耿東喜

摘 要：自九十年代中后期開始，越來(lái)越多的溴化鋰直燃機(jī)走進(jìn)了各個(gè)單位的空調(diào)機(jī)房。其集冷水、溫水、衛(wèi)生熱水等功能于一身，省去了供熱站、鍋爐房的建設(shè)。我單位于1999年開始安裝使用了三臺(tái)遠(yuǎn)大公司生產(chǎn)的遠(yuǎn)大Ⅶ溴化鋰直燃機(jī)。該機(jī)器具有自動(dòng)化程度高，功能全，操作簡(jiǎn)便，可以遠(yuǎn)程操作等優(yōu)點(diǎn)。隨著對(duì)溴化鋰直燃機(jī)組的不斷了解及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的累積，我們發(fā)現(xiàn)：在溴化鋰制冷機(jī)組中，溴化鋰-水溶液是其中重要的組成部分。就像血液是人體的重要組成部分一樣。溴化鋰制冷機(jī)組出現(xiàn)的大部分故障都與溴化鋰-水溶液有著直接或者間接的關(guān)系。本文從溴化鋰-水溶液的性質(zhì)，溴化鋰制冷機(jī)組的工作原理入手，重點(diǎn)分析了溴化鋰-水溶液對(duì)機(jī)組真空的影響及相應(yīng)的解決辦法，以及造成機(jī)組出現(xiàn)結(jié)晶故障的幾條原因及相應(yīng)的解決辦法，造成冷劑水污染的原因及處理辦法。

關(guān)鍵詞：溴化鋰-水溶液；結(jié)晶；冷劑水污染；溶液再生處理

中圖分類號(hào)：TB657 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、溴化鋰直燃機(jī)組的的工作原理

1 溴化鋰-水溶液的性質(zhì)

溴化鋰-水溶液是由溴化鋰固體溶于水而得，常壓下溴化鋰固體的沸點(diǎn)是1265度，水的沸點(diǎn)是100度，二者相差很大，因此溴化鋰溶液沸騰時(shí)產(chǎn)生的蒸汽基本上沒有溴化鋰，只有水蒸氣。溴化鋰溶液是一種無(wú)色無(wú)毒的液體，具有強(qiáng)烈的腐蝕性和吸收性，因此通常情況下都是密封保存的。

2 溴化鋰吸收式直燃機(jī)組的工作原理

機(jī)組由高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、吸收器、蒸發(fā)器、冷凝器、低溫?zé)峤粨Q器、高溫?zé)峤粨Q器等主要部件組成。稀溶液經(jīng)發(fā)生泵后分兩路，一路經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器到高壓發(fā)生器由燃燒機(jī)加熱分離成高溫蒸汽和濃溶液，高溫蒸汽首先進(jìn)入低壓發(fā)生器，加熱其中的稀溶液，同時(shí)自身降溫后進(jìn)入冷凝器，冷凝成冷劑水后進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行噴淋。高壓發(fā)生器中的濃溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器后進(jìn)入吸收器，經(jīng)吸收泵進(jìn)行噴淋吸收蒸發(fā)器中的冷劑水蒸汽成為稀溶液后再次循環(huán)，如此往復(fù)。另一路稀溶液經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器進(jìn)入低壓發(fā)生器，經(jīng)高壓發(fā)生器中來(lái)的高溫蒸汽加熱后分離成蒸汽和濃溶液后，蒸汽進(jìn)入冷凝器，濃溶液經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器進(jìn)入吸收器后進(jìn)行噴淋，吸收蒸發(fā)器中的冷劑水蒸汽成為稀溶液后再次循環(huán)。以上過(guò)程全部在真空狀態(tài)下進(jìn)行，蒸發(fā)器中的最低壓甚至可以達(dá)到6mmHg，再此環(huán)境下水的蒸發(fā)溫度只有4度，而溴化鋰溶液具有強(qiáng)烈的吸收性，可以吸收周圍的冷劑水蒸汽，從而維持一個(gè)低壓的環(huán)境，溴化鋰吸收式直燃機(jī)組的制冷就是利用這個(gè)原理實(shí)現(xiàn)的。

二、溴化鋰-水溶液對(duì)溴化鋰直燃機(jī)組的影響

1 溴化鋰-水溶液對(duì)機(jī)組真空的影響

通過(guò)溴化鋰直燃機(jī)組的工作原理我們知道機(jī)組的工作是在真空狀態(tài)下進(jìn)行的。不凝性氣體是指溴化鋰吸收式機(jī)組工作時(shí)，既不被冷凝，也無(wú)法被溴化鋰溶液所吸收的氣體。外部泄入機(jī)組的空氣（O2 、N2 等）及內(nèi)部因腐蝕而產(chǎn)生的氣體，均屬不凝性氣體。由于溴化鋰吸收式機(jī)組是在高真空下工作的。蒸發(fā)器、吸收器中的絕對(duì)工作壓力僅幾百帕，外部空氣極易漏入，即使制造完好的機(jī)組，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的不斷增加及自身構(gòu)造方面的原因（機(jī)組難免會(huì)有調(diào)節(jié)閥，視鏡等必要的部件），也難免保證機(jī)組的絕對(duì)氣密性。因此，機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，溴化鋰-水溶液總會(huì)腐蝕鋼板、銅等金屬材料生成氫氣氣體。這類不凝性氣體即使數(shù)量極微，對(duì)機(jī)組的性能也將產(chǎn)生極大的影響。專家曾作過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，再一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)制冷量為2267kW的冷水機(jī)組中，加入30g氮?dú)夂螅评淞拷禐?162kW，幾乎減少了一半。隨著不凝性氣體的聚集，將出現(xiàn)制冷量降低，結(jié)晶，甚至機(jī)組無(wú)法正常運(yùn)行等現(xiàn)象。

既然溴化鋰-水溶液對(duì)鋼板、銅管等金屬材料的腐蝕是不能完全避免的，那么如何能最大限度的減輕溴化鋰-水溶液對(duì)鋼板、銅管等金屬材料的腐蝕？在吸收式制冷機(jī)用的溴化鋰溶液添加緩蝕劑鉻酸鋰（或鉬酸鋰）。鉻酸鋰之所以能抑制腐蝕的產(chǎn)生，是因?yàn)殂t酸鋰在溶液中與銅和鐵反應(yīng)生產(chǎn)物中，四氧化三鐵、氫氧化鉻、氧化鉻是鐵的保護(hù)膜，氧化銅、氫氧化鉻是銅的保護(hù)膜。它們能使溶液與深層金屬隔離，從而減緩溶液對(duì)機(jī)組的腐蝕，也就減少了不凝性氣體的產(chǎn)生。

機(jī)組運(yùn)行初期，鉻酸鋰的消耗會(huì)比較大，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，鉻酸鋰慢慢的趨于穩(wěn)定，金屬表面形成保護(hù)膜，達(dá)到防止腐蝕的目的。因此加入緩蝕劑后應(yīng)定期對(duì)溶液進(jìn)行檢驗(yàn)和調(diào)整，以保證鉻酸鋰不少于1%。

2 溴化鋰-水溶液的結(jié)晶問(wèn)題

在前面我們說(shuō)了溴化鋰的性質(zhì)，溴化鋰是一種無(wú)機(jī)鹽，它在一定的溫度下有一定的溶解度，溫度越高，溶解度越高，一定濃度的溶液在溫度降低到結(jié)晶溫度時(shí)會(huì)析出溴化鋰晶體，輕微的結(jié)晶會(huì)被流動(dòng)的溶液帶走，不會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行。當(dāng)這種現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，大量的溴化鋰晶體就會(huì)阻塞流通路徑（如：管道、熱交換器部分），致使溴化鋰溶液不能正常循環(huán)流動(dòng)，制冷機(jī)也就無(wú)法正常運(yùn)行。

導(dǎo)致結(jié)晶有很多原因：

（1）機(jī)組局部泄漏或機(jī)內(nèi)有大量不凝性氣體存在，致使蒸發(fā)器、吸收器內(nèi)的壓力迅速上升，達(dá)到幾百Pa，甚至幾千Pa，而機(jī)組的正常壓力只有幾十Pa，過(guò)高的蒸發(fā)壓力將影響制冷劑的蒸發(fā)，使機(jī)組制冷效果下降。同時(shí)處于吸收器內(nèi)的吸收溶液不能充分吸收冷劑蒸汽，在沒有得到充分稀釋的情況下即被送往高低壓發(fā)生器，進(jìn)入發(fā)生過(guò)程，這種溶液被進(jìn)一步濃縮，經(jīng)熱交換器進(jìn)入吸收器。由于濃溶液流經(jīng)熱交換器時(shí)的溫度、濃度不同，有可能在熱交換器濃溶液出口段、熱交換器內(nèi)、熱交換器濃溶液入口段中某一個(gè)部位，由于濃溶液溫度降至析晶點(diǎn)而析出晶體，晶體若得到不斷生長(zhǎng)，則會(huì)引發(fā)結(jié)晶故障。

（2）冷卻水溫度過(guò)低或流量過(guò)大

溴化鋰溶液在吸收水蒸汽而自動(dòng)稀釋過(guò)程中放出熱量，冷劑蒸汽冷凝為低溫冷劑水放出熱量。這兩個(gè)部分的熱量均由流經(jīng)吸收器的冷卻水帶走，如果冷卻水溫度過(guò)低或流量過(guò)大，可能使其中的溶液溫度降得過(guò)低而至析晶點(diǎn)。因此，冷卻水的溫度一般控制在26℃以上，最低不能低于24℃。

（3）機(jī)組負(fù)荷過(guò)小

在某種特殊情況下，如：冷媒水泵、風(fēng)機(jī)盤管等空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)突發(fā)性機(jī)械故障或由于供冷環(huán)境因素使制冷機(jī)的冷量不能及時(shí)傳送出去，均可視為制冷機(jī)負(fù)荷過(guò)小。在這種情況下，制冷機(jī)的制冷量大于冷媒水所帶走的冷量，必將使蒸發(fā)溫度不斷降低，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致冷媒水在銅管內(nèi)結(jié)冰而發(fā)生故障，也可因蒸汽溫度太低而導(dǎo)致稀溶液溫度降低，在熱交換器內(nèi)使?jié)馊芤簻囟冉档轿鼍c(diǎn)，而發(fā)生結(jié)晶故障。我單位就曾經(jīng)因此出現(xiàn)過(guò)結(jié)晶事故。當(dāng)時(shí)，大樓處于改造施工階段，其中一個(gè)區(qū)（大樓共分四個(gè)區(qū)）改造完畢提前投入使用，當(dāng)時(shí)的調(diào)試工程師在時(shí)間緊迫的情況下，開機(jī)運(yùn)行。由于負(fù)荷比較小，運(yùn)行一段時(shí)間后，水溫就下來(lái)了，導(dǎo)致稀溶液溫度也偏低。調(diào)試工程師沒有及時(shí)調(diào)整溶液循環(huán)量，再加上我們的機(jī)組的熱交換器從原來(lái)的管式熱交換器改為了換熱效果更好的板式熱交換器，一連串的因素導(dǎo)致高溫?zé)峤粨Q器的出口出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)晶現(xiàn)象。還好調(diào)試工程師經(jīng)驗(yàn)比較豐富，在確認(rèn)了結(jié)晶部位后采用邊加熱邊敲打的方法，同時(shí)向系統(tǒng)中加入大量的純凈水以稀釋溶液的濃度，最終解決了結(jié)晶問(wèn)題。

（4）冷劑水污染

溴化鋰制冷機(jī)的吸收器、蒸發(fā)器內(nèi)的冷劑水在一般情況下是在高低壓發(fā)生器內(nèi)從其溶液中蒸發(fā)出的純凈水蒸汽經(jīng)冷凝而成的。但在某些特殊情況下，比如：高低壓發(fā)生器內(nèi)的溶液循環(huán)量過(guò)大、蒸汽壓力波動(dòng)劇烈、機(jī)內(nèi)不凝性氣體大量存在等使高低壓發(fā)生器內(nèi)的液位有可能提高，以至直接進(jìn)入凝結(jié)水盤，流入蒸發(fā)器內(nèi)參與噴淋，因溴化鋰分子本身并不能蒸發(fā)（它的蒸發(fā)溫度是1265℃），所以將直接進(jìn)入冷劑水囊，參與再循環(huán)。由于冷劑水中含有溴化鋰分子使冷劑水的蒸發(fā)溫度顯著升高，蒸發(fā)量也明顯減少。稀溶液濃度升高，進(jìn)入高低壓發(fā)生器后溶液又進(jìn)一步被濃縮，則極易誘發(fā)結(jié)晶故障。因此，發(fā)現(xiàn)冷劑水污染，應(yīng)立即打開冷劑水旁通閥，將冷劑水旁通到吸收器中，直到冷劑水變得純凈后關(guān)閉旁通閥。

（5）停機(jī)時(shí)結(jié)晶

以上講的都是在機(jī)器運(yùn)行當(dāng)中結(jié)晶，但有時(shí)停機(jī)后也會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶故障，導(dǎo)致下次不能正常開機(jī)。

主要原因有：停機(jī)時(shí)稀釋時(shí)間太短，冷劑水未旁通徹底，機(jī)內(nèi)的稀溶液和濃溶液混合均勻，使整機(jī)溫度降了下來(lái)。所以應(yīng)將水囊中的冷劑水旁通干凈，否則溶液濃度過(guò)高，此時(shí)關(guān)閉溶液泵則滯留在高低溫?zé)峤粨Q器內(nèi)的濃溶液會(huì)隨機(jī)組溫度的逐漸降低而達(dá)到析晶點(diǎn)發(fā)生結(jié)晶。

了解了結(jié)晶發(fā)生的原因，只要采取有針對(duì)性的措施，再加上機(jī)組自身的一些融晶及自動(dòng)保護(hù)措施，就可以減少結(jié)晶發(fā)生的可能。

3 溴化鋰-水溶液對(duì)冷劑水的污染問(wèn)題

發(fā)生污染的原因前面已經(jīng)講過(guò)，不再重復(fù)。發(fā)生污染的直接后果就是機(jī)組的制冷量嚴(yán)重下降，甚至造成結(jié)晶的嚴(yán)重后果。因此在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，一定要加強(qiáng)巡視并注意觀察冷劑水的狀況，發(fā)現(xiàn)有被污染的現(xiàn)象，立即將冷劑水旁通閥打開將冷劑水旁通至吸收器。同時(shí)根據(jù)造成冷劑水污染的原因進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

三、溴化鋰-水溶液的維護(hù)與再生

根據(jù)對(duì)溴化鋰-水溶液的檢測(cè)結(jié)果，定期對(duì)溶液進(jìn)行再生處理。具體操作一般由廠家指派專業(yè)人員進(jìn)行。由于我單位對(duì)溶液非常重視，每年進(jìn)行抽樣檢測(cè)，因此自機(jī)器安裝使用至今，還未對(duì)溶液進(jìn)行過(guò)再生處理。

結(jié)語(yǔ)

雖然溴化鋰-水溶液對(duì)機(jī)組的重要性就像血液對(duì)人體一樣重要，只要有針對(duì)性的采取相應(yīng)的措施，很多故障都可以避免。在故障發(fā)生后，及時(shí)采取相應(yīng)準(zhǔn)確的處理方法，順利加以解決；同時(shí)嚴(yán)格按照操作規(guī)程工作，運(yùn)行值班過(guò)程中時(shí)刻保持高度的責(zé)任心，多巡視，多觀察，溴化鋰直燃機(jī)就能夠長(zhǎng)久的保持一個(gè)高效運(yùn)行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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