北京燃氣能源發(fā)展有限公司設(shè)備管理部 熊立國 周國華

直燃機補燃高發(fā)泄漏問題分析

北京燃氣能源發(fā)展有限公司設(shè)備管理部 熊立國 周國華

北京燃氣能源發(fā)展有限公司煙氣熱水補燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組經(jīng)過兩年的運行發(fā)現(xiàn)，補燃高發(fā)連續(xù)三次出現(xiàn)高發(fā)換熱管泄漏問題。通過對于泄漏管組檢查分析可以得出：燃燒器火焰長度過長，經(jīng)過高發(fā)墻板反射后直接接觸部分管路，造成部分管路局部溫度過高，出現(xiàn)結(jié)晶并腐蝕換熱管路。

補燃高發(fā)；換熱管泄漏；火焰長度；結(jié)晶；腐蝕

2015年7月至2016年2月，北京燃氣能源發(fā)展有限公司國潤新通項目1#溴化鋰吸收式冷熱水機組（型號為ZXQ-349 (32/37.5)H2M3）高壓發(fā)生器多次發(fā)生溴冷機真空度壓力上升，溫度超過報警溫度。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，是由于高壓發(fā)生器溴化鋰與煙氣換熱管出現(xiàn)了泄漏。在半年的時間內(nèi)連續(xù)發(fā)生三次高壓發(fā)生器換熱管泄漏情況，因此對其進行更換。本文通過整個機組運行及檢查情況對高壓發(fā)生器換熱管泄漏進行了分析。

1 故障情況

根據(jù)直燃機運行原理，高壓發(fā)生器是在真空環(huán)境下吸熱蒸發(fā)，整體溫度應(yīng)維持在130℃以內(nèi)，高發(fā)溫度報警為165℃。直燃機高發(fā)溫度控制由高發(fā)蒸發(fā)量決定，而蒸發(fā)量由真空度決定，一旦真空度下降，蒸發(fā)量降低，高發(fā)溫度必然急劇上升。

三次國潤新通項目部1#直燃機現(xiàn)場故障現(xiàn)象為：直燃機高發(fā)壓力上升，高發(fā)溫度上升造成直燃機溫度報警停機。發(fā)現(xiàn)故障問題后對機組進行充氮氣檢查漏點，充氮氣至144kPa時，在高發(fā)腔體內(nèi)發(fā)現(xiàn)溴化鋰溶液從針眼大的小孔往外流，從而判斷故障均為直燃機高發(fā)換熱管泄漏造成高發(fā)壓力上升。

2 故障分析

為了查明高發(fā)換熱管頻繁泄漏的原因，通過解剖三次泄漏管進行分析判斷，發(fā)現(xiàn)三次泄漏管路存在以下共同點：

（1）所有泄漏位置高度基本相同，均在距離地板高度10cm左右位置且泄漏管均位于墻板側(cè)的前三排管路。

（2）所有泄漏管路外表面無腐蝕現(xiàn)象，僅為腐蝕一個針尖大小泄漏點。

（3）所有泄漏管內(nèi)部均存在大量直徑0.4mm的腐蝕性凹坑，根據(jù)溴化鋰溶液的腐蝕特性可以判斷該位置發(fā)生了晶體腐蝕。

（4）所有泄漏位置朝向均一致，面向高發(fā)墻面方向。

通過對高發(fā)換熱管解剖分析可以得知，泄漏點是由于溴化鋰腐蝕引起的。眾所周知，溴化鋰溶液對金屬材料有較強的腐蝕性，對制造溴化鋰吸收式機組中常用的碳鋼、紫銅等金屬材料具有較強的腐蝕性，因此直燃機機組中通常會添加鉻酸鋰(Li2CrO4)或鉬酸鋰作為緩蝕劑阻止溴化鋰溶液對機組的腐蝕。未添加緩蝕劑的溴化鋰溶液是無色透明的流體，添加鉻酸鋰后呈淡黃色。第三次腐蝕發(fā)生后，現(xiàn)場取樣高發(fā)溴化鋰溶液，顏色呈現(xiàn)黑褐色，說明溴化鋰溶液中缺少緩蝕劑，已經(jīng)發(fā)生一段時間的金屬腐蝕。隨后將溶液送至相關(guān)檢測院進行檢測，檢測結(jié)果為溶液中的緩蝕劑含量不到最小標準值的50%。綜上說明，溴化鋰溶液中缺少緩蝕劑是造成腐蝕開始的原因。

通過觀察解剖的高發(fā)泄漏管，我們還發(fā)現(xiàn)一個問題：泄漏管存在大約10cm長腐蝕嚴重的管段，同樣的溶液為什么會產(chǎn)生腐蝕程度不一樣的情況，且產(chǎn)生嚴重腐蝕的管段只有10cm長呢？

分析原因只有一個，就是此部分有溴化鋰晶體形成，造成結(jié)晶腐蝕。根據(jù)設(shè)備運行原理可知，高壓發(fā)生器中的溶液為低濃度溶液，溶液濃度約為54%，只有在溶液濃度高于70%后才會出現(xiàn)結(jié)晶情況，高發(fā)燃燒器火焰產(chǎn)生的煙氣是給高發(fā)溶液提供熱源的，直燃機運行過程中，溶液與煙氣換熱蒸發(fā)，煙氣溫度無法使換熱管局部溫度過高進而造成局部濃度過高，那么只有燃燒器火焰的高溫直接作用于換熱管才可以產(chǎn)生局部超高溫，造成局部高溫結(jié)晶腐蝕。為了驗證燃燒器火焰長度情況，現(xiàn)場通過熱成像儀檢測發(fā)現(xiàn)，直燃機燃燒器火焰過長造成火焰外焰產(chǎn)生折射而直接作用于換熱管上造成局部高溫，導(dǎo)致局部溶液濃度高于70%，發(fā)生晶體腐蝕。圖1為高發(fā)火焰示意圖。

圖1 高發(fā)火焰簡易示意

綜上分析判斷，本次直燃機高發(fā)換熱管泄漏主要原因是燃燒器火焰長度調(diào)整不當導(dǎo)致局部高溫，發(fā)生結(jié)晶腐蝕。

3 解決方案

3.1 溴化鋰溶液調(diào)整

溴化鋰溶液在制冷機中使用一段時間后，溶液中添加的緩蝕劑會隨著機組的運行而逐步消耗，當溶液中的緩蝕劑越來越少，甚至沒有時，溶液pH會增大或變小。堿性溶液對機組的腐蝕程度會越來越強，機組內(nèi)壁所產(chǎn)生的銹蝕物與雜質(zhì)也會不斷增加。銹蝕物與雜質(zhì)隨溶液的循環(huán)附在銅管表面產(chǎn)生垢質(zhì)，從而導(dǎo)致其熱交換效率大大降低，浪費能源；同時，溶液在吸收器內(nèi)的吸收效果也會降低，從而影響機組的制冷效果。

如果銹蝕物與雜質(zhì)較多，輕則不凝性氣體增多，真空度下降，制冷效果差；重則有可能就會堵塞屏蔽泵造成電機燒毀，或堵塞溶液噴淋造成機組無法運行等重大事故，使用戶蒙受重大的經(jīng)濟損失。所以，當機組溶液顏色發(fā)生變化和其它各項指標不正常時（溴化鋰標準如表1所示），溶液須立即做調(diào)整處理。

表1 溴化鋰溶液指標（HG/T2822-2012）

3.2 燃燒器選型需配套及調(diào)節(jié)

一旦燃燒器選型過大或者進氣量等調(diào)節(jié)過大也會造成火焰長度過長或者因燃燒熱值過高而造成高發(fā)器內(nèi)溫度過高。國潤高發(fā)更換后，由專業(yè)技術(shù)人員對于直燃機進氣量進行了重新的調(diào)整，進氣量降低了40%，未影響直燃機的冷量輸出。

3.3 調(diào)節(jié)翻板及燃氣量調(diào)節(jié)

項目部操作人員在日常操作過程中，未對直燃機煙氣管道翻板進行過調(diào)整。煙氣管道翻板起到調(diào)節(jié)煙囪吸力作用，翻板打開越多吸力越大，火焰長度越長，火焰溫度也高，對于高發(fā)換熱管也有影響。

3.4 直燃機高發(fā)火焰觀察孔

國潤新通項目部直燃機是雙良公司改型新型直燃機，為減少泄漏點等，取消了原直燃機中的高發(fā)觀火孔及溶液液位觀察孔等。這種設(shè)計的目的是減少泄漏點，保持真空度等，但是對于操作人員的日常操作造成了很大的不確定性，例如無火焰觀察孔造成操作人員根本無法確定火焰長度等等，如果機組設(shè)定出現(xiàn)問題如本次事故，操作人員是無法自行判斷的，只能依賴于較為先進的紅外線成像儀等設(shè)備，高發(fā)本體的保溫等又會對設(shè)備檢測構(gòu)成影響，所以設(shè)備的改進應(yīng)從多個方面進行考慮。

4 結(jié)論

直燃機補燃高發(fā)泄漏問題是一個個例，問題的出現(xiàn)源于我們?nèi)粘＿\行過程中對于一些不經(jīng)意間的細節(jié)的把握出現(xiàn)了問題。所以我們應(yīng)該在日常運行中加強細節(jié)的掌握，避免不當操作或調(diào)整對設(shè)備產(chǎn)生嚴重的危害。

圖4 控制流程

74HC138作用于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時間短的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，是一款高速CMOS器件，74HC373原理和其相同。地址鎖存器74HC138和74HC373、可編程并行接口81C55、82C55等原件組合成如下單片機?！?”表示低電平，“1”表示高電平，在停車系統(tǒng)最低處設(shè)有壓力感應(yīng)器，在汽車進入停車托架后，停車系統(tǒng)最低處的壓力感應(yīng)器脈沖輸入信號，電位動作由“1”轉(zhuǎn)換為“0”，停車系統(tǒng)動作進行旋轉(zhuǎn)。當整體停車系統(tǒng)存在安全隱患時，中斷信號被引入，停車系統(tǒng)停止存取車動作，停取車原理如圖5所示。

圖5 停取車原理

5 結(jié)束語

垂直立體式停車庫是一種智能、高效、安全的停車模式，適用范圍廣，發(fā)展?jié)摿Υ?，在停車問題日益嚴重的今天，垂直立體式停車庫擁有廣闊的發(fā)展前景。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的當今社會大背景下，令其融入互聯(lián)網(wǎng)，會提供更加智能化與人性化的服務(wù)。

[1]馬紅麟.垂直循環(huán)式立體車庫的PLC控制[J].北京電子科技職業(yè)學(xué)院.

[2]錢志源,王吉忠.垂直循環(huán)立體停車庫單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].青島建筑工程學(xué)院.

[3]王吉忠,高志斌.新型導(dǎo)軌鏈傳動垂直循環(huán)停車裝置[J].青島理工大學(xué).

[4]周建華,楊傳花,徐晨.基于ARM的垂直循環(huán)式立體車庫控制系統(tǒng)研究[J].揚州大學(xué).