溴化鋰制冷系統(tǒng)的故障分析與研究

趙建平，韓春龍，張佳洋

（河鋼集團唐鋼美錦（唐山）煤化工有限公司，河北 唐山 063000）

溴化鋰制冷系統(tǒng)的故障問題，一直是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的詬病，其故障率要高于傳統(tǒng)系統(tǒng)，且因為溴化鋰制冷系統(tǒng)應(yīng)用頻率較高，對制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提出了更高的要求，所以關(guān)于溴化鋰制冷系統(tǒng)的故障分析研究工作顯得尤為重要。

1 溴化鋰制冷系統(tǒng)工作原理

溴化鋰制冷系統(tǒng)的能源兼容性良好，基本上任何性質(zhì)的熱源都可以作為其制冷驅(qū)動力，例如廢蒸汽、廢熱等。在運行機理上，溴化鋰制冷系統(tǒng)中還有溴化鋰水溶液、水、溴化鋰溶液，三者分別充當(dāng)了工質(zhì)、制冷劑、吸收劑的角色。此時當(dāng)熱源進入溴化鋰制冷系統(tǒng)當(dāng)中，就會在內(nèi)部形成高真空環(huán)境，相應(yīng)因為熱源會蒸發(fā)水分，其蒸氣會帶走水中大量溫度，由溴化鋰溶液吸收、排放，水的溫度不斷下降，此時就會形成制冷所需要的低溫冷水。低溫冷水通過溴化鋰水溶液的工質(zhì)作用，可以進行制冷，且制冷量可以人為控制，一般范圍為20%～100%［1］。

圖1為溴化鋰制冷機組的工作原理，圖中可見，溴化鋰溶液存放于吸收器內(nèi)部，形態(tài)上屬于稀溶液。在系統(tǒng)運行過程中，主要通過泵類設(shè)備將其泵入高、低溫換熱器中，并延伸進入高、低壓發(fā)生器。此時在高、低壓發(fā)生器當(dāng)中，溴化鋰溶液將會被水產(chǎn)生的蒸汽而加熱沸騰，形成冷劑蒸汽，此時溶液會產(chǎn)生濃縮效應(yīng)。待其濃度達到一定水平之后，經(jīng)高壓發(fā)生器的作用，會逐漸轉(zhuǎn)化為冷劑水，冷劑水會與低壓發(fā)生器的冷劑蒸汽相互融合，并一同進入冷凝器當(dāng)中待冷卻。全部冷卻完畢之后，就形成了低溫冷劑水，相應(yīng)低溫冷劑水再進入蒸發(fā)器，利用泵類設(shè)備進行傳輸，與蒸發(fā)器傳熱銅管接觸且被吸入蒸發(fā)器。此時低溫冷劑水的熱量會被迅速蒸發(fā)，溫度在此降低，最終實現(xiàn)制冷目的。

圖1 溴化鋰制冷機組工作原理圖

2 溴化鋰制冷系統(tǒng)常見故障

2.1 熱源系統(tǒng)故障

溴化鋰制冷系統(tǒng)雖然為制冷系統(tǒng)，但其同樣也需要熱源，那么在冷熱交替的過程當(dāng)中，該系統(tǒng)設(shè)備就容易出現(xiàn)故障，其中受影響最大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)即為熱源系統(tǒng)。在很多實際案例當(dāng)中可見，溴化鋰制冷熱源系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)蒸汽壓力不夠、溫度不受控制的現(xiàn)象，即在熱交換過程當(dāng)中，蒸汽供應(yīng)不穩(wěn)定，且壓力波動較大等；人工調(diào)節(jié)溫度時，制冷機組沒有反應(yīng)或者制冷溫度波動不明顯，此類現(xiàn)象的發(fā)生率很高，一旦出現(xiàn)，說明溴化鋰制冷系統(tǒng)制冷效果不佳，需要盡快進行調(diào)節(jié)處理［2］。

2.2 制冷溫度異常

在溴化鋰制冷系統(tǒng)運行過程中，其設(shè)備制冷溫度在表面上一切正常，可以根據(jù)人工操作來做出反應(yīng)。但細化來看，其實際溫度可能與人工操作要求不符，這一現(xiàn)象說明溴化鋰制冷系統(tǒng)制冷溫度異常，需要進行調(diào)整。究其原因，因為制冷系統(tǒng)設(shè)備長期運行，其內(nèi)部容易積灰或者結(jié)垢，此時灰塵等可能會進入系統(tǒng)內(nèi)部，侵入冷劑水，當(dāng)冷劑水內(nèi)的灰塵或其他雜物累積到一定程度，就會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。對此在分析研究當(dāng)中，要對冷劑水的比重進行檢測。

2.3 制冷量異常

與上述制冷溫度異常類似，制冷量異常也屬于溫度異常的表現(xiàn)。但不同的是，目前絕大部分的制冷量異常現(xiàn)象，都屬于單側(cè)溫度異常類型，即制冷量要么過高、要么過低，說明這種現(xiàn)象的影響較為極端。具體來說，在實際應(yīng)用操作中，人工對制冷系統(tǒng)進行制冷溫度下調(diào)操作，造成制冷設(shè)備的溫度直接變成最大值，導(dǎo)致機組銅管結(jié)冰，制冷效果較差，所以必須進行處理。

3 溴化鋰制冷系統(tǒng)故障分析研究方法

3.1 熱源系統(tǒng)故障

針對熱源系統(tǒng)故障現(xiàn)象，在分析研究工作當(dāng)中，首先可以嘗試性的運行溴化鋰制冷系統(tǒng)，檢測其是否存在蒸汽供應(yīng)不穩(wěn)等表現(xiàn)，如果存在則說明其熱源系統(tǒng)存在故障，如果不存在則需要拆解機組進行檢查。其次在拆機檢查過程當(dāng)中，主要觀察溴化鋰制冷系統(tǒng)高壓發(fā)生器內(nèi)的溶液溫度，如果溶液溫度過高，則說明存在熱源故障，有必要進行降溫處理。

3.2 制冷溫度異常

針對制冷溫度異?，F(xiàn)象，在分析研究過程中，主要測試系統(tǒng)內(nèi)部冷劑水的比重。具體來說，根據(jù)相關(guān)理論得知溴化鋰制冷系統(tǒng)冷劑水的正常比重為1.04以內(nèi)，所以如果測試結(jié)果超出1.04，則說明存在制冷溫度異常，對于此類故障，可以直接更換冷劑水。但值得注意的是，在清理完舊冷劑水之后，需要對機組內(nèi)部進行全面清理，以免再一次出現(xiàn)相同問題。

3.3 制冷量異常分析研究

針對制冷量異?，F(xiàn)象，在分析研究時，需要檢測系統(tǒng)內(nèi)的冷卻水進水溫度。具體來說，理論上冷卻水進水溫度需要維持在30～32℃，如果超出區(qū)間則會導(dǎo)致制冷量大幅度降低，可能造成保護停機，嚴重時會造成機組結(jié)晶，否則相反。所以如果測試結(jié)果顯示，系統(tǒng)內(nèi)部冷卻水進水溫度不在區(qū)間內(nèi)，則說明存在制冷量異常，而針對這一現(xiàn)象，建議調(diào)整冷卻水來水溫度，以消除此類問題。

4 結(jié) 語

文章主要對溴化鋰制冷系統(tǒng)的故障進行了分析，通過分析得到結(jié)論：溴化鋰制冷系統(tǒng)主要利用真空環(huán)境，借助溴化鋰水溶液、水、溴化鋰溶液來實現(xiàn)制冷，具有良好應(yīng)用價值。但也存在故障率較高的缺陷，有必要針對其故障問題進行分析，以提高其制冷效果；分析了溴化鋰制冷系統(tǒng)運行過程中常見的故障，并對各故障的生成原因、特征進行了介紹，為分析研究工作提供方向；針對各類故障，提出了相關(guān)的解決方法。