胡 萍，鄧建民

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏 石嘴山 753202）

寧夏英力特化工股份有限公司是一家電石法聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)，在氯乙烯合成工序，大量化學反應熱量以熱水循環(huán)方式移出，需要對熱水進行冷卻降溫處理。乙炔冷卻、單體精餾處理過程又需要大量的冷量。通常這些冷量由電能轉(zhuǎn)化，因此，選用溴化鋰機組將熱量轉(zhuǎn)化為冷量，減少用電制冷對于企業(yè)的節(jié)能降耗具有重要意義。該公司建設12萬t/a PVC項目時，配套選用一臺制冷量為1160 kW·h的溴化鋰機組，產(chǎn)生的冷量用于乙炔預冷。

該溴化鋰機組自2009年開車以來，調(diào)試、開車、溶液調(diào)整等工作由廠家技術(shù)人員指導下進行。運行至2011年時，曾發(fā)生由于操作運行不當導致冷劑管凍裂、溴化鋰溶液被脫鹽水稀釋、溴化鋰機組進入大量空氣后導致機組內(nèi)溶液結(jié)晶的事故。事故發(fā)生后，通常由原廠家對設備的故障進行處理和檢修調(diào)試，由于每次廠家進入需要一定時間，并且維護費用較高。因此，對機組的檢查維修工作成為制約生產(chǎn)長周期正常運行的瓶頸，通過摸索，設備管理人員逐漸掌握機組長周期運行的一些經(jīng)驗，在機組管理取得了較好的效果?，F(xiàn)將機組管理中的一點經(jīng)驗總結(jié)如下。

1 設備工作原理及流程介紹

溴化鋰吸收式制冷機主要由再生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、循環(huán)泵等幾部分組成。吸收式溴化鋰制冷機組是使用溴化鋰水溶液作為吸收劑的冷水發(fā)生裝置，由于溴化鋰水溶液本身沸點很高，極難揮發(fā)，所以可認為溴化鋰飽和溶液液面上的蒸汽為純水蒸汽。在一定溫度下，溴化鋰溶液液面上的水蒸氣飽和分壓力小于純水的飽和分壓力，而且濃度越高，液面上的水蒸氣飽和分壓力越小。這是溴化鋰溶液具有很強吸濕性的原因，而且在溶液濃度越高，或者溫度越低的情況下，其吸濕性變得越強。這也就是通常采用溴化鋰溶液作為吸收劑的原因。

在制冷工作時，在蒸發(fā)器內(nèi)冷劑（純水）通過加壓泵向蒸發(fā)器的傳熱管噴淋，冷劑吸收傳熱管流動的熱量后蒸發(fā)，被吸收器內(nèi)溴化鋰濃溶液吸收，溶液濃度變稀，傳熱管中的冷媒熱量移出溫度下降，吸收器內(nèi)的稀溶液通過溶液泵導入到發(fā)生器，由熱水加熱使溶液濃縮，濃溶液返回吸收器吸收冷劑水蒸發(fā)蒸汽，蒸發(fā)分離出的冷劑蒸汽被循環(huán)冷卻水冷凝，凝結(jié)成冷劑水返回蒸發(fā)器。傳熱管中的冷媒熱量移出溫度下降形成7℃冷卻水。如此反復，形成熱水熱量與7℃冷卻水冷量轉(zhuǎn)換的制冷系統(tǒng)。循環(huán)流程見圖1。

2 機組真空的檢測與管理措施

圖1 溴化鋰機組水循環(huán)流程

吸收式制冷機是高度真空容器，特別是蒸發(fā)器、吸收器必須維持1/100大氣壓以下的高真空，而且該壓力必須全部由水蒸氣壓力來維持，機內(nèi)一旦混入空氣或其他不凝性氣體，則制冷能力下降，吸收式制冷機運轉(zhuǎn)狀況的好壞，可以說取決于機器的真空度，抽出機內(nèi)的不凝性氣體是運轉(zhuǎn)及保養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。同時，溴化鋰水溶液如果有O2進入，將產(chǎn)生腐蝕性的物質(zhì)，因此空氣的漏入對機器的壽命有影響。溴化鋰機組制冷量的大小、機組使用壽命的長短、溴化鋰溶液質(zhì)量的變化、主機內(nèi)部金屬材料的腐蝕快慢等無不與機組的真空度有密切關系。并且溴化鋰溶液對金屬材料具有腐蝕作用，O2是促進腐蝕發(fā)生的主要因素，因此在溴化鋰吸收式機組中，隔絕O2是最根本的防腐措施。

溴化鋰機組是利用溴化鋰溶液在7 kPa的壓力下在發(fā)生器內(nèi)與熱水間接換熱時產(chǎn)生冷劑蒸汽來實現(xiàn)冷凍低溫水（7～13℃）來滿足生產(chǎn)需要的，因此機組的真空管理是溴化鋰機組運行的關鍵，在機組真空管理上規(guī)定了真空泵抽真空的范圍為8～15 mmHg，要求每班對蒸發(fā)器、發(fā)生器、吸收器抽真空一次來確保機組的正常運行，且真空每班波動范圍不大于15 mmHg。真空是溴化鋰機組平穩(wěn)運行關鍵性指標之一，不管溴化鋰機組停機或運行都要進行實時監(jiān)控。

3 冷卻水低溫時的運行管理措施

溴化鋰吸收式機組的冷卻水進口管理，名義工況為32℃。但實際使用中，機組運行不是在名義工況，特別是在夏初和深秋，冷卻水溫度低于設計值，同時，白天和夜晚又有很大差別。如果冷卻塔風機停止，由于機組冷卻負荷大，冷卻水溫度會不斷提高。若啟動冷卻塔風機，由于外界氣溫低，水易蒸發(fā)，冷卻水溫度又會逐步下降，用于工藝流程或特種空調(diào)常年使用的機組，運轉(zhuǎn)時間更長，冷卻水的變化幅度更大，這就提出了冷卻水低溫時如何管理吸收式機組的問題。

當冷卻水進口溫度降低時，吸收器稀溶液溫度就降低。從溴化鋰溶液特性曲線可知，稀溶液的濃度也降低。同時，由于通過冷凝器的冷卻水溫度降低，冷凝溫度就降低，冷凝壓力降低，因而濃溶液與稀溶液的濃度差增大，機組制冷量增大，同時，機組能量消耗率降低，熱效率提高。

如上所述，在冷卻水進口溫度低的情況下，機組性能提高、COP值（制冷性能系數(shù)）提高、節(jié)約能源，因而應提倡機組在低溫度冷卻水溫度下運轉(zhuǎn)。但冷卻水溫度不易過低，機組在過低冷卻水溫度運轉(zhuǎn)時，應注意排除下列可能出現(xiàn)的故障。

3.1 結(jié)晶

冷卻水進口溫度降低時，吸收器稀溶液的溫度降低，冷凝壓力降低，濃溶液濃度增加。濃溶液濃度上升及稀溶液溫度降低，均可導致濃溶液在溶液熱交換器中產(chǎn)生結(jié)晶。此時，應對運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生結(jié)晶的現(xiàn)象密切注意，并采取相應的措施。如通過冷卻水量的調(diào)節(jié)，保證進入機組的冷卻水進口溫度在一定數(shù)值上。公司現(xiàn)用機組在自動控制上對機組的冷卻進行低溫限度控制，當冷卻水溫度低于28℃時，機組將進入減載運行。

3.2 冷劑水不足

冷卻水溫度低時，由于稀溶液的濃度大幅度減小，大部分冷劑水都要補充至溶液中，造成機組中冷劑水量不足，甚至冷劑泵過載而被迫停機。因此，作為適應機組在冷卻水低溫工況下運轉(zhuǎn)的措施之一，加大機組內(nèi)的冷劑水貯量，冷劑水量不足時可以向機組內(nèi)補充脫鹽水來增加冷劑水量。

3.3 冷劑水污染

冷卻水進口溫度低時，稀溶液的濃度大幅度降低，同時，冷凝壓力降低。造成發(fā)生器發(fā)生劇烈，溴化鋰液滴易隨同冷劑蒸汽進入冷凝器，造成冷劑水污染，運轉(zhuǎn)時應充分注意。

冷卻水進口溫度減低時，不同的機組性能的變化速度不盡相同，機組性能提高有一定的限度，當超過這一限度時，機組性能就不再提高，在此情況下，降低冷卻水溫度運轉(zhuǎn)也無多大作用。因此，機組運行時，應盡可能維持冷卻水進口溫度在28～32℃這一范圍內(nèi)。

4 部分負荷的運行管理

溴化鋰吸收式機組能量調(diào)節(jié)特性有其上下限。熱水型溴化鋰吸收式機組能量調(diào)節(jié)范圍一般為10%～100%。如果機組的能量在調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)，則運行正常。但運行中應注意的是蒸發(fā)器中冷劑水量的不足，避免冷劑泵吸空，以及因溶液濃度低，使吸收器中溶液量增多，影響吸收器的抽氣能力等。當?shù)陀谀芰空{(diào)節(jié)范圍下限時，通過控制冷凝溫度、供液量來控制蒸發(fā)溫度的方法來調(diào)整機組的制冷能力。如果生產(chǎn)工況允許的情況下，熱水型機組可做間歇運行也是比較可靠的。停機時，機組進行稀釋循環(huán)，然后冷劑泵及溶液泵停止，機組停止運行。隨著冷水溫度的上升，可根據(jù)溫度變化及時進行開機操作。

5 溴化鋰溶液的管理

5.1 溴化鋰溶液pH值的控制

在溴化鋰機組運行過程中需加強對溶液pH值的控制，防止溶液運行過程中對機組的腐蝕后由于Fe3+的增多導致溶液的性能發(fā)生變化而影響機組的制冷效果。通過添加鉻酸鋰或鉬酸鋰來調(diào)整溶液的酸度，通過氫氧化鋰來調(diào)節(jié)溶液的堿度，將溶液的pH值有效控制在9～11來減緩機組在運行過程中遭受溶液腐蝕。

5.2 辛醇的添加管理

根據(jù)機組制冷能力和抽真空過程中產(chǎn)生的氣體濃度來判斷機組的工作效率，在機組操作控制中流量、冷劑水噴淋閥開度、熱水閥門開度保持不變、環(huán)境溫度變化幅度不大的情況下，如果機組的制冷效率下降，就可以判定溴化鋰溶液中的辛醇濃度低于3%，就需要向機組內(nèi)添加辛醇以增加機組的制冷效率。

5.3 溶液濃度的稀釋和提濃

溴化鋰機組在運行過程中溶液濃度太高，容易導致機組內(nèi)溶液結(jié)晶導致機組無法正常工作；運行中溶液濃度過低，機組的制冷效果將會降低；因此，控制好溶液的濃度（稀溶液50%）是機組制冷效果高低的重要保證。當稀溶液濃度高時適量添加脫鹽水來調(diào)整溶液濃度；當溶液濃度低時需在運行當中適量的排出進吸收器冷劑水量來調(diào)整溶液的濃度。稀溶液和濃溶液之間的濃度差是機組制冷能力重要控制方法，一般溶液濃度差控制在5%～8%時溴化鋰溶液的能力較好。

6 結(jié)語

溴化鋰機組管理人員經(jīng)過幾年的融合探索，掌握了機組運行調(diào)試的關鍵環(huán)節(jié)，使生產(chǎn)能夠長周期穩(wěn)定運行。并且由于使用轉(zhuǎn)化器產(chǎn)生的熱水為機組熱源，不但使熱水熱量得到有效利用，還降低了原循環(huán)冷卻熱水的流量，達到了節(jié)能降耗目的。