淺析吸收式制冷機(jī)組結(jié)晶問(wèn)題

曹振華

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑與熱能工程學(xué)院，陜西 西安 710302)

1 引言

溴化鋰吸收式制冷機(jī)組常見(jiàn)的故障有溶液結(jié)晶，冷媒水及冷劑水結(jié)冰，冷劑水被污染，機(jī)組性能下降，機(jī)組氣密性變差，以及燃燒器及其他設(shè)備機(jī)械故障等。本文就機(jī)組溶液結(jié)晶的問(wèn)題及處理的方法進(jìn)行分析探討。

2 溶液的結(jié)晶

溶液結(jié)晶是溴化鋰吸收式制冷機(jī)組常見(jiàn)故障。為了防止機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中溶液產(chǎn)生結(jié)晶，通常在發(fā)生器濃溶液出口端設(shè)有自動(dòng)融晶裝置。此外，為了避免機(jī)組停機(jī)后溶液結(jié)晶，還設(shè)有機(jī)組停機(jī)時(shí)的自動(dòng)稀釋裝置。融晶時(shí)，機(jī)組冷劑水減少，且需要很長(zhǎng)的一段時(shí)間。此時(shí)，機(jī)組性能將大幅降低。因此，機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)盡量避免結(jié)晶情況的發(fā)生。下面就機(jī)組在停機(jī)、運(yùn)行和啟動(dòng)時(shí)發(fā)生結(jié)晶時(shí)的現(xiàn)象和處理方法做一簡(jiǎn)要介紹。

2.1 停機(jī)期間的結(jié)晶

在停機(jī)期間，由于溶液在停機(jī)時(shí)稀釋不足或環(huán)境溫度過(guò)低等原因，使得溴化鋰溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)冷卻到平衡圖中的下方而發(fā)生結(jié)晶。一旦發(fā)生結(jié)晶，溶液泵就無(wú)法正常運(yùn)行，則可按如下步驟進(jìn)行融晶：用蒸汽對(duì)溶液泵殼和進(jìn)出口管進(jìn)行加熱，直至溶液泵能夠運(yùn)轉(zhuǎn)。加熱時(shí)要注意防止蒸汽和冷凝水進(jìn)入電動(dòng)機(jī)和控制設(shè)備。切勿對(duì)電動(dòng)機(jī)直接加熱。

2.2 運(yùn)行期間的結(jié)晶

機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，掌握結(jié)晶的征兆是十分重要的。如果在結(jié)晶初期就采取相應(yīng)的措施(如降低機(jī)組負(fù)荷等)，一般可避免結(jié)晶。

機(jī)組運(yùn)行期間，最容易結(jié)晶的部位是溶液熱交換器的濃溶液側(cè)和濃溶液的出口處。因?yàn)檫@里是溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的最高處及濃溶液溫度的最低處，當(dāng)濃溶液溫度低于該質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的結(jié)晶溫度時(shí)，結(jié)晶逐漸產(chǎn)生。機(jī)組在全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)融晶管不發(fā)燙，說(shuō)明機(jī)組運(yùn)行正常，一旦出現(xiàn)結(jié)晶，由于濃溶液出口被堵塞，發(fā)生器的液位則會(huì)越來(lái)越高。當(dāng)液位到融晶管位置時(shí)，溶液就會(huì)繞過(guò)低溫?zé)峤粨Q器，直接從融晶管回到吸收器。因此融晶管燙是溶液結(jié)晶的顯著特征。這時(shí)，低壓發(fā)生器液位高，吸收器液位較低，機(jī)組性能下降。

當(dāng)結(jié)晶情況比較輕微時(shí)，機(jī)組本身能自動(dòng)融晶。溫度高的濃溶液經(jīng)融晶管直接進(jìn)入吸收器，使稀溶液溫度升高。當(dāng)溶液經(jīng)過(guò)熱交換器時(shí)，對(duì)殼體側(cè)結(jié)晶的濃溶液進(jìn)行加熱，可將結(jié)晶融解。濃溶液又可經(jīng)熱交換器到吸收器噴淋，低壓發(fā)生器液位下降，機(jī)組恢復(fù)正常運(yùn)行。這種方法稱為融晶管融晶。

如果機(jī)組無(wú)法自動(dòng)融晶，可采用下面的融晶方法：

(1)機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。①關(guān)小熱源閥門，減小供熱量，使發(fā)生器溶液溫度降低，溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)也降低。②關(guān)閉冷卻塔風(fēng)機(jī)(或減少冷卻水流量)，使稀溶液溫度升高，一般控制在60°C左右，但不要超過(guò)70°C。③為使溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，或不使吸收器液位低，可將冷劑泵再生閥門慢慢打開(kāi)，使部分冷劑水旁通到吸收器。④機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行，由于稀溶液溫度提高，經(jīng)過(guò)熱交換器時(shí)加熱殼體側(cè)結(jié)晶的濃溶液，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，結(jié)晶一般可以消除。

(2)機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行并有加熱，如果結(jié)晶情況比較嚴(yán)重，上述方法一時(shí)難以解決，可借助于外界熱源加熱來(lái)消除結(jié)晶。①按照前面的方法，關(guān)小熱源閥門，使稀溶液溫度上升，對(duì)結(jié)晶的濃溶液加熱。②同時(shí)用蒸汽或蒸汽凝水直接對(duì)熱交換器進(jìn)行全面加熱。

(3)采用溶液泵間歇啟動(dòng)和停止的方法。①為了不使溶液過(guò)分濃縮，關(guān)小熱源閥門，開(kāi)關(guān)閉冷卻水閥門。②打開(kāi)冷劑水旁通閥，將冷劑水旁通至吸收器。③停止溶液泵的運(yùn)行。④待高溫溶液通過(guò)稀溶液管路流水下后，在啟動(dòng)溶液泵。當(dāng)高溫溶液被加熱到一定溫度后又暫停溶液泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，如此反復(fù)操作，使熱交換器內(nèi)結(jié)晶的濃溶液受發(fā)生器回來(lái)的高溫溶液加熱而融解。不過(guò)，這種方法不適用于濃溶液不能從稀溶液管路流回到吸收器的機(jī)組。

(4)間歇啟動(dòng)和停止并加熱。把上述方法結(jié)合起來(lái)使用，可使融晶速度加快，對(duì)結(jié)晶嚴(yán)重的場(chǎng)合進(jìn)行融晶，可采用此方法。具體操作如下：①用蒸汽軟管對(duì)熱交換器加熱。②溶液泵因內(nèi)部結(jié)晶而不能運(yùn)行時(shí)，對(duì)泵殼和連接管道一起加熱。③采取上述措施后，如果溶液泵仍然不能運(yùn)行，則可對(duì)溶液管道、熱交換器和吸收器中產(chǎn)生結(jié)晶的部分進(jìn)行加熱。④采用溶液泵間歇啟動(dòng)和停止的方法。⑤融晶后機(jī)組開(kāi)始工作，若抽氣管路結(jié)晶，也應(yīng)融晶。若抽氣裝置不起作用，非凝性氣體無(wú)法排出，盡管結(jié)晶已經(jīng)消除，但隨著機(jī)組的運(yùn)行又會(huì)重新結(jié)晶。⑥查找結(jié)晶的原因，并采取相應(yīng)的措施。如果高溫溶液熱交換器結(jié)晶，則高壓發(fā)生器液位升高。因高壓發(fā)生器沒(méi)有融晶管，同樣需要采用溶液泵間歇啟動(dòng)和停止的方法，利用溫度較高的溶液回流來(lái)消除結(jié)晶。融晶后，機(jī)組在全負(fù)荷情況下運(yùn)行，自動(dòng)融晶也不發(fā)燙，則說(shuō)明機(jī)組已恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的結(jié)晶

機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，由于存在冷卻水溫度過(guò)低，機(jī)內(nèi)有非凝性氣體或熱源閥門開(kāi)度過(guò)大等原因，大都是在熱交器濃溶液側(cè)產(chǎn)生結(jié)晶，也有可能在發(fā)生器中產(chǎn)生結(jié)晶。

融晶方法如下：

(1)如果是低溫?zé)峤粨Q器內(nèi)的溶液結(jié)晶，其融晶方法與機(jī)組運(yùn)行期間的結(jié)晶處理方法相同。

(2)發(fā)生器結(jié)晶時(shí)，融晶方法如下：①微微打開(kāi)熱源閥門，向機(jī)組微量供熱。通過(guò)傳熱管加熱結(jié)晶的溶液，使結(jié)晶融解。②為加速融晶，可在外部用蒸汽全面加熱發(fā)生器殼體。③待結(jié)晶融解后，啟動(dòng)溶液泵。待機(jī)組內(nèi)溶液混合均勻后，即可正式啟動(dòng)機(jī)組。

(3)如果低溫溶液熱交換器和發(fā)生器同時(shí)結(jié)晶，則按照上述方法，先處理發(fā)生器結(jié)晶，再處理低溫溶液熱交換器的結(jié)晶。

參考文獻(xiàn)：

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