淺談溴化鋰吸收式制冷機(jī)組結(jié)晶的處理方法與預(yù)防

戴金輝，馬炎

（盛虹煉化（連云港）有限公司，江蘇 連云港 222002）

在溴化鋰機(jī)組的控制邏輯中，通常會(huì)設(shè)有一套完整的防結(jié)晶控制邏輯。然而，在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于各種因素的變化，例如，熱源過大、冷卻水溫度過低、操作不當(dāng)?shù)仍?，還是會(huì)使溴化鋰機(jī)組發(fā)生結(jié)晶。結(jié)晶后應(yīng)立即停機(jī)，判斷結(jié)晶的部位，溶晶時(shí)間較長。溴化鋰機(jī)組一般在機(jī)組運(yùn)行期間結(jié)晶和機(jī)組停機(jī)期間結(jié)晶最容易發(fā)生結(jié)晶，當(dāng)然機(jī)組啟動(dòng)時(shí)操作不好也會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶。某裝置配有兩臺(tái)溴化鋰吸收式制冷機(jī)組，均采用蒸汽驅(qū)動(dòng)，其中一臺(tái)機(jī)組在停運(yùn)期間發(fā)生過結(jié)晶，另一臺(tái)機(jī)組在運(yùn)行過程中發(fā)生過結(jié)晶。

1 結(jié)晶產(chǎn)生的原因分析

溴化鋰溶液的結(jié)晶主要為析出結(jié)晶。因此，溶液的結(jié)晶主要與溶液的溫度、濃度以及壓力有關(guān)，如圖1 所示。平時(shí)機(jī)組的運(yùn)行一定要控制在溶液非結(jié)晶區(qū)域內(nèi)。

溴化鋰機(jī)組發(fā)生結(jié)晶的原因分析如下。

圖1 溴化鋰溶液結(jié)晶曲線圖

1.1 機(jī)組運(yùn)行期

（1）熱源加入量過大。溴化鋰機(jī)組通常采用PLC 控制，蒸汽閥在機(jī)組運(yùn)行期間一般都開到最大，就可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)組加熱量過大，發(fā)生器內(nèi)過量的水蒸發(fā)，就會(huì)導(dǎo)致溴化鋰在發(fā)生器、發(fā)生器出口管路以及熱交換器中發(fā)生結(jié)晶。

（2）進(jìn)入發(fā)生器的溴化鋰溶液減少。溶液循環(huán)量減少，溶液濃度不斷提高，導(dǎo)致溶液結(jié)晶。

（3）機(jī)組真空度不夠。機(jī)組真空度不夠，那么吸收器吸收冷劑的量會(huì)大大減少，進(jìn)入發(fā)生器的溴化鋰濃度增加，在加入相同熱源的條件下，發(fā)生器出口溶液濃度。

（4）冷卻水溫度過低。冷卻水溫度過低，會(huì)將稀溶液冷卻過低，在溶液熱交換器換熱過程中，使?jié)馊芤簻囟冗^低而產(chǎn)生結(jié)晶。

（5）停電。停電后，由發(fā)生器出來的濃溶液稀釋不充分而造成結(jié)晶。

1.2 機(jī)組停機(jī)期間

（1）冷卻水溫度過低。停機(jī)期間溴化鋰溶液處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果冷卻水溫度過低，致使吸收器內(nèi)及其出口的溴化鋰溶液溫度過低，當(dāng)溶液溫度低于某值時(shí)，會(huì)發(fā)生結(jié)晶。一般在機(jī)組停機(jī)后需要關(guān)小循環(huán)水閥門。

（2）蒸汽調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏。在機(jī)組停機(jī)稀釋時(shí)，按照邏輯設(shè)定，蒸汽調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)死。若調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)內(nèi)漏，溴化鋰溶液就無法達(dá)到完全稀釋，最終因?yàn)榘l(fā)生器出口濃度高而出現(xiàn)結(jié)晶。

1.3 機(jī)組啟動(dòng)時(shí)

（1）熱源加入量過快。機(jī)組剛啟動(dòng)時(shí)，溶液泵需要一定的時(shí)間才能將溴化鋰溶液注入至發(fā)生器要求的液位，若一開始加熱量過大，就容易引起發(fā)生器及其出口管路因蒸發(fā)量太大而結(jié)晶。

（2）冷卻水溫度過低。結(jié)晶的原因與機(jī)組運(yùn)行期間冷卻水過低相同。目前，機(jī)組邏輯中都要設(shè)定循環(huán)水的溫度作為啟機(jī)條件。

2 結(jié)晶的判斷

機(jī)組在運(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)及濃溶液出口處，因?yàn)檫@里的溶液濃度最高且溫度最低。當(dāng)溫度低于該濃度下的結(jié)晶溫度時(shí)，便逐步開始結(jié)晶。

運(yùn)行期間機(jī)組的結(jié)晶顯著特征主要有以下幾個(gè)方面。

（1）機(jī)組不制冷，蒸發(fā)器中冷劑溫度高。

（2）高溫發(fā)生器中溴化鋰溶液溫度突然升高。

（3）蒸汽凝液溫度高于高溫發(fā)生器中溴化鋰溶液溫度。

機(jī)組在停機(jī)期間，最容易結(jié)晶的部位是吸收器及溶液泵內(nèi)的溴化鋰溶液。因?yàn)橥C(jī)時(shí)，循環(huán)水溫度過低，就會(huì)使吸收器內(nèi)的溫度低于溴化鋰溶液的結(jié)晶溫度，造成結(jié)晶。一旦發(fā)生結(jié)晶，若啟動(dòng)機(jī)組，溶液泵就會(huì)過載停止（若溶液泵為變頻調(diào)節(jié)，則電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率非常低），無法正常運(yùn)行。

3 結(jié)晶的處理

3.1 機(jī)組運(yùn)行期間

（1）關(guān)小蒸汽閥，減少熱源，降低發(fā)生器溶液溫度；

（2）關(guān)小循環(huán)水閥門，減少冷源；

（3）保持機(jī)組的真空度在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)；

（4）接外部蒸汽，對準(zhǔn)發(fā)生器出口管線進(jìn)行加熱；

（5）高頻率的敲擊發(fā)生器至熱交換器管線；

（6）對機(jī)組進(jìn)行間歇性的啟動(dòng)；

當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)生器出口溫度迅速下降時(shí)，說明機(jī)組基本溶晶，此時(shí)不能過快地增加熱源，應(yīng)保持機(jī)組在低熱源下運(yùn)轉(zhuǎn)十分鐘以上，之后緩慢增加熱源，并注意觀察機(jī)組制冷效果以及發(fā)生器出口溫度、蒸汽凝液溫度。

3.2 機(jī)組停機(jī)期間

（1）關(guān)小冷卻水手閥，減少冷源；

（2）接外部蒸汽，對溶液泵泵殼及進(jìn)出口管線進(jìn)行吹掃加熱，直到泵能運(yùn)轉(zhuǎn)；

（3）間歇性的啟動(dòng)機(jī)組（間隔時(shí)間應(yīng)在15min 以上），在有變頻器的情況下同時(shí)觀察溶液泵頻率的變化。

3.3 機(jī)組啟動(dòng)期間

若發(fā)生器發(fā)生結(jié)晶時(shí)，其溶晶方法如下。

（1）稍開蒸汽閥門，為機(jī)組提供少量熱源；

（2）外接蒸汽源，對準(zhǔn)發(fā)生器進(jìn)行加熱；

（3）對機(jī)組進(jìn)行間歇性的啟動(dòng)。

4 預(yù)防結(jié)晶的措施

根據(jù)溴化鋰機(jī)組結(jié)晶產(chǎn)生的原因，有以下幾方面的預(yù)防措施。

4.1 避免過快、過度加熱

若發(fā)現(xiàn)機(jī)組結(jié)晶是由于蒸汽加入量過大造成，那就需要在PLC 中修改蒸汽調(diào)節(jié)閥的最大開度。

4.2 及時(shí)觀察機(jī)組的內(nèi)部情況

操作人員要時(shí)刻關(guān)注機(jī)組的運(yùn)行情況，定期抽掉不凝氣，確保機(jī)組有足夠的真空度。注意機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)異常，如發(fā)生器出口溫度上升過快，蒸汽凝液溫度高于發(fā)生器出口溫度等時(shí)，應(yīng)及時(shí)過小蒸汽閥門，避免過度結(jié)晶。

4.3 延長機(jī)組停機(jī)稀釋時(shí)間

在PLC 中延長停機(jī)稀釋時(shí)間，可有效避免停機(jī)后結(jié)晶的發(fā)生。

4.4 調(diào)整停機(jī)操作步驟

當(dāng)機(jī)組需要停機(jī)時(shí)，可先將蒸汽手閥關(guān)死，機(jī)組無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)發(fā)生器溫度達(dá)到合適的溫度時(shí)，再進(jìn)行停機(jī)操作。

5 結(jié)語

雖然溴化鋰機(jī)組結(jié)晶會(huì)對整個(gè)裝置的運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響，但若操作人員能熟練掌握機(jī)組結(jié)晶的原因、結(jié)晶的處理方法以及結(jié)晶的預(yù)防措施，那么在很大程度上能夠預(yù)防結(jié)晶的發(fā)生?；蛘呒幢惆l(fā)生結(jié)晶，也能及早發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，最大限度地降低機(jī)組結(jié)晶產(chǎn)生的影響。