氯氣蒸發(fā)器泄漏對制冷機組的影響分析

摘 要：本文主要分析氯氣蒸發(fā)器泄漏對制冷機組的影響和會造成的后果，并提出幾點建議，希望對有關(guān)單位和部門在遇到類似情況有一定的經(jīng)驗可尋和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞： 蒸發(fā)器； 泄漏； 制冷機組

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04. 039

0 引言

近年來，螺桿式氟制冷壓縮機組因其特殊的制冷工藝而陸續(xù)被眾多氯堿企業(yè)使用，遵寶鈦業(yè)有限公司主要是用來液化金屬鈉和金屬鎂電解產(chǎn)生的氯氣。因此，該套制冷壓縮機組的穩(wěn)定運行直接影響著企業(yè)的安全生產(chǎn)，而蒸發(fā)器（即液化器）是氯氣與制冷劑直接交換熱量的場所，它的好壞直接制約了機組的平穩(wěn)運行，乃至整個企業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性及效益。

1 制冷系統(tǒng)簡介

1.1 螺桿式壓縮機機組

該公司制冷壓縮機組型號為LG20Ⅲ，其結(jié)構(gòu)如圖1。

從結(jié)構(gòu)圖可知，螺桿式制冷壓縮機組由螺桿壓縮機、聯(lián)軸器、電動機、氣路系統(tǒng)（包括吸氣過濾器、止回式吸氣閥和止回式排氣閥）、油路系統(tǒng)（包括油分離器、油冷卻器、油過濾器、油泵等）、控制系統(tǒng)（包括操作儀表箱、電控柜等）和設(shè)備、系統(tǒng)間的連接管路等組成。

用戶按各自需要配備冷凝器，蒸發(fā)器等設(shè)備，就可組成一個完整的制冷系統(tǒng)，滿足各種不同溫度的工藝需要。

1.2 蒸發(fā)器

蒸發(fā)器是一種換熱設(shè)備，與冷凝器所不同的是蒸發(fā)器是吸熱設(shè)備。在蒸發(fā)器中，由于低壓液體制冷劑氣化，需要從冷卻的物體或空間吸熱，從而使被冷卻的物體或空間的溫度降低，達到制冷的目的。因此，蒸發(fā)器是制冷裝置中產(chǎn)生和輸出冷量的設(shè)備。該公司采用的是臥式管殼滿液式蒸發(fā)器，如圖2。

即管程為氯氣，殼程為制冷劑氟利昂，二者通過管壁進行充分的熱交換。

2 蒸發(fā)器泄漏對制冷機組的影響分析

針對該公司在近年來的生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)蒸發(fā)器泄漏后，對制冷機組造成影響進行系統(tǒng)分析。

（1）制冷能力不足。由于機組正常工作時，制冷劑氟系統(tǒng)氣壓為0.8～1.1MPa之間運行，而蒸發(fā)器管程氯氣壓力為0.2～0.4MPa左右，便造成在蒸發(fā)器內(nèi)部高壓部位的氟氣體泄漏到低壓側(cè)，致使氟大量損失，最終導(dǎo)致壓縮機從蒸發(fā)器吸入的氟氣體量減少，機組制冷能力量減少； （2）污染制冷劑氟利昂。當(dāng)氟損失量較大時，壓縮機就會從蒸發(fā)器吸入含氯氣的氟利昂混合物進入機組，通過壓縮機壓縮后與氟氣體進入氟管路循環(huán)。周而復(fù)始，便造成機組內(nèi)氯氣占據(jù)大量的容積，污染機組氟利昂； （3）油路系統(tǒng)的影響。一旦機組吸入氯氣，特別是含水量大，濃度低的氯氣，那么氯氣經(jīng)壓縮機與潤滑油混合后，一起被壓縮到油分離器中。由于氯氣具有強氧化性和易溶于水等特點，而潤滑油本身又是一種復(fù)雜的碳氫化合物的混合物，因此，氯氣進入油分離器后，不像油與氟那樣高溫易分離，就會造成氯氣與潤滑油發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致潤滑油變質(zhì)，出現(xiàn)深黑色，泡沫多，乳化等現(xiàn)象，影響其潤滑、冷卻、防銹、清洗、密封和緩沖等作用； （4）壓縮機的影響。LG20III型氟制冷機組為容積型回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機，它主要利用一對相互嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子在機體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運動，周期性地改變轉(zhuǎn)子每對齒槽間的容積來完成吸氣，壓縮，排氣過程。因此，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與機體之間的配合精度要求高。蒸發(fā)器泄漏氯氣進入壓縮機內(nèi)部，便會腐蝕轉(zhuǎn)子，機體，軸承等部件，造成轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與機體之間間隙增大，壓縮能力下降；甚至?xí)斐蓧嚎s機內(nèi)部腐蝕不均衡，產(chǎn)生嚴重摩擦，機組溫度高，振動大，出現(xiàn)異常聲音等危害； （5）對連接機組的設(shè)備、管路的影響。蒸發(fā)器泄漏的氯氣進入機組設(shè)備和管路后，如不能及時發(fā)現(xiàn)處理，氯氣會對機組內(nèi)設(shè)備和管路造成腐蝕。特別是對機組氟冷凝器的影響較為明顯，由于氟冷凝器結(jié)構(gòu)與蒸發(fā)器相同，都是管殼式，區(qū)別在于冷凝器管程介質(zhì)為冷卻水，且采用銅管脹接方式組合而成。氯氣進入氟冷凝器后，脹口周圍薄弱的地方先受到腐蝕，便會造成冷卻水滲透到制冷機組內(nèi)部，這對機組將是致命的危害。所有設(shè)備，管道，閥門等都會迅速結(jié)霜、結(jié)冰，導(dǎo)致整個機組氟系統(tǒng)、油系統(tǒng)冰堵，最終迫使機組停機大修處理。

3 結(jié)語

本文通過分析氯氣蒸發(fā)器泄漏后對制冷機組的影響和會造成的后果，希望有關(guān)單位和部門在遇到類似情況，有一定的經(jīng)驗可尋和啟發(fā)。同時，也要求我們使用單位在日常管理中應(yīng)加強對氯氣蒸發(fā)器的巡視和檢查，發(fā)現(xiàn)泄漏及時處理，防止事故擴大化，更要注重對氯氣凈化工藝技術(shù)進行革新，減少氯氣中含水量和提高氯氣濃度，降低其強氧化性和腐蝕性。從設(shè)計制造單位來講，我們要嚴格控制原材料質(zhì)量，加工制造工藝的選擇以及產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗等，把握好每一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高蒸發(fā)器的使用壽命，減少對制冷機組的影響。

參考文獻：

[1]周紅燕.螺桿壓縮機組在氯氣液化中的應(yīng)用[J].中國氯堿，2013，1（01）.

作者簡介：韋國先（1985-），男，貴州人，主要從事：設(shè)備管理與維修工作，助理工程師。