溴化鋰吸收式制冷機組是以熱能作為動力,以水為制冷劑,溴化鋰溶液為吸收劑,制取高于0oc的冷量,作為空調或生產工藝過程的冷源。溴化鋰吸收式制冷機組由于其本身耗電少、無毒、無污染、無爆炸危險、安全可靠,被譽為無公害的制冷設備。 機組運行和維護中常見的問題:
溴化鋰吸收式制冷機過冬措施 我國大部分地蒸汽式或熱水式溴化鋰制冷機組經常一年之中實際運行僅一一個季度,其余時間大多處于停機狀態。如對停機的制冷機組不采取保養檢查維修措施,則制冷機組的損害程度會增加,輕則其制冷量衰竭加快,重則制冷機組有可能在3—5年內報廢,因此加強溴化鋰吸收式制冷機的冬季保養是十分必要的。
溴化鋰制冷機在使用過一段時間后,常會在冷凝器和吸收器中產生結垢,水系統滋生藻類進而產生粘泥,機組出現嚴重銹蝕等問題,這就需要運用清洗技術對其進行維修保養。
1. 溴化鋰冷水機組水循環系統的化學除垢與清洗
溴化鋰冷水機組有兩路水循環系統:冷媒水系統和冷卻水系統。冷媒水系統一般是密閉循環,水量幾乎沒有損失,所以它存在的主要問題是鐵銹、滋生藻類、產生粘泥影響傳熱等。冷卻水系統除上述問題外,還有冷卻塔的水分蒸發導致無機鹽濃度升高產生結垢的問題。無論是粘泥還是結垢,都增加了換熱銅管熱阻,降低傳熱效率,使得吸收式制冷機組的制冷能力下降。資料表明, 冷卻水污垢系數由0.000086m2K/w 增加到0.000172mzK/W 和0.000344m2K/W時,機組制冷量將衰減11% 和26%左右;冷媒水污垢系數由0.000086m2K/w 增加到0.000172m2K/W時,機組制冷量將下降8%左右;所以應定期對水系統加以清洗和投放化學藥劑。尤其是使用地下水的地區,水的硬度較高,結垢的現象更為突出,有的機組運行數月就會有魚鱗般的垢層產生。需要注意的是,機組冷卻水側和冷媒水側,每年在停機期間應進行認真清洗,對各種過濾網、管道和閥門定期清洗與檢查,以保障良好的供熱效果和循環水量。如果可能,冷卻水側和冷媒水側進口處應設置過濾網,以防止較大的雜物進入機組。在機組清洗完畢后,為防止再次發生結垢現象,需要針對實際水質情況,優選配方,定期投加化學藥劑,提高對溴化鋰吸收式制冷機組的管理水平。
2. 溴化鋰制冷機組的內部化學清洗
溴化鋰溶液在有氧存在的情況下對鋼鐵腐蝕性較強,這也是對溴化鋰制冷機組真空度要求較高的原因之一。此外,機組正常維修要充氮氣隔絕空氣,暴氣維修時間不宜超過6小時,越短越好。由于多方面的原因,一有漏泄,制冷機組內部極易出現腐蝕,產生的銹渣又可能堵塞濾網和噴嘴。所以需要采取化學清洗方法,對制冷機組內部進行清洗維護。
3. 溴化鋰溶液的再生處理
溴化鋰溶液的pH值、酸堿值和鉻酸鋰緩蝕劑的濃度應在維護中做定期檢測。當溴化鋰制冷機組經過長期運行,溶液內容易生成大量的沉淀物和鉻合物,降低機組的制冷效率,減少制冷機組的制冷量。故有必要對溴化鋰溶液進行再生處理,以提高制冷量,降低設備故障率和延長機組使用壽命。溴化鋰溶液的再生方法有以下幾種 L5J:① 將溶液從機組中抽出,置于大型容器中,經沉淀吸取容器上部的清液,拋棄沉在底部的殘液,達到清除沉淀物之目的(但溶液長時間暴露于大氣環境中);
使用過濾網對溶液進行過濾(但溶液長時間暴露于大氣環境中);
制冷系統內安裝再生裝置,使污濁的溴化鋰溶液可在制冷系統內真空條件下進行再生處理,并充分發揮制冷系統中原有設備的功能,使用方便,省時有效,可隨時再生溶液,清除沉淀物,保證溶液通暢循環。
在對溴化鋰制冷機組進行內部化學清洗和再生處理操作中,應注意如下幾點: 各屏蔽泵及濾網應在酸洗過程結束后進行水洗的過程中拆開清洗,去掉濾網上的雜質;
采用鈍化水而不是磷化主要是考慮到機組內不僅有鐵質材料還有銅質材料,鈍化液充注量應比機組正常充液多一些;
化學藥劑對環境有一定的污染,能回收的應盡量回收,需排放的應作好排污工作;
使用化學藥劑,在操作過程中應注意安全,采取必要的防護措施,由專職人員操作。
4. 傳熱管破裂的處理
蒸發器傳熱管在制冷機組運行過程中常會出現凍裂,這是當系統的冷媒水斷水后,操作人員未能及時發現,制冷機繼續運轉,使得積存在蒸發器傳熱管內的冷媒水溫度不斷下降,直至結冰而使管子,凍裂。制冷系統的傳熱管發生凍裂,輕微時可能是一根或數根,嚴重時則可出現數十根或數百根同時凍裂,造成較大的經濟損失,應在機組運行時特別注意。避免傳熱管凍裂的根本措施是加強運轉管理,運轉期間機房值班人員應時常觀察各有關運轉參數的變化情況,一旦出現異樣征兆,例如由于冷媒水斷水而出現系統保護裝置動作、報警電鈴響等情況,立即關閉供熱。當傳熱管出現破裂時,由于冷媒水已灌人機內,溴化鋰溶液的濃度急劇下降,同時,制冷機真空度下降,制冷能力消失。因此如發生傳熱管破裂的事故,一般應請專業制造廠或維修部門進行專業修復。
但在修復前,必須主動采取隔絕空氣漏人機內的措施,將泄漏部位與環境空氣相通處封死。
5. 真空度的保持
溴化鋰吸收式制冷機是在高真空度下工作的,蒸發器、吸收器中的絕對壓力只有幾毫米汞柱,外部空氣極易泄人,在運行過程中不可避免產生不凝性氣體。即使數量極微也會極大地損害機組的性能,在1臺制冷量為2267.85 kW的機組中加入3O克氮氣(G =9.5%)后,制冷量減少一半,僅有1163 kW;而且隨著不凝氣體的增加,機組的性能將被完全破壞,無法正常運行。因此,真空度是衡量制冷機性能的重要參數。要想機組正常運行,首先必須保證機組真空度,無論是運行還是停機保養,真空度應視為機組的生命線,定人定機進行檢查。一臺合格的優良的制冷機要求達到30Pa的絕對壓力,24小時壓力回升不超過20Pa。如果達不到,就必須檢查。如果充氮保養也要求N2的純度。只有這樣,才能減緩機組腐蝕和制冷性能下降?! ?/p>
(7)不凝性氣體對機組性能的影響
不凝性氣體是指在制冷機的工作溫度、壓力范圍內不會冷凝、也不會被溴化鋰溶液所吸收的氣體。不凝性氣體的存在增加了溶液表面的分壓力,使冷劑蒸氣通過液膜被吸收時的阻力增加,傳質系數關系小,吸收效果降低。另外,倘若不凝性氣體停滯在傳熱管表面,會引成熱阻力,影響傳熱效果。它們均導致制冷量下降?! ∮蓤D10可以看出,若機組中加入 ,就會使機組的制冷量由原來的2267.4kw降為1162.8kw,幾乎下降50%?! √岣咪寤囄帐街评錂C性能的途徑 由上面分析可知,溴化鋰吸收式制冷機的性能不僅與外界參數有關,而且與機組的溶液循環量、不凝性氣體含量及污垢熱阻有關。此外,機組的性能還與溶液中是否添加能量增強劑,熱交換器管簇的布置方式等因素有關。我們可望通過下列途徑來提高機組的性能?! ?1)及時抽除不凝性氣體 由于溴化鋰吸收式制冷機是處于真空中運行的,蒸發器和吸收器中的絕對壓力極低,故外界空氣很容易漏入,即使少量的不凝性氣體也會明顯地降低機組的制冷量。如果不凝性氣體積聚到一定的數量,就能破壞機組的正常工作狀況。因而及時抽除機組內的不凝性氣體是提高溴化鋰吸收式制冷機性能的根本措施?! 榱思皶r抽除漏入系統的空氣,以及系統內因腐蝕產生的不凝性氣體(氫),機組中備有一套抽氣裝置。圖11表示一套常用的抽氣系統。不凝性氣體分別由冷凝器上部和吸收器溶液上部抽出。由于抽出的不凝性氣體中仍含有一定數量的冷劑水蒸氣,若將它直接排走,不僅會降低真空泵的抽氣能力,而且會使機組內冷劑水量減少。同時,冷劑水和真空泵油接觸后會使真空泵油乳化,使油的粘度降低、惡化甚至喪失抽氣能力。因此,應將抽出的冷劑水蒸氣回收。為此,在抽氣裝置中設有水氣分離器,讓抽出的不凝性氣體進入水氣分離器,在分離器內,用來自吸收器泵的中間溶液噴淋,吸收不凝氣體中的冷劑水蒸氣,吸收了水蒸氣的稀溶液由分離器底部返回吸收器,吸收過程中放出的熱量由在管內流動的冷劑水帶走,末被吸收的不凝性氣體從分離器頂部排出,經阻油室進入真空泵,壓力升高后排至大氣。阻油室內設有阻油板,防止真空泵停止運行時大氣壓力將真空泵油壓入制冷機系統?! D12示出另一種抽氣裝置,它屬于自動抽氣裝置類型。自動抽氣裝置雖有多種形式,但其基本原理都是利用溶液泵排出的高壓流體作為抽氣動力,通過引射器引射不凝性氣體,然后不凝性氣體隨同溶液一起進入儲氣室(又稱氣液分離器),在儲氣室內部,不凝性氣體與溶液分離后上升至頂部,溶液由儲氣室返回吸收器。當不凝性氣體積聚到一定數量時,關閉回流閥,依靠泵的壓力將不凝性氣體壓縮到大氣壓力以上,然后打開放氣閥,將不凝性氣體排至大氣?! ∽詣映闅庋b置的抽氣效率較低,抽氣量也很小,因此在機組中仍需設置如圖12所示的機械真空泵抽氣系統,以便在機組開始投入運行前或機組內積存較多的不凝性氣體時使用?! ?2)調節溶液的循環量 機組運行時,如果進入發生器的稀溶液量調節不當,可導致機組性能下降。發生器熱負荷一定時,如果循環量過大,一方面使溶液的濃度差減小,產生的冷劑蒸氣量減少;另一方面,進入吸收器的濃溶液量增大,吸收液溫度升高,影響吸收效果。兩者均使機組的制冷量下降,熱力系數降低。如果循環量過小,機組處于部分負荷下運行,制冷能力得不到充分發揮,而且由于循環量過小,溶液的濃度差增大,濃溶液濃度過高,有結晶的危險。因此,機組運行時,應適當地調節溶液的循環量,以期獲得最佳的制冷效果?! ∪芤貉h量的調節可通過三通閥來完成。它將部分稀溶液旁通到由發生器返回到溶液熱交換器的濃溶液管路中,直接流回吸收器,達到調節稀溶液環量的目的?! ?3)強化傳熱與傳質過程 溴化鋰吸收式制冷機基本上是一些熱交換器的組合體,它的工作過程實質上是由傳熱和傳質過程組成的,因此強化傳熱和傳質過程將使機組的性能有所改善?! 、偬砑幽芰吭鰪妱?在溴化鋰吸收式制冷機循環系統中往往添加一種名叫辛醇的能量增強劑,它可使傳熱和傳質過程都得到強化?! ⌒链际且环N表面活性劑,它能減少溴化鋰溶液的表面張力,從而增加溶液與水蒸氣的結合能力。此外,還能降低溴化鋰水溶液的分壓力,從而增加吸收推動力,使傳質過程得到增強?! °~管表面幾乎完全被辛醇浸潤,在管表面形成一層液膜,而水蒸氣與液膜幾乎不溶,因而在辛醇液膜上呈珠狀凝結,放熱系數大大增強,強化了傳熱效果?! 嶒灡砻?,辛醇的添加量約為溴化鋰溶液量的0.1%~0.3%,添加辛醇后制冷量可提高10%~20%?! ⌒链嫉拿芏燃s為0.83kg/l,基本上不溶于溴化鋰水溶液,因此隨著機組的運行,辛醇會不斷地積聚在蒸發器和吸收器液面上,逐漸喪失提高機組制冷量的作用。因此必須定期地將蒸發器水盤中的冷劑水旁通到吸收器中,使辛醇聚層和溶液充分混合,然后循環使用?! 、跍p少冷劑蒸氣的流動阻力 減少冷劑蒸氣的流動阻力可增強吸收推動力,強化傳熱和傳質過程。通常采用的措施是改進擋液板結構型式,增大流通截面;布置蒸發器和吸收器管簇時留有氣道,減少管簇部的流動阻力;吸收器采用熱、質交換分開進行的結構形式等?! 、厶岣邠Q熱器管內工作介質的流速 對于冷卻水和冷媒水,流速一般取1.5~3.0m/s,加熱蒸氣的流速為15~30m/s,溶液的流速一般高于0.3m/s?! 、軅鳠峁鼙砻孢M行脫脂和防腐蝕處理?! 、莞倪M噴嘴結構,改善噴淋溶液的霧化情況?! 、尢岣呃鋮s水和冷媒水的水質,減少污垢熱阻?! 、卟捎脧娀瘋鳠峁?例如采用鋸齒形低肋管和多孔性鍍層金屬管等,提高傳熱效果?! 、嗪侠淼卣{節噴淋密度 在溴化鋰吸收式制冷機中,因蒸發器冷劑水的蒸發壓力很低,為克服靜液柱高度對蒸發過程的影響,通常將蒸發器做成噴淋的型式。合理地調節噴淋密度,可以得到最佳的經濟效果。如果噴淋密度過小,有可能使部分蒸發器管簇外表面沒有淋濕,影響制冷效果;但如果噴淋密度過大,管子表面的液膜增厚,冷劑水的蒸發受影響,阻力損失增大,吸收推動力減少,影響吸收效果,同時液膜形成熱阻,影響外層冷劑水與管內冷媒水的熱交換,同樣也影響制冷效果。吸收器中的噴淋密度也應作適當調節。盡管噴淋量增大時在一定范圍內對傳熱傳質有利,但同樣也存在著液膜增厚的問題,它將增加傳熱和傳質的阻力,影響吸收效果。另外,隨噴淋量的增大,溶液泵和蒸發器泵的功率消耗也增大,這也是值得注意的問題?! ?4)采取適的防腐措施 由于溴化鋰溶液對一般金屬有強烈的腐蝕作用,特別是有空氣存在的情況下腐蝕更為嚴重,因腐蝕而產生的不凝性氣體又進一步降低了機組的制冷量,因此除了嚴格防止空氣的漏入并加設抽氣裝置外,還必須采取適當的防腐措施?! ∽畛跞藗儾捎冒嘿F的耐腐蝕材料,如不銹鋼等,結果使裝置的成本過高,推廣受到限制。后來大量的試驗研究和運行實踐表明,在溴化鋰溶液中加入0.1~0.3(按質量計)的鉻酸鋰作為緩蝕劑,同時加入適量的氫氧化鋰,使溶液呈弱堿性(pH=9.5~10.5),可以有效地延緩溴化鋰溶液對金屬的腐蝕作用。這是因為鉻酸鋰能在金屬表面形成一層保護膜,使之不能與氧直接接觸,達到了防腐蝕的目的。