氯气蒸发器泄漏对制冷机组的影响分析

摘 要：本文主要分析氯气蒸发器泄漏对制冷机组的影响和会造成的后果，并提出几点建议，希望对有关单位和部门在遇到类似情况有一定的经验可寻和启发。

关键词： 蒸发器； 泄漏； 制冷机组

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04. 039

0 引言

近年来，螺杆式氟制冷压缩机组因其特殊的制冷工艺而陆续被众多氯碱企业使用，遵宝钛业有限公司主要是用来液化金属钠和金属镁电解产生的氯气。因此，该套制冷压缩机组的稳定运行直接影响着企业的安全生产，而蒸发器（即液化器）是氯气与制冷剂直接交换热量的场所，它的好坏直接制约了机组的平稳运行，乃至整个企业生产的稳定性及效益。

1 制冷系统简介

1.1 螺杆式压缩机机组

该公司制冷压缩机组型号为LG20Ⅲ，其结构如图1。

从结构图可知，螺杆式制冷压缩机组由螺杆压缩机、联轴器、电动机、气路系统（包括吸气过滤器、止回式吸气阀和止回式排气阀）、油路系统（包括油分离器、油冷却器、油过滤器、油泵等）、控制系统（包括操作仪表箱、电控柜等）和设备、系统间的连接管路等组成。

用户按各自需要配备冷凝器，蒸发器等设备，就可组成一个完整的制冷系统，满足各种不同温度的工艺需要。

1.2 蒸发器

蒸发器是一种换热设备，与冷凝器所不同的是蒸发器是吸热设备。在蒸发器中，由于低压液体制冷剂气化，需要从冷却的物体或空间吸热，从而使被冷却的物体或空间的温度降低，达到制冷的目的。因此，蒸发器是制冷装置中产生和输出冷量的设备。该公司采用的是卧式管壳满液式蒸发器，如图2。

即管程为氯气，壳程为制冷剂氟利昂，二者通过管壁进行充分的热交换。

2 蒸发器泄漏对制冷机组的影响分析

针对该公司在近年来的生产过程中，出现蒸发器泄漏后，对制冷机组造成影响进行系统分析。

（1）制冷能力不足。由于机组正常工作时，制冷剂氟系统气压为0.8～1.1MPa之间运行，而蒸发器管程氯气压力为0.2～0.4MPa左右，便造成在蒸发器内部高压部位的氟气体泄漏到低压侧，致使氟大量损失，最终导致压缩机从蒸发器吸入的氟气体量减少，机组制冷能力量减少； （2）污染制冷剂氟利昂。当氟损失量较大时，压缩机就会从蒸发器吸入含氯气的氟利昂混合物进入机组，通过压缩机压缩后与氟气体进入氟管路循环。周而复始，便造成机组内氯气占据大量的容积，污染机组氟利昂； （3）油路系统的影响。一旦机组吸入氯气，特别是含水量大，浓度低的氯气，那么氯气经压缩机与润滑油混合后，一起被压缩到油分离器中。由于氯气具有强氧化性和易溶于水等特点，而润滑油本身又是一种复杂的碳氢化合物的混合物，因此，氯气进入油分离器后，不像油与氟那样高温易分离，就会造成氯气与润滑油发生复杂的化学反应，导致润滑油变质，出现深黑色，泡沫多，乳化等现象，影响其润滑、冷却、防锈、清洗、密封和缓冲等作用； （4）压缩机的影响。LG20III型氟制冷机组为容积型回转式制冷压缩机，它主要利用一对相互啮合的阴阳转子在机体内作回转运动，周期性地改变转子每对齿槽间的容积来完成吸气，压缩，排气过程。因此，转子与转子，转子与机体之间的配合精度要求高。蒸发器泄漏氯气进入压缩机内部，便会腐蚀转子，机体，轴承等部件，造成转子之间以及转子与机体之间间隙增大，压缩能力下降；甚至会造成压缩机内部腐蚀不均衡，产生严重摩擦，机组温度高，振动大，出现异常声音等危害； （5）对连接机组的设备、管路的影响。蒸发器泄漏的氯气进入机组设备和管路后，如不能及时发现处理，氯气会对机组内设备和管路造成腐蚀。特别是对机组氟冷凝器的影响较为明显，由于氟冷凝器结构与蒸发器相同，都是管壳式，区别在于冷凝器管程介质为冷却水，且采用铜管胀接方式组合而成。氯气进入氟冷凝器后，胀口周围薄弱的地方先受到腐蚀，便会造成冷却水渗透到制冷机组内部，这对机组将是致命的危害。所有设备，管道，阀门等都会迅速结霜、结冰，导致整个机组氟系统、油系统冰堵，最终迫使机组停机大修处理。

3 结语

本文通过分析氯气蒸发器泄漏后对制冷机组的影响和会造成的后果，希望有关单位和部门在遇到类似情况，有一定的经验可寻和启发。同时，也要求我们使用单位在日常管理中应加强对氯气蒸发器的巡视和检查，发现泄漏及时处理，防止事故扩大化，更要注重对氯气净化工艺技术进行革新，减少氯气中含水量和提高氯气浓度，降低其强氧化性和腐蚀性。从设计制造单位来讲，我们要严格控制原材料质量，加工制造工艺的选择以及产品质量的检验等，把握好每一个关键环节，提高蒸发器的使用寿命，减少对制冷机组的影响。

参考文献：

[1]周红燕.螺杆压缩机组在氯气液化中的应用[J].中国氯碱，2013，1（01）.

作者简介：韦国先（1985-），男，贵州人，主要从事：设备管理与维修工作，助理工程师。