溴化鋰制冷機組結晶故障探討分析及解決

陳旭春

（中國石油長慶石化公司，陜西 咸陽 712000）

溴化鋰制冷機組結晶故障探討分析及解決

陳旭春

（中國石油長慶石化公司，陜西 咸陽 712000）

分析了溴化鋰溶液在溴化鋰吸收式制冷機組在運行中出現結晶故障的原因，提出了在實際運行中避免結晶的各項管理措施及熔晶方法。對溴化鋰制冷機結晶的原因進行了歸納，對日常的保養和管理工作提出了建議，并探討總結了結晶的處理方法

溴化鋰；吸收式制冷機結晶；熔晶預防排除

本公司使用的是江蘇雙良空調設備股份有限公司生產的熱水型RXZ（120/68）—465（25/15）M2溴化鋰制冷機，在夏季制冷過程中運轉正常，溴化鋰吸收式制冷機在投用使用過程中有可能制冷量下降或不工作，產生結晶故障等現象。溶液結晶是溴化鋰吸收式制冷機最常見的故障之一。在機組投用使用運行過程中，如果發現制冷量下降，設備被冷介質溫度上升，溶液可能有結晶的前兆，一般則影響制冷機的制冷量俗稱“設備的出力”，如果結晶速度快，而沒有及時處理最后導致停機，嚴重影響溴化鋰制冷的使用效果。為此，操作人員應該掌握導致溶液結晶產生的基本原因、掌握初步的判斷方法和落實熔晶方法非常重要。

1 溴化鋰溶液的濃度與結晶溫度

在一定的使用濃度下，溶液的溫度低于飽和度數值時；另一種是溫度一定溶液濃度高于飽和度數值時，會出現結晶現象。從表1可看出，溶液結晶取決于溶液的使用濃度與溫度，另外溶液濃度如果略有升高，導致結晶溫度就升高很多。為了防止結晶，溶液濃度要控制在65%以下。

表 1 溴化鋰溶液的濃度與結晶溫度

2 溴化鋰制冷機組溶液結晶時的表現特征

溴化鋰制冷機組在使用中的溴化鋰溶液結晶時有三個表現特征：一是機組的制冷量出現顯著下降，冷劑水溫度上升。有時吸收器還伴隨有噼噼啪啪的響聲。二是由于溶液被濃縮后濃溶液在低換熱器中流動不暢甚至不流動，造成溴化鋰制冷設備的低壓發生器液面升高，自帶的自動熔晶管發燙；三是經過換熱器管不換熱使其變涼，不進行熱交換失去換熱功能。

3 判斷分析幾種結晶產生原因分析及判斷

3.1 我們從溴化鋰溶液的特性曲線最易結晶部位可以看出，溴化鋰溶液結晶首先取決于溶液的濃度，其次是溶液運行的溫度。一般情況溶液的使用溫度越低，其溶液的飽和濃度就會越低。從溴化鋰制冷溶液的結晶曲線看，上方區為溴化鋰溶液區，下方區域為溴化鋰溶液結晶區；溴化鋰制冷機組在正常運轉時，溴化鋰溶液的狀態在曲線上方區域的某點。

3.2 溴化鋰制冷結晶故障的判斷曲線圖，為了防止機組在使用中出現結晶現象，而繪制的曲線圖，機組除了設有自動熔晶裝置，還有被稱為熔晶管的在發生器濃溶液出口端。機組溶液一旦出現流動性變差而發生結晶，這時濃溶液出口被結晶體堵塞形成狹窄的通道，就會發生器的溴化鋰溶液液位會自動升高，當溴化鋰溶液液位高到熔晶管位置時，溶液就與之形成狹窄的通道越過吸收器，熔晶管發燙是判斷溶液結晶的一個顯著特征。機組制冷性能嚴重下降。

3.3 可能導致結晶的幾種原因。溴化鋰制冷循環包括發生、冷卻、節流、蒸發、吸收和交換六個過程。每個過程中，溶液濃度和溫度都發生著周期性變化，保持著動態平衡。如果由于某種原因，打破這種平衡，是某個環節中溴化鋰溶液和溫度發生較大變化時，就可能會導致結晶現象的出現。特別是在流體的熱交換器中，溶液流程長、流速慢，從發生器來的高濃度的溶液溫度下降過多，很有可能引起結晶出現。溴化鋰制冷機組在運行過程中，有下列幾種因素可能引起結晶出現。一是熱源供熱量偏大熱水溫度偏大，使高壓發生器內溴化鋰溶液水分蒸發量偏大，會使溶液發生過程大于吸收過程，導致濃溶液濃縮濃度升高，致使溶液出現結晶。二是溶液循環量逐漸減少，致使溶液結晶。導致溶液循環量減少的原因有以下幾種：①高位發生器泄漏漏氣，使高位發生器壓力逐漸升高，進入高位發生器溶液循環量逐步減少。②儀表故障，液位傳感器失靈，導致溶液循環量在減少。③儀表誤信號使濃溶液調節閥開度較小。④溴化鋰溶液長時間運轉有雜質，使發生泵過濾器堵塞，進入高壓發生器的循環量溶液量減少。機組真空度偏高，會使吸收壓力逐漸升高，蒸發速度減慢，致使冷劑水大量聚集在蒸發器中，引起發生結晶可能性增大。⑤冷卻水溫度過低，流量過大或者冷負荷過小，會使溴化鋰溶液的溫度越來越低，結晶的可能性越來越大。⑥意外停機，由發生器出來的濃溶液稀釋不充分而結晶。⑦操作不當系統冷劑水污染，冷劑水蒸發速度緩慢，其結果大量冷劑水聚集在蒸發器中，也會導致溶液濃度普遍升高，使結晶的可能性大大增強。也就是說這是重要的原因。

4 實際運行中避免結晶發生的管理措施

4.1 控制熱水的溫度在120℃以下?？刂七M溴化鋰制冷的熱水流量，避免對發生器內突然大流量的熱水進入，使其過快、過度的加熱，未使溴化鋰吸收過程和發生過程的動態保持平衡，同時注意調整發生器內溶液液面在合理的范圍。操作人員根據當天氣溫和冷負荷的變化，調節機溴化鋰制冷機組。

4.2 加強人員管理控制循環水進口溫度，使其應在22～32℃，特別是在清明前后和十一前后，氣溫變化也可以導致機組溶液溫度過低及稀溶液濃度過高而產生結晶。

4.3 加強冷卻水循環量的管理，控制好冷卻水量，避免溶液溫度下降過多過快，從而引起結晶出現。

4.4 加強溴化鋰吸收式制冷機組的真空度的管理。機組使用時，其溴化鋰溶液在其內部分解會產生氫氣等不凝性氣體，并濃聚積于吸收器內，確保儲氣室真空顯示≤50Pa為止。及時抽出里面的溴化鋰溶液在熱交換時產生的不凝性氣體，避免冷劑水大量聚集而引起溶液濃度普遍升高現象，以降低溴化鋰溶液結晶的可能性。

4.5 加強冷劑水的管理經常檢查蒸發器液面和冷劑水污染情況，避免冷劑水大量聚集于蒸發器中，及時消除引起冷劑水污染的一切因素。

4.6 控制好溴化鋰溶液循環量，調整合適的溴化鋰溶液循環量，避免熱交換過于劇烈而引起濃溶液溫度發生較大變化。

5 溴化鋰制冷機組處理熔晶方法

如果溴冷機出現了結晶現象，不只是某一個點出現了問題，要從系統中查找結品的原因，要分析它的水系統、熱源系統以及溴化鋰溶液和冷劑水的循環系統，找出系統中導致結晶的根本原因。總之，影響溴化鋰制冷機組工作并出現結晶的原因是多方面的，要查看冷卻水溫度的高低，流量的大小，整個水系統的管路是否通暢，要分析真空度是不是低了，蒸汽的壓力和溫度是否合適，吸收液的循環量夠不夠等等。最容易發生結晶的地方是在溫度低濃度高的部位如低溫熱交換器的出口處， 一旦發生了結品，要及時進行結晶處理，常規處理如下：

5.1 熔晶管設置自動熔晶裝置，當剛開始結晶比較少時，機組本身就可以自動熔晶

5.2 溴化鋰制冷機組的溶液發生結晶嚴重，若自身無法自動熔晶，我們就可采用以下方法熔晶，具體操作如下：（1）停止熱水供應，減少供熱量。（2）關閉循環冷卻水，逐漸減少循環冷卻水流量，溫度自主升高至60～70℃，否則又會出現再次結晶。（3）打開冷劑水旁通閥，把冷劑水旁通至吸收器。（4）反復啟動溶液泵，使高溫溶液經稀溶液管流到吸收器。如此反復，受發生器回來的高溫溶液加熱而溶解。（5）若上述操作仍不能溶液的晶體，則須借助外界熱源，對結晶部位進行火烤加熱，直至熔晶。

5.3 人工稀釋法：在結晶的部位打一個小孔，灌進去一定量的水。對溶液進行稀釋，稀釋完畢后再放出等量的水，此方法一定要注意作好對小孔的密封，保持真空度，確保真空度合格。

綜上所述，溴化鋰制冷機組結晶現象雖然易發生、危害大，但并不可怕。只要做到精心操作，結晶大都可以避免的。即使出現了結晶，只要能夠做到早發現、早處理，一般不會對溴化鋰制冷機組正常運行造成重大影響。建議運行操作人員在巡檢時發現溴化鋰制冷機組冷水溫度上升，蒸發溫度也上升，可以判斷制冷量下降，可能是溴化鋰制冷溶液已開始結晶了，操作人員就應該立即采取熔晶措施，并按以上方法逐步檢查結晶原因，確定后及時處理，就可以避免溴化鋰制冷設備出現這種隱患。

[1]戴永慶.溴化鋰吸收式制冷機空調技術實用手冊[M].北京：機械工業出版社，1999.

[2]何耀東.空調用溴化鋰吸收式制冷機[M].北京：中國建筑工業出版社，1993.

TB651

A

1671-0037（2014）12-105-2

陳旭春（1966.10-），男，本科，工程師，研究方向：空氣壓縮及凈化和深冷制氮及余熱應用。