝置，當(dāng)剛開始結(jié)晶比較少時(shí)，機(jī)組本身就可以自動(dòng)熔晶

5.2 溴化鋰制冷機(jī)組的溶液發(fā)生結(jié)晶嚴(yán)重，若自身無法自動(dòng)熔晶，我們就可采用以下方法熔晶，具體操作如下：（1）停止熱水供應(yīng)，減少供熱量。（2）關(guān)閉循環(huán)冷卻水，逐漸減少循環(huán)冷卻水流量，溫度自主升高至60～70℃，否則又會(huì)出現(xiàn)再次結(jié)晶。（3）打開冷劑水旁通閥，把冷劑水旁通至吸收器。（4）反復(fù)啟動(dòng)溶液泵，使高溫溶液經(jīng)稀溶液管流到吸收器。如此反復(fù)，受發(fā)生器回來的高溫溶液加熱而溶解。（5）若上述操作仍不能溶液的晶體，則須借助外界熱源，對(duì)結(jié)晶部位進(jìn)行火烤加熱，直至熔晶。

5.3 人工稀釋法：在結(jié)晶的部位打一個(gè)小孔，灌進(jìn)去一定量的水。對(duì)溶液進(jìn)行稀釋，稀釋完畢后再放出等量的水，此方法一定要注意作好對(duì)小孔的密封，保持真空度，確保真空度合格。

綜上所述，溴化鋰制冷機(jī)組結(jié)晶現(xiàn)象雖然易發(fā)生、危害大，但并不可怕。只要做到精心操作，結(jié)晶大都可以避免的。即使出現(xiàn)了結(jié)晶，只要能夠做到早發(fā)現(xiàn)、早處理，一般不會(huì)對(duì)溴化鋰制冷機(jī)組正常運(yùn)行造成重大影響。建議運(yùn)行操作人員在巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)溴化鋰制冷機(jī)組冷水溫度上升，蒸發(fā)溫度也上升，可以判斷制冷量下降，可能是溴化鋰制冷溶液已開始結(jié)晶了，操作人員就應(yīng)該立即采取熔晶措施，并按以上方法逐步檢查結(jié)晶原因，確定后及時(shí)處理，就可以避免溴化鋰制冷設(shè)備出現(xiàn)這種隱患。

[1]戴永慶.溴化鋰吸收式制冷機(jī)空調(diào)技術(shù)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2]何耀東.空調(diào)用溴化鋰吸收式制冷機(jī)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993.

TB651

A

1671-0037（2014）12-105-2

陳旭春（1966.10-），男，本科，工程師，研究方向：空氣壓縮及凈化和深冷制氮及余熱應(yīng)用。