论溴化锂吸收式制冷机组溶液结晶故障处理

陆卫东

【摘要】在溴化锂吸收式制冷机中，发生溶液结晶现象是对机组运行产生严重影响的故障之一，而发生严重溶液结晶现象的机组消除故障需要的时间较长，在没有备用机组的情况下，可能会影响人体的舒适性，对工艺性空调来说，会导致产品质量下降甚至产生设备的损坏。

【关健词】溶液；结晶；熔晶；热交换器

1、前言：

一般溴化锂吸收式制冷机组发生的结晶现象并不严重，可以通过调整各运行参数（人工调节或机组自动调节）或者是延长稀释运行的时间，逐渐消除结晶现象，但如果结晶现象比较严重，甚至堵塞换热器管路。则溶液循环不能正常开启，采用延长稀释运行时间的做法不能消除结晶故障，必须采用人工熔晶的方法排除故障。

2、目前溴化锂吸收式制冷机组发生溶液结晶原因与现象

溶液结晶是溴化锂吸收式机组常见故障之一。为了防止机组在运行中产生结晶，机组都没有自动溶晶装置，通常都设在发生器浓液出口端。此外，为了避免机组停机后溶液结晶，还设有机组停机时的自动稀释装置。

然而，由于各种原因，1、如加热能源压力太高，2、冷却水温度过低，3、送往高发的溶液循环量过小，4、机组内存在不凝性气体，5、超负荷运行，發生突然停电，6、由于使用者操作不当、熔晶管保护装置失灵等。机组还会发生结晶事故。机组发生结晶后，熔晶是相当麻烦的事情。从溴化锂溶液的特性曲线（结晶曲线）可以知道，结晶取决于溶液的质量分数和温度。在一定的质量分数下，温度低于某一数值时，或者温度一定，溶液质量分数高于某一数值时，就要引起结晶。一旦出现结晶，就要进行熔晶处理。熔晶时，机组冷剂水减少，而且要费很长一段时间，此时，机组性能大为降低。因此，机组运行过程中应尽量避免结晶。

3、溴化锂吸收式制冷机组溶液结晶故障处理分析

机组启动时结晶

在机组起动时，由于冷却水温度过低、机内有不凝性气体或热源阀门开得过大等原因，使溶液产生结晶，大多是在热交换器浓溶液侧，也有可能在发生器中产生结晶。熔晶的方法如下：

1）如果是低温热交换器溶液结晶，其熔晶方法参见机组运行期间的结晶。

2）发生器结晶时，熔晶方法：①首先微微打开热源阀门，向机组微量供热，通过传热管加热结晶的溶液，使之结晶熔解。②其次为加速熔晶，可外用蒸汽全面加热发生器壳体。③最后待结晶熔解后，起动溶液泵，待机组内溶液混和均匀后，即可正式启动机组。

3）如果低温溶液热交换器和发生器同时结晶，则按照上述方法，先处理发生器结晶，再处理溶液热交换器结晶。

运行期间的结晶

机组运行期间，掌握结晶的征兆是十分重要的。结晶初期，如果这时就采取相应的措施（如降低负荷等），一般情况可避免结晶。

机组在运行期间，最容易结晶的部位，是溶液热交换器的浓溶液侧及浓溶液出口处，因为这里的溶液质量分数最高及浓溶液温度最低，当温度低于该质量分数下的结晶温度时，结晶逐渐产生。在全负荷运行时，熔晶管不发烫，说明机组运行正常。一旦出现结晶，由于浓溶液出口被堵塞，发生器的液位越来越高，当液位高到熔晶管位置时，溶液就绕过低温热交换器，直接从熔晶管回到吸收管器，因此，熔晶管发烫是溶液结晶的显著特征。这时，低压发生器液位高，吸收器液位低，机组性能下降。但要注意区别对待熔晶管发烫不一定是由于机组结晶而引起溶液循环不当也会引起熔晶管发烫，一般而言，若是结晶引起熔晶管发烫，热交换器出口稀溶液温度及热交换器表面温度会降低。

（一）当结晶比较轻微时，机组本身能自动熔晶。如果机组无法自动熔晶，可采取下面的熔晶方法。

1）机组继续运行关小热源阀门，减少供热量，使发生器温度降低，溶液质量分数也降低。

2）关闭冷却塔风机（或减少冷却水流量），使稀溶液温度升高，一般控制在60℃左右，但不要超过70℃。

3）为使溶液浓度降低，或不使吸收器液位过低，可将冷剂泵旁通阀门慢慢打开，使部分冷剂水旁通到吸收器。

4）机组继续运行，由于稀溶液温度提高，经过热交换器时加热壳体侧结晶的浓溶液，经过一段时间后，结晶可以消除。

（二）机组继续运行并伴有加热，如果结晶较严重，上述方法一时难以解决，可借助于外界热源加热来消除结晶。

1）按照轻微熔晶处理方法，关小热源阀门，使稀溶液温度上升，对结晶的浓溶液加热。

2）同时用蒸汽或蒸汽凝水直接对热交换器全面加热。

（三）采用溶液泵间歇启动和停止

1）为了不使溶液过分浓缩，关小热源阀门，并关闭冷却水。

2）开冷剂水旁通阀，把冷剂水旁通至吸收器。

3）停止溶液泵的运行。

4）待高温溶液通过稀溶液管路流下后，再起动溶液泵。当高温溶液加热到一定温度后，又暂停溶液泵的运转，如此反复操作，使在热交换器内结晶的浓溶液，受发生器回来的高温溶液加热而溶解。

（四）间歇启、停并加热把上述方法结合起来使用，可使熔晶速度加快，对结晶严重场合的熔晶，可采取此方法。具体操作如下：

1）用蒸汽软管对热交换器进行全面加热，并用木椎敲击。

2）溶液泵内部结晶不能运行时，对泵壳、连接管道一起加热，并注意对泵体的冷却。

3）采取上述措施后，如果泵仍不能运行，可对溶液管道、热交换器和吸收器中引起结晶的部位进行反复加热。

4）用真空橡胶管将冷剂水取样伐和浓溶液取样伐相连，将冷剂水直接旁通至浓溶液以达到稀释浓溶液的目的。

5）极其严重的结晶情况，可向机组内直接灌注纯净水以稀释溶液的溶度，从而达到解晶的目的。

6）采用（三）溶液泵间歇启动和停止的方法。

7）熔晶后机组开始工作，若抽气管路结晶，也应熔晶。若抽气装置不起作用，不凝性气体无法排除，尽管结晶已经消除，随着机组的运行又会重新结晶。故在溶晶结束后，即对机组抽真空。

8）寻找结晶的原因，并采取相应的措施。

如果高温溶液热交换器结晶，高压发生器液位升高，因高压发生器没有熔晶管，同样，需要采用溶液泵间歇启动和停止的方法。利用温度较高的溶液回流来消除结晶。

熔晶后机组在全负荷运行，自动熔晶管也不发烫，则说明机组已经恢复正常运转。

停机期间的结晶

停机期间的结晶是由于溶液在停机时稀释不足或环境温度过低等原因造成的。一旦发生结晶，溶液泵就无法运行。可按下列步骤进行溶晶。

1）用蒸汽对溶液泵壳和进出口管加热，直到泵能运转。加热时要注意不让蒸汽和凝水进入电动机和控制设备。切勿对电动机直接加热。

2）屏蔽泵是否运行不能直接观察，如溶液泵出口处未装真空压力表，可以在取样阀处装真空压力表。若真空压力表上指示为一个大气压（即表指示为0），表示泵内及出口结晶未消除；若表指示为高真空，只表明泵不转，机内部分结晶，应继续用蒸汽加热，使结晶完全溶解。但是，有时溶液泵扬程不高，取样阀处压力总是低于大气压。这时应用取样器取样，或者观察吸收器喷淋，或发生器有无液位，也可听泵管内有无溶液流动声音来判断结晶是否已溶解。

4、结论：

通过以上对溶液结晶故障处理，不难看出：一旦机组结晶，维修费用增大，即影响了空调场所使用又增加了运行成本。故此，机组抢修人员必须定期对防结晶安全保护装置进行检查，确保其能正常工作，同时要求操作人员随时监控机组的运行状况，严格按照使用说明书的要求进行操作，以防止溶液结晶故障的发生。

参考文献：

[1]徐世琼 主编《制冷技术问答》 中国农业出版社

[2]双良集团溴冷机操作培训材料

[3]双良集团溴冷机安全安装与使用说明书