直燃機補燃高發(fā)泄漏問題分析

北京燃氣能源發(fā)展有限公司設備管理部 熊立國 周國華

直燃機補燃高發(fā)泄漏問題分析

北京燃氣能源發(fā)展有限公司設備管理部 熊立國 周國華

北京燃氣能源發(fā)展有限公司煙氣熱水補燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組經(jīng)過兩年的運行發(fā)現(xiàn)，補燃高發(fā)連續(xù)三次出現(xiàn)高發(fā)換熱管泄漏問題。通過對于泄漏管組檢查分析可以得出：燃燒器火焰長度過長，經(jīng)過高發(fā)墻板反射后直接接觸部分管路，造成部分管路局部溫度過高，出現(xiàn)結晶并腐蝕換熱管路。

補燃高發(fā)；換熱管泄漏；火焰長度；結晶；腐蝕

2015年7月至2016年2月，北京燃氣能源發(fā)展有限公司國潤新通項目1#溴化鋰吸收式冷熱水機組（型號為ZXQ-349 (32/37.5)H2M3）高壓發(fā)生器多次發(fā)生溴冷機真空度壓力上升，溫度超過報警溫度。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，是由于高壓發(fā)生器溴化鋰與煙氣換熱管出現(xiàn)了泄漏。在半年的時間內連續(xù)發(fā)生三次高壓發(fā)生器換熱管泄漏情況，因此對其進行更換。本文通過整個機組運行及檢查情況對高壓發(fā)生器換熱管泄漏進行了分析。

1 故障情況

根據(jù)直燃機運行原理，高壓發(fā)生器是在真空環(huán)境下吸熱蒸發(fā)，整體溫度應維持在130℃以內，高發(fā)溫度報警為165℃。直燃機高發(fā)溫度控制由高發(fā)蒸發(fā)量決定，而蒸發(fā)量由真空度決定，一旦真空度下降，蒸發(fā)量降低，高發(fā)溫度必然急劇上升。

三次國潤新通項目部1#直燃機現(xiàn)場故障現(xiàn)象為：直燃機高發(fā)壓力上升，高發(fā)溫度上升造成直燃機溫度報警停機。發(fā)現(xiàn)故障問題后對機組進行充氮氣檢查漏點，充氮氣至144kPa時，在高發(fā)腔體內發(fā)現(xiàn)溴化鋰溶液從針眼大的小孔往外流，從而判斷故障均為直燃機高發(fā)換熱管泄漏造成高發(fā)壓力上升。

2 故障分析

為了查明高發(fā)換熱管頻繁泄漏的原因，通過解剖三次泄漏管進行分析判斷，發(fā)現(xiàn)三次泄漏管路存在以下共同點：

（1）所有泄漏位置高度基本相同，均在距離地板高度10cm左右位置且泄漏管均位于墻板側的前三排管路。

（2）所有泄漏管路外表面無腐蝕現(xiàn)象，僅為腐蝕一個針尖大小泄漏點。

（3）所有泄漏管內部均存在大量直徑0.4mm的腐蝕性凹坑，根據(jù)溴化鋰溶液的腐蝕特性可以判斷該位置發(fā)生了晶體腐蝕。

（4）所有泄漏位置朝向均一致，面向高發(fā)墻面方向。

通過對高發(fā)換熱管解剖分析可以得知，泄漏點是由于溴化鋰腐蝕引起的。眾所周知，溴化鋰溶液對金屬材料有較強的腐蝕性，對制造溴化鋰吸收式機組中常用的碳鋼、紫銅等金屬材料具有較強的腐蝕性，因此直燃機機組中通常會添加鉻酸鋰(Li2CrO4)或鉬酸鋰作為緩蝕劑阻止溴化鋰溶液對機組的腐蝕。未添加緩蝕劑的溴化鋰溶液是無色透明的流體，添加鉻酸鋰后呈淡黃色。第三次腐蝕發(fā)生后，現(xiàn)場取樣高發(fā)溴化鋰溶液，顏色呈現(xiàn)黑褐色，說明溴化鋰溶液中缺少緩蝕劑，已經(jīng)發(fā)生一段時間的金屬腐蝕。隨后將溶液送至相關檢測院進行檢測，檢測結果為溶液中的緩蝕劑含量不到最小標準值的50%。綜上說明，溴化鋰溶液中缺少緩蝕劑是造成腐蝕開始的原因。

通過觀察解剖的高發(fā)泄漏管，我們還發(fā)現(xiàn)一個問題：泄漏管存在大約10cm長腐蝕嚴重的管段，同樣的溶液為什么會產生腐蝕程度不一樣的情況，且產生嚴重腐蝕的管段只有10cm長呢？

分析原因只有一個，就是此部分有溴化鋰晶體形成，造成結晶腐蝕。根據(jù)設備運行原理可知，高壓發(fā)生器中的溶液為低濃度溶液，溶液濃度約為54%，只有在溶液濃度高于70%后才會出現(xiàn)結晶情況，高發(fā)燃燒器火焰產生的煙氣是給高發(fā)溶液提供熱源的，直燃機運行過程中，溶液與煙氣換熱蒸發(fā)，煙氣溫度無法使換熱管局部溫度過高進而造成局部濃度過高，那么只有燃燒器火焰的高溫直接作用于換熱管才可以產生局部超高溫，造成局部高溫結晶腐蝕。為了驗證燃燒器火焰長度情況，現(xiàn)場通過熱成像儀檢測發(fā)現(xiàn)，直燃機燃燒器火焰過長造成火焰外焰產生折射而直接作用于換熱管上造成局部高溫，導致局部溶液濃度高于70%，發(fā)生晶體腐蝕。圖1為高發(fā)火焰示意圖。

圖1 高發(fā)火焰簡易示意

綜上分析判斷，本次直燃機高發(fā)換熱管泄漏主要原因是燃燒器火焰長度調整不當導致局部高溫，發(fā)生結晶腐蝕。

3 解決方案

3.1 溴化鋰溶液調整

溴化鋰溶液在制冷機中使用一段時間后，溶液中添加的緩蝕劑會隨著機組的運行而逐步消耗，當溶液中的緩蝕劑越來越少，甚至沒有時，溶液pH會增大或變小。堿性溶液對機組的腐蝕程度會越來越強，機組內壁所產生的銹蝕物與雜質也會不斷增加。銹蝕物與雜質隨溶液的循環(huán)附在銅管表面產生垢質，從而導致其熱交換效率大大降低，浪費能源；同時，溶液在吸收器內的吸收效果也會降低，從而影響機組的制冷效果。

如果銹蝕物與雜質較多，輕則不凝性氣體增多，真空度下降，制冷效果差；重則有可能就會堵塞屏蔽泵造成電機燒毀，或堵塞溶液噴淋造成機組無法運行等重大事故，使用戶蒙受重大的經(jīng)濟損失。所以，當機組溶液顏色發(fā)生變化和其它各項指標不正常時（溴化鋰標準如表1所示），溶液須立即做調整處理。

表1 溴化鋰溶液指標（HG/T2822-2012）

3.2 燃燒器選型需配套及調節(jié)

一旦燃燒器選型過大或者進氣量等調節(jié)過大也會造成火焰長度過長或者因燃燒熱值過高而造成高發(fā)器內溫度過高。國潤高發(fā)更換后，由專業(yè)技術人員對于直燃機進氣量進行了重新的調整，進氣量降低了40%，未影響直燃機的冷量輸出。

3.3 調節(jié)翻板及燃氣量調節(jié)

項目部操作人員在日常操作過程中，未對直燃機煙氣管道翻板進行過調整。煙氣管道翻板起到調節(jié)煙囪吸力作用，翻板打開越多吸力越大，火焰長度越長，火焰溫度也高，對于高發(fā)換熱管也有影響。

3.4 直燃機高發(fā)火焰觀察孔

國潤新通項目部直燃機是雙良公司改型新型直燃機，為減少泄漏點等，取消了原直燃機中的高發(fā)觀火孔及溶液液位觀察孔等。這種設計的目的是減少泄漏點，保持真空度等，但是對于操作人員的日常操作造成了很大的不確定性，例如無火焰觀察孔造成操作人員根本無法確定火焰長度等等，如果機組設定出現(xiàn)問題如本次事故，操作人員是無法自行判斷的，只能依賴于較為先進的紅外線成像儀等設備，高發(fā)本體的保溫等又會對設備檢測構成影響，所以設備的改進應從多個方面進行考慮。

4 結論

直燃機補燃高發(fā)泄漏問題是一個個例，問題的出現(xiàn)源于我們日常運行過程中對于一些不經(jīng)意間的細節(jié)的把握出現(xiàn)了問題。所以我們應該在日常運行中加強細節(jié)的掌握，避免不當操作或調整對設備產生嚴重的危害。

圖4 控制流程

74HC138作用于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時間短的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，是一款高速CMOS器件，74HC373原理和其相同。地址鎖存器74HC138和74HC373、可編程并行接口81C55、82C55等原件組合成如下單片機?！?”表示低電平，“1”表示高電平，在停車系統(tǒng)最低處設有壓力感應器，在汽車進入停車托架后，停車系統(tǒng)最低處的壓力感應器脈沖輸入信號，電位動作由“1”轉換為“0”，停車系統(tǒng)動作進行旋轉。當整體停車系統(tǒng)存在安全隱患時，中斷信號被引入，停車系統(tǒng)停止存取車動作，停取車原理如圖5所示。

圖5 停取車原理

5 結束語

垂直立體式停車庫是一種智能、高效、安全的停車模式，適用范圍廣，發(fā)展?jié)摿Υ?，在停車問題日益嚴重的今天，垂直立體式停車庫擁有廣闊的發(fā)展前景。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的當今社會大背景下，令其融入互聯(lián)網(wǎng)，會提供更加智能化與人性化的服務。

[1]馬紅麟.垂直循環(huán)式立體車庫的PLC控制[J].北京電子科技職業(yè)學院.

[2]錢志源,王吉忠.垂直循環(huán)立體停車庫單片機控制系統(tǒng)的設計[J].青島建筑工程學院.

[3]王吉忠,高志斌.新型導軌鏈傳動垂直循環(huán)停車裝置[J].青島理工大學.

[4]周建華,楊傳花,徐晨.基于ARM的垂直循環(huán)式立體車庫控制系統(tǒng)研究[J].揚州大學.