熱水型溴化鋰制冷機(jī)組失效原因及處理

馬斌，馮斌，劉占山，任明艷，朱東升，楊順瑩

(新疆華泰重化工有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830019)

目前，采用溴化鋰吸收式制冷機(jī)組進(jìn)行制冷比較普遍，伴隨而來(lái)的就是溴化鋰制冷機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)失效問(wèn)題。新疆華泰重化工有限責(zé)任公司使用300 W熱水型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組已經(jīng)在15年以上，該制冷機(jī)組不僅承擔(dān)著生產(chǎn)區(qū)的冷水供應(yīng)，還發(fā)揮余熱利用的作用。由于溴化鋰機(jī)組是一種高度集成的大型設(shè)備，涉及工質(zhì)種類較多，制冷失效的原因比較多，問(wèn)題排查難度也比較大。下面對(duì)熱水型溴化鋰機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的失效問(wèn)題進(jìn)行分析，并給出解決措施。

1 溴化鋰機(jī)組真空度問(wèn)題

1.1 真空度不足的判定

吸收式制冷機(jī)只有在高真空狀態(tài)下，才能在蒸發(fā)器內(nèi)形成低壓環(huán)境，從而使冷媒水在低溫(4～5 ℃)的情況下蒸發(fā)，達(dá)到制冷工況的穩(wěn)定運(yùn)行。熱水型溴化鋰機(jī)組不制冷或制冷溫差小，首先應(yīng)考慮真空度問(wèn)題。溴化鋰機(jī)組真空度不足時(shí)，通常的表現(xiàn)是：U形真空表顯示真空度低，發(fā)生器溫度高，冷凝器溫度高，冷劑水溫度高，冷劑液位高，冷卻水溫差小，熱水溫差小，融晶管溫度高，吸收器溶液液位下降，稀溶液泵變頻升高，溶液濃度增大，冷水溫差小?，F(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)溴化鋰機(jī)組制冷效果差時(shí)，應(yīng)進(jìn)行排查，如出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)，基本可以判定是真空度問(wèn)題。

1.2 處理措施

(1)測(cè)試真空泵極限，啟動(dòng)真空泵，關(guān)閉真空水銀U形壓力計(jì)與機(jī)組相連的閥門，打開壓力計(jì)與真空泵相連的閥門，觀察真空泵的極限真空是否達(dá)到933.1 Pa(7 mm汞柱)以上。如果達(dá)不到，應(yīng)確認(rèn)壓力計(jì)是否準(zhǔn)確、壓力計(jì)與真空泵之間閥門閥片是否破損、真空泵內(nèi)缸體是否劃傷，進(jìn)而可采取更換隔膜閥閥片，修復(fù)真空泵的措施進(jìn)行解決。隔膜閥閥片破裂如圖1所示，真空泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 破損的隔膜閥閥片

圖2 真空泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)

(2)在真空泵達(dá)到極限的情況下，啟動(dòng)真空泵,抽真空30 min左右,溴化鋰機(jī)組運(yùn)行效果通常會(huì)有明顯改善。如果運(yùn)行效果沒有改善，則考慮機(jī)組有泄漏問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)做氣泡試驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)，氣泡試驗(yàn)如圖3所示。

操作方法如下。①抽氣作業(yè)30 min(機(jī)組運(yùn)行時(shí));②關(guān)閉氣體鎮(zhèn)流閥，確認(rèn)真空泵油位在油視窗中間位置;③分別對(duì)貯氣室和系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。

判別方法如下。在機(jī)組運(yùn)行情況下，貯氣室有氣泡，說(shuō)明與溶液接觸的地方泄漏；如系統(tǒng)內(nèi)有氣泡，說(shuō)明沒有溶液的地方泄漏。在靜態(tài)(機(jī)組停運(yùn))情況下，貯氣室有氣泡，說(shuō)明與貯氣室相關(guān)聯(lián)的地方泄漏。氣泡連續(xù)形成，說(shuō)明泄漏量比較大；氣泡不連續(xù)，說(shuō)明與溶液接觸處有泄漏或泄漏量較小。

(3)通過(guò)氣泡試驗(yàn)確定機(jī)組存在泄漏問(wèn)題后，須排查具體是哪個(gè)部位出現(xiàn)泄漏。應(yīng)排查真空管路隔膜閥閥片、溶液泵、冷劑泵、視鏡密封處及管路焊縫是否泄漏。可以采取向機(jī)組充氮?dú)庵琳龎?0 kPa左右后，刷肥皂水進(jìn)行排查;也可向機(jī)組內(nèi)充入少量氟利昂，采用氟利昂檢測(cè)儀進(jìn)行排查，或者采用工業(yè)聲學(xué)成像儀進(jìn)行檢測(cè)。排查出漏點(diǎn)后，可通過(guò)更換閥片、焊接管線、更換密封墊、涂抹真空硅脂密封劑等措施消除泄漏。

圖3 氣泡試驗(yàn)示意圖

2 銅管破裂泄漏問(wèn)題

熱水型溴化鋰機(jī)組不制冷或制冷溫差小比較常見的問(wèn)題還有銅管破裂，如脹接口破裂、管壁破裂等(見圖4、圖5)。銅管破裂后熱水、冷卻水、冷水會(huì)漏入機(jī)組內(nèi)部污染溴化鋰，且溴化鋰溶液濃度降低，機(jī)組出現(xiàn)不制冷或制冷溫差小。當(dāng)出現(xiàn)冷劑水液位上升、溶液液位上升、溶液密度低等情況時(shí)，基本可以確定機(jī)組銅管破裂了。這時(shí)須拆檢蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器、發(fā)生器封頭，并充氮?dú)庵琳龎?0 kPa左右后，刷肥皂水進(jìn)行排查；也可向機(jī)組內(nèi)充入少量氟利昂，用氟利昂檢測(cè)儀排查，或采用工業(yè)聲學(xué)成像儀進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步確認(rèn)具體是哪根銅管泄漏。對(duì)泄漏的銅管，采取兩端盲堵的方式，將其隔離出來(lái)；如果有備用銅管也可以拔管、更換脹管。銅管漏點(diǎn)消除后，采取溴化鋰溶液再生提濃的方式恢復(fù)其特性。

3 冷劑水隔板穿孔問(wèn)題

如果熱水型溴化鋰機(jī)組不制冷或制冷溫差小，還有一種比較難發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是冷劑水隔板穿孔。冷劑水隔板穿孔多發(fā)生在冷劑泵進(jìn)口管線穿過(guò)吸收器腔室的隔板處，具體位置見圖6。溴化鋰機(jī)組冷劑水隔板穿孔后，會(huì)出現(xiàn)冷劑水少，稀溶液密度低的情況。

圖4 脹接口破裂的銅管

圖5 管壁破裂的銅管

圖6 冷劑水隔板穿孔位置

可采用如下方法進(jìn)行確認(rèn)：降低稀溶液液位，通過(guò)稀溶液視鏡觀察隔板處有無(wú)冷劑水泄漏。如果確認(rèn)是冷劑水隔板穿孔，則在機(jī)組吸收器側(cè)下方開手孔，對(duì)穿孔位置進(jìn)行焊接、防腐，消除泄漏。

4 熱交換器管束堵塞問(wèn)題

如果熱水型溴化鋰機(jī)組不制冷或制冷溫差小，也有可能是熱交換器管束堵塞導(dǎo)致，這個(gè)問(wèn)題也不易發(fā)現(xiàn)。熱交換器管束堵塞的原因主要是機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)生過(guò)泄漏或內(nèi)部防腐層脫落產(chǎn)生的污垢沉積在熱交換器稀溶液管路內(nèi)(見圖7)。熱交換器管束堵塞后，主要現(xiàn)象是稀溶液液位下降、密度低，同時(shí)伴隨有濃溶液泵線圈溫度高，濃溶液泵進(jìn)口管道閥卡死不易開關(guān)，且拆檢濃溶液泵可發(fā)現(xiàn)溴化鋰結(jié)晶(見圖8)。

圖7 熱交換器堵塞情況

圖8 濃溶液泵內(nèi)的溴化鋰結(jié)晶

熱交換器管束堵塞后，采取如下措施排除故障：采用氣割法將熱交換器兩側(cè)蓋板割開，然后使用高壓水射流清洗疏通管束，再在濃溶液泵出口角閥處加入熱純水溶解濃溶液泵內(nèi)結(jié)晶的溴化鋰。

5 結(jié)語(yǔ)

溴化鋰機(jī)組失效原因是多方面的，在運(yùn)行中建議做好日常檢查以及根據(jù)工況變化及時(shí)對(duì)熱水壓力、冷卻水流量、冷卻水的進(jìn)出水溫度、冷水的進(jìn)出水溫度及熱水三通閥開度等主要參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，這樣不但能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，還可提高設(shè)備的運(yùn)行效率，最終達(dá)到設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的目的。