溴化锂吸收式制冷机的主要特点及操作注意事项

2010-08-15王大勇施耀华河南神马尼龙化工有限责任公司河南平顶山467013

科技传播 2010年18期

王大勇，施耀华河南神马尼龙化工有限责任公司，河南平顶山 467013

河南神马尼龙化工有限责任公司动力厂冷冻站担负着为后序生产装置提供压力≥0.70 M Pa、温度≤6℃的工艺冷冻水的重要任务。2007年5月，通过技术改造，采用两台由烟台荏原空调设备有限公司制造的RAW-150 蒸汽双效型溴化锂吸收式制冷机替代了原有的四台螺杆式氟里昂制冷机。这种制冷机主要由高压发生器、低压发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、高温换热器、低温换热器、冷凝水回热器、冷剂水冷却器及发生器泵、吸收器泵、蒸发器泵和电气控制系统等组成。自投入运行以来，除了出现过一次因冷水流量表故障导致的制冷机跳车以外，整个系统一直运行平稳。

1 溴化锂吸收式制冷机的工作原理

1）吸收器中的稀溶液，由发生器泵分两路输送至高温换热器和低温换热器，进入高温换热器的稀溶液被高压发生器流出的高温浓溶液加热升温后，进入高压发生器。而进入低温换热器的稀溶液，被从低压发生器流出的浓溶液加热升温后，再经凝水回热器继续升温，然后进入低压发生器。

2）进入高压发生器的稀溶液被工作蒸汽加热，溶液沸腾，产生高温冷剂蒸汽，导入低压发生器，加热低压发生器中的稀溶液后，经节流进入冷凝器，被冷却凝结为冷剂水；进入低压发生器的稀溶液被高压发生器产生的高温冷剂蒸汽所加热，产生低温冷剂蒸汽直接进入冷凝器，也被冷却凝结为冷剂水。高、低压发生器产生的冷剂水汇合于冷凝器集水盘中，混合后导入蒸发器中。

3）加热高压发生器中稀溶液的工作蒸汽的凝结后，经凝水回热器进入凝水管路。而高压发生器中的稀溶液因被加热蒸发出了冷剂蒸汽，使浓度升高成浓溶液，又经高温热交换器导入吸收器。低压发生器中的稀溶液，被加热升温放出冷剂蒸汽也成为浓溶液，再经低温热交换器进入吸收器。浓溶液与吸收器中原有溶液混合成中间浓度溶液，由吸收器泵吸取混合溶液，输送至喷淋系统，喷洒在吸收器管簇外表面，吸收来自蒸发器蒸发出来的冷剂蒸汽，再次变为稀溶液进入下一个循环。吸收过程所产生的吸收热被冷却水带到制冷系统外，完成溴化锂溶液从稀溶液到浓溶液，再回到稀溶液循环过程。即热压缩循环过程。

4）高、低压发生器所产生的冷剂蒸汽，在冷凝器中被冷却水冷却后形成冷剂水并汇集起来经节流装置淋洒在蒸发器管簇外表面上。因蒸发器内压力低，部分冷剂水闪发吸收冷媒水的热量，产生部分制冷效应。尚未蒸发的大部分冷剂水，由蒸发器泵喷淋在蒸发器管簇外表面，吸收通过管簇内流经的冷媒水热量，蒸发成冷剂蒸汽，进入吸收器。

5）冷媒水的热量被吸收使水温降低，从而达到制冷目的，完成制冷循环。吸收器中喷淋中间浓度混合溶液吸收制冷剂蒸汽，使蒸发器处于低压状态，溶液吸收冷剂蒸汽后，靠絷压缩系统再产生制冷剂蒸汽。保证了制冷过程的周而复始的循环。

2 与原系统四台螺杆式氟里昂制冷机的比较

2.1 环保效果明显

众所周知，臭氧层是地球生命的保护层，它大约能把太阳辐射来的高能紫外线的5%吸收掉，使地球上的生物免遭强紫外线的杀伤。科学家指出，地球大气中臭氧每减少1%，就会增加5%的皮肤癌和2%的黑色素瘤疾患，并使农作物减产。如果没有臭氧层的保护，所有强紫外辐射全部落到地面的话，那么，地球上的林木将会被烤焦，飞禽走兽都将被杀死。然而，作为一种性能优良的冷冻剂，氟里昂虽然具有不易燃烧、不具腐蚀性、无毒、性能稳定、价格便宜等优点，但是，由于它能够对大气中的臭氧层产生破坏作用，所以，随着人类环保意识的不断提高，人们必将大量减少并最终停止生产和使用氟里昂类物质。根据1992年我国编制的《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》，到2010年我国将完全淘汰氟里昂等消耗臭氧层的物质。届时，以氟里昂为制冷剂的制冷机必将被淘汰。对于溴化锂吸收式制冷机来说，由于溴化锂溶液除了对黑色金属和紫铜等材料有较强的腐蚀性外，本身并没有任何毒性，不会对人体和大气环境产生任何危害，因此，环保效果非常明显。

2.2 节能效果显著

一台螺杆制冷机的额定功率是250kW，而一台溴化锂吸收式制冷机的额定功率仅为14kW；额定蒸汽消耗为3.66T/h。因此，节能效果也非常显著。

2.3 运行的稳定性，维护成本大大降低

河南神马尼龙化工有限责任公司原有的四台YC1KF220 型螺杆式制冷机主要包括螺杆压缩机、冷凝器、蒸发器、油分离器、进口过滤器、膨胀阀以及油泵和油冷却器等。由于这些部件之间采用的全部都是法兰连接且压缩机的排气压力高达1.2MPa 左右，所以在日常生产中经常都会因法兰垫片被高压介质“顶破”而导致氟里昂泄漏，检修和购买制冷剂的费用一直都明显偏高。对于溴化锂吸收式制冷机来说，由于它的主要部件都是一些换热器，法兰连接少，转动设备也都是功率很小、性能良好的屏蔽泵，因此，与螺杆式制冷机比较起来设备故障率非常低。从2007年5月至今，除了出现过一次因冷水流量表故障导致的制冷机跳车以外，整个系统一直运行平稳。与螺杆制冷机相比，运行维护工作少，维护费用低。

3 操作注意事项

1）启动前必须将蒸汽管道内的冷凝水排放干净，以免在高压发生器内形成液击

因为当蒸汽管道内有冷凝水存在时，很容易对高压发生器形成液击，从而缩短机组使用寿命，所以在每次启动制冷机之前必须要将蒸汽管道内的冷凝水彻底排放干净。

2）制冷机在“稀释” 运行时一定不能停止冷水泵及冷却水泵等辅助设备的运转，以免影响溶液的“稀释”效果

在正常情况下，当操作人员按下停机按钮后，制冷机马上会转入“稀释”运行状态（时间为15min）。此时虽然蒸汽阀门已经关闭，但是机组的冷剂泵和溶液泵仍然都还处于运转之中。如果此时就将冷水泵及冷却水泵等辅助设备也立即停运，那么，在高压发生器和低压发生器中产生的冷剂蒸汽就不能被冷却成冷剂水，从吸收器底部抽出的冷剂水也不能再从冷水吸收热量并变成冷剂蒸汽，从而导致吸收器中的浓溶液无法被正常“稀释”。因此，此时一定不能急于停止冷水泵及冷却水泵等辅助设备。

3）必须要保证蒸发器及冷凝器处于良好的真空状态，以免影响机组的制冷效果

在溴化锂吸收式制冷机内循环的二元工质中，水是制冷剂（溴化锂吸收式制冷机的制冷原理就是利用水在低温、低压条件下蒸发、汽化，从而吸收载冷剂的热负荷，产生制冷效应的）。因为水只有在真空状态下才具有较低的蒸发温度（6℃），从而吸收载冷剂热负荷，使之温度降低，所以，在日常的运行维护中，操作人员必须要牢固树立“真空第一”的操作指导思想，定期启动真空泵，切实保证蒸发器及冷凝器等始终处于良好的真空状态。

此外，如果机组的真空度遭到破坏，溴化锂溶液还会加大对设备的腐蚀。

4）应经常对冷凝水过滤器的滤网进行检查和清洗，以免影响机组的制冷效果

溴化锂吸收式制冷机是以高温蒸汽为工作动力的。实际工作中，由于蒸汽中经常会含有少量的固体杂质，所以很容易对冷凝水回热器前的冷凝水过滤器形成堵塞。由于高压发生器与冷凝水回热器处于同一流通回路，当冷凝水过滤器发生堵塞时，高温蒸汽就会因为流路不畅而不能顺利进入高压发生器。这样一来就必然会导致机组制冷能力下降。因此，在日常生产中应经常对冷凝水过滤器的滤网进行检查，发现问题要及时处理。