淺談溴化鋰吸收式制冷機組結(jié)晶的處理方法與預防

戴金輝，馬炎

（盛虹煉化（連云港）有限公司，江蘇 連云港 222002）

在溴化鋰機組的控制邏輯中，通常會設有一套完整的防結(jié)晶控制邏輯。然而，在實際運行過程中，由于各種因素的變化，例如，熱源過大、冷卻水溫度過低、操作不當?shù)仍颍€是會使溴化鋰機組發(fā)生結(jié)晶。結(jié)晶后應立即停機，判斷結(jié)晶的部位，溶晶時間較長。溴化鋰機組一般在機組運行期間結(jié)晶和機組停機期間結(jié)晶最容易發(fā)生結(jié)晶，當然機組啟動時操作不好也會出現(xiàn)結(jié)晶。某裝置配有兩臺溴化鋰吸收式制冷機組，均采用蒸汽驅(qū)動，其中一臺機組在停運期間發(fā)生過結(jié)晶，另一臺機組在運行過程中發(fā)生過結(jié)晶。

1 結(jié)晶產(chǎn)生的原因分析

溴化鋰溶液的結(jié)晶主要為析出結(jié)晶。因此，溶液的結(jié)晶主要與溶液的溫度、濃度以及壓力有關(guān)，如圖1 所示。平時機組的運行一定要控制在溶液非結(jié)晶區(qū)域內(nèi)。

溴化鋰機組發(fā)生結(jié)晶的原因分析如下。

圖1 溴化鋰溶液結(jié)晶曲線圖

1.1 機組運行期

（1）熱源加入量過大。溴化鋰機組通常采用PLC 控制，蒸汽閥在機組運行期間一般都開到最大，就可能會導致機組加熱量過大，發(fā)生器內(nèi)過量的水蒸發(fā)，就會導致溴化鋰在發(fā)生器、發(fā)生器出口管路以及熱交換器中發(fā)生結(jié)晶。

（2）進入發(fā)生器的溴化鋰溶液減少。溶液循環(huán)量減少，溶液濃度不斷提高，導致溶液結(jié)晶。

（3）機組真空度不夠。機組真空度不夠，那么吸收器吸收冷劑的量會大大減少，進入發(fā)生器的溴化鋰濃度增加，在加入相同熱源的條件下，發(fā)生器出口溶液濃度。

（4）冷卻水溫度過低。冷卻水溫度過低，會將稀溶液冷卻過低，在溶液熱交換器換熱過程中，使?jié)馊芤簻囟冗^低而產(chǎn)生結(jié)晶。

（5）停電。停電后，由發(fā)生器出來的濃溶液稀釋不充分而造成結(jié)晶。

1.2 機組停機期間

（1）冷卻水溫度過低。停機期間溴化鋰溶液處于靜止狀態(tài)，如果冷卻水溫度過低，致使吸收器內(nèi)及其出口的溴化鋰溶液溫度過低，當溶液溫度低于某值時，會發(fā)生結(jié)晶。一般在機組停機后需要關(guān)小循環(huán)水閥門。

（2）蒸汽調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏。在機組停機稀釋時，按照邏輯設定，蒸汽調(diào)節(jié)閥自動關(guān)死。若調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)內(nèi)漏，溴化鋰溶液就無法達到完全稀釋，最終因為發(fā)生器出口濃度高而出現(xiàn)結(jié)晶。

1.3 機組啟動時

（1）熱源加入量過快。機組剛啟動時，溶液泵需要一定的時間才能將溴化鋰溶液注入至發(fā)生器要求的液位，若一開始加熱量過大，就容易引起發(fā)生器及其出口管路因蒸發(fā)量太大而結(jié)晶。

（2）冷卻水溫度過低。結(jié)晶的原因與機組運行期間冷卻水過低相同。目前，機組邏輯中都要設定循環(huán)水的溫度作為啟機條件。

2 結(jié)晶的判斷

機組在運行期間，最容易結(jié)晶的部位是溶液熱交換器的濃溶液側(cè)及濃溶液出口處，因為這里的溶液濃度最高且溫度最低。當溫度低于該濃度下的結(jié)晶溫度時，便逐步開始結(jié)晶。

運行期間機組的結(jié)晶顯著特征主要有以下幾個方面。

（1）機組不制冷，蒸發(fā)器中冷劑溫度高。

（2）高溫發(fā)生器中溴化鋰溶液溫度突然升高。

（3）蒸汽凝液溫度高于高溫發(fā)生器中溴化鋰溶液溫度。

機組在停機期間，最容易結(jié)晶的部位是吸收器及溶液泵內(nèi)的溴化鋰溶液。因為停機時，循環(huán)水溫度過低，就會使吸收器內(nèi)的溫度低于溴化鋰溶液的結(jié)晶溫度，造成結(jié)晶。一旦發(fā)生結(jié)晶，若啟動機組，溶液泵就會過載停止（若溶液泵為變頻調(diào)節(jié)，則電機的運轉(zhuǎn)頻率非常低），無法正常運行。

3 結(jié)晶的處理

3.1 機組運行期間

（1）關(guān)小蒸汽閥，減少熱源，降低發(fā)生器溶液溫度；

（2）關(guān)小循環(huán)水閥門，減少冷源；

（3）保持機組的真空度在設計值范圍內(nèi)；

（4）接外部蒸汽，對準發(fā)生器出口管線進行加熱；

（5）高頻率的敲擊發(fā)生器至熱交換器管線；

（6）對機組進行間歇性的啟動；

當發(fā)現(xiàn)發(fā)生器出口溫度迅速下降時，說明機組基本溶晶，此時不能過快地增加熱源，應保持機組在低熱源下運轉(zhuǎn)十分鐘以上，之后緩慢增加熱源，并注意觀察機組制冷效果以及發(fā)生器出口溫度、蒸汽凝液溫度。

3.2 機組停機期間

（1）關(guān)小冷卻水手閥，減少冷源；

（2）接外部蒸汽，對溶液泵泵殼及進出口管線進行吹掃加熱，直到泵能運轉(zhuǎn)；

（3）間歇性的啟動機組（間隔時間應在15min 以上），在有變頻器的情況下同時觀察溶液泵頻率的變化。

3.3 機組啟動期間

若發(fā)生器發(fā)生結(jié)晶時，其溶晶方法如下。

（1）稍開蒸汽閥門，為機組提供少量熱源；

（2）外接蒸汽源，對準發(fā)生器進行加熱；

（3）對機組進行間歇性的啟動。

4 預防結(jié)晶的措施

根據(jù)溴化鋰機組結(jié)晶產(chǎn)生的原因，有以下幾方面的預防措施。

4.1 避免過快、過度加熱

若發(fā)現(xiàn)機組結(jié)晶是由于蒸汽加入量過大造成，那就需要在PLC 中修改蒸汽調(diào)節(jié)閥的最大開度。

4.2 及時觀察機組的內(nèi)部情況

操作人員要時刻關(guān)注機組的運行情況，定期抽掉不凝氣，確保機組有足夠的真空度。注意機組的運行參數(shù)，當發(fā)現(xiàn)運行參數(shù)異常，如發(fā)生器出口溫度上升過快，蒸汽凝液溫度高于發(fā)生器出口溫度等時，應及時過小蒸汽閥門，避免過度結(jié)晶。

4.3 延長機組停機稀釋時間

在PLC 中延長停機稀釋時間，可有效避免停機后結(jié)晶的發(fā)生。

4.4 調(diào)整停機操作步驟

當機組需要停機時，可先將蒸汽手閥關(guān)死，機組無負荷運轉(zhuǎn)，當發(fā)生器溫度達到合適的溫度時，再進行停機操作。

5 結(jié)語

雖然溴化鋰機組結(jié)晶會對整個裝置的運行產(chǎn)生嚴重影響，但若操作人員能熟練掌握機組結(jié)晶的原因、結(jié)晶的處理方法以及結(jié)晶的預防措施，那么在很大程度上能夠預防結(jié)晶的發(fā)生。或者即便發(fā)生結(jié)晶，也能及早發(fā)現(xiàn)，及時處理，最大限度地降低機組結(jié)晶產(chǎn)生的影響。