溴化鋰吸收式制冷機泄漏故障的分析與維修

覃昌勇

（寶武集團廣東韶鋼松山股份有限公司煉鐵廠，廣東 韶關 512123）

韶鋼焦化廠2×55孔JNK43-02F型焦爐煤氣凈化回收系統(tǒng)于2003年11月投產，其系統(tǒng)低溫水由三臺江蘇雙良蒸汽雙效型溴化鋰吸收式制冷機組供給，機組型號為：SXZ6-233（23/16）M2，單臺制冷量為2330kW。此三臺機組在連續(xù)運行9年之后，于2012年先后出現(xiàn)因機組泄漏，真空度下降較快而頻繁跳停的故障，嚴重影響到我廠4.3m焦爐煤氣凈化回收系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此在2012～2013年，我廠先后對三臺溴化鋰吸收式制冷機組進行了全面査漏和維修處理，經過維修，三臺機組滿足了焦爐煤氣凈化回收系統(tǒng)對低溫水的供應量要求，取得了良好的效果。

1 泄漏的危害

1.1 真空度下降引起機組故障跳停

溴化鋰吸收式制冷機是一種必須保持高度真空狀態(tài)才能進行穩(wěn)定工作的制冷設備。真空度是溴化鋰制冷機組的“第一生命”，只有能使吸收式制冷機保持在高真空的狀態(tài)下，才能在蒸發(fā)器內形成低壓環(huán)境，從而使冷媒水在低溫(4～5℃)的情況下蒸發(fā)，達到制冷工況的穩(wěn)定運行。而假如有空氣存在，那么，空氣分壓力會使得機組內壓力上升，冷媒蒸發(fā)溫度就會升高，造成所需要的冷水溫度和制冷能力無法得到，降低了機組的制冷效率，甚至造成機組故障停機。

1.2 加速機組內部材料腐蝕

溴化鋰吸收式制冷機的主要材料是鋼與銅材，而溴化鋰是一種鹽類，具有腐蝕性。假如機組內有空氣存在，就會由于空氣中的氧氣而使得金屬材料表面加速氧化，發(fā)生腐蝕，不僅污染了機組內部的冷媒水和溴化鋰溶液，而且造成機組穿漏，嚴重影響機組的正常運行和壽命。

2 常見泄漏故障的分析

2.1 密封件腐蝕老化泄漏

溴化鋰吸收式制冷機組外部與空氣接觸的帶密封部件的設備，由于密封件多為橡膠類制品，長年使用腐蝕老化，造成密封不嚴吸入空氣，為保持較高的真空度真空泵需要頻繁啟動，機組運行不穩(wěn)定且效率低下。例如，真空閥的柱塞密封O型圈、隔膜閥膜片、屏蔽泵密封面密封用O型圈、各儀器儀表的密封墊等與機組內部接觸的密封件腐蝕老化的泄露。

2.2 殼體焊縫泄漏

機組殼體焊縫部位的泄漏，尤其是高壓發(fā)生器、高溫熱交換器、凝水換熱器及其連接管道，多年使用后出現(xiàn)腐蝕沙眼或者疲勞微裂紋造成外部泄漏吸入空氣進機組內部。

2.3 屏蔽泵殼體磨穿泄漏

溴化鋰溶液多年使用后性狀惡化，溶液顏色為咖啡色，溶液中鉻酸鋰消耗很快，取樣靜置后出現(xiàn)大量腐蝕機械沉淀物，此類沉淀物極易進入屏蔽泵支撐軸套和電機轉子內，造成轉子與內殼體的磨損穿孔，導致空氣被經過屏蔽泵接線盒和繞組縫隙吸入機組內部，造成極其隱秘的泄露。

2.4 換熱銅管穿孔泄漏

機組各換熱器銅管的穿漏，此問題尤為突出，我廠三臺機組出現(xiàn)的此類泄露問題最多，處理維修也最為困難。其中高溫熱交換器、凝結水換熱器和高壓發(fā)生器的銅管穿漏故障最多。

（1）高溫熱交換器銅管的穿漏。高溫熱交換器是高壓發(fā)生器排出的高溫（約130～160℃）中間濃度溴化鋰溶液與低溫（約50～70℃）稀溶液換熱的設備。換熱銅管為工業(yè)用紫銅管，在高溫溴化鋰溶液的腐蝕性和換熱銅管內外的溫差熱應力作用下，容易發(fā)生破裂和穿漏，是一種典型的機組內部泄露，造成高壓發(fā)生器的液位連續(xù)波動和變頻器的頻率跳變，機組自動控制困難。

（2）凝結水換熱器銅管的穿漏。凝結水換熱器是蒸汽凝結水與低溫稀溶液的換熱設備。換熱銅管為工業(yè)用紫銅管，在蒸汽及凝結水的沖刷和溴化鋰溶液腐蝕的作用下，造成銅管破裂穿漏，以至于吸入凝結水和外部空氣的泄漏。

（3）高壓發(fā)生器銅管的穿漏。高壓發(fā)生器是圓柱形列管式換熱器，在筒體的頂部設有汽罩，以收集蒸發(fā)出來的冷劑蒸汽，并通過管道送往低壓發(fā)生器的管程。因高壓發(fā)生器內的加熱蒸汽壓力和溫度波動較大，工作蒸汽壓力為0.3～0.6Mpa，溫度為155～175℃,溶液受蒸汽間接加熱沸騰非常劇烈。換熱銅管和殼體之間因受熱變形不一致而引起的熱應力問題也就較嚴重，此高壓發(fā)生器兩端管板均采用了固定設計無法浮動，造成銅管伸長變形。在銅管內蒸汽的高速沖刷和溶液的劇烈沸騰作用下，造成銅管劇烈振動，與銅管支撐板沖擊摩擦，造成支撐孔處磨損減薄穿孔泄漏。

3 泄漏故障的維修

泄漏故障的維修首先需要對機組查漏，查漏分為正壓查漏和負壓查漏。正壓查漏就是通過機組加壓閥門向機組內充氮氣至0.1Mpa，然后對可能存在泄露的點用肥皂泡水噴灑查漏，此方法需要先充氮氣，再查漏，然后再開啟真空泵抽真空至合格后開機運行，整個過程需要1～2天，對生產的影響較大；負壓查漏可以在保持機組較高真空度的情況下進行，對于可能泄漏的部位，利用塑料薄膜袋將可能泄漏的部位進行嚴密包扎，觀察薄膜袋是否被吸癟來判斷泄漏情況。負壓查漏方便快捷，耗時較短，在查漏時往往被首先使用。

3.1 密封件泄漏的維修

對于密封件的泄漏，可以優(yōu)先采取負壓查漏的方法確定泄漏點，然后更換密封件，更換好后再用負壓查漏的方法確認密封件的氣密性是否良好。特別之處，類似屏蔽泵等位于機組最底部，在拆卸更換時，需要將機組內部的溶液全部排到專用容器內方可檢修。對于比較細微的泄漏，還需要使用正壓查漏的方法進行查漏。

3.2 殼體焊縫泄漏的維修

（1）對于機組殼體焊縫的泄漏，首先目測查找泄露痕跡，若肉眼無法觀測到，就需要使用正壓查漏的方法進行查找。（2）對于泄漏點，首先用砂輪機打磨光亮。（3）將機組內部壓力調節(jié)至與外部大氣壓力基本平衡，保證焊接時不會因氣壓差泄漏形成氣泡沙眼。（4）用手工電弧焊進行2～3遍的焊接，保證焊縫質量無外觀缺陷。（5）正壓查漏檢驗焊接質量。

3.3 屏蔽泵殼體磨穿泄漏的維修

（1）通過機組加壓閥門向機組內充氮氣至0.1Mpa。（2）此時拆開屏蔽泵的接線盒可以發(fā)現(xiàn)有溶液流出。（3）通過機組最低的排液閥門將溶液全部壓至專用貯液罐。（4）將機組內氮氣排空，拆卸舊屏蔽泵。（5）安裝新屏蔽泵并向機組內充氮氣至0.1Mpa查漏，確保安裝密封面無泄漏。

3.4 換熱銅管穿孔泄漏的維修

（1）高溫熱交換器銅管的穿漏維修。對于高溫熱交換器的穿漏，由于整體封閉，只能采取整體切割更換的方式進行。①將機組內的溶液全部壓至專用貯液罐，并通過拆開排液絲堵排盡高溫換熱器內的剩余溶液。②用氧氣乙炔焰切割高、低溫溶液進出口管道。③拆卸掉已切割的換熱器，吊裝對位新的高溫熱交換器。④余下焊接和查漏步驟按殼體焊縫泄露的維修步驟進行。（2）凝水換熱器銅管的穿漏維修。維修步驟同高溫熱交換器的穿漏維修。（3）高壓發(fā)生器銅管穿漏的維修。高壓發(fā)生器銅管的現(xiàn)場查漏及更換。揭開高壓發(fā)生器兩端的封頭，利用適合銅管的圓臺型橡膠塞塞住銅管的一端，然后，在銅管的另一端利用負壓查漏原理進行查漏，可以將肥皂泡水按順序均勻地刷在銅管口，若肥皂泡沫被吸入銅管內，則說明銅管已穿漏，而且吸入的速度反映了穿漏的程度。對于高壓發(fā)生器銅管少量的穿漏，在不影響系統(tǒng)低溫水供給量的情況下，可以使用合適的圓臺型碳鋼金屬塞將泄漏銅管的兩端塞緊后繼續(xù)開機使用，此方法只能作為有條件的應急使用。對于高壓發(fā)生器銅管的大量穿漏，只能采用更換全部銅管的方式解決。更換步驟如下：①使用手用麻花鉆將高壓發(fā)生器的一端管板內的銅管脹接段全部鉆除；②使用專用拔管器在另一端將舊銅管逐一拔出；③將所有舊銅管拔出后，必須仔細清洗管板脹接孔，尤其是要清除脹管槽內的油污和雜質；④將量尺定做的帶外翅片的鐵百合金銅管逐根裝入，并使用專用的定力矩脹管機將銅管兩端逐一脹緊；⑤采用正壓檢漏的方法檢查銅管脹管口的氣密性，對于泄漏的銅管需要重新脹接直至泄漏現(xiàn)象完全消除；⑥抽真空后開機運行。

4 結語

通過對高齡溴化鋰吸收式制冷機組的全面查漏和維修處理，總結了溴化鋰制冷機組常見的泄漏故障和維修處理方法，為該型機組的泄漏故障維修提供了借鑒的經驗。