热水型二段溴化锂吸收式制冷机组出力低分析及防止结晶控制方法

吴明雨 孙海龙

（北京京能未来燃气热电有限公司，北京 102209）

热水型二段溴化锂吸收式制冷机组出力低分析及防止结晶控制方法

吴明雨 孙海龙

（北京京能未来燃气热电有限公司，北京 102209）

结合北京京能未来燃气热电有限公司在夏季对北京市昌平区北七家镇未来科技城区域的供冷方式，分析热水型溴化锂吸收式制冷机组达不到额定出力的原因，介绍预防机组结晶的控制方法，旨在节约能源，提高机组运行效率。

溴化锂；冷却水；冷凝器；蒸发器

随着近年来我国经济的快速发展，人民生活水平得到了不断提高，城市化建设不断加速，能源与资源消耗屡创新高，特别是以区域能源为代表的实现热电冷三联供正在快速发展，在很大程度上反映了我国经济发展的现状和趋势。针对此，结合笔者在热水二段溴化锂吸收式制冷机组运行中的经历，对热水二段溴化锂吸收式制冷机组达不到额定出力及防结晶控制方法进行分析。

1 热水二段溴化锂制冷机组主要设计参数

冷量为7 034kW（2 000RT）；冷水量为1 208.7m3/h；冷却水量为2 282m3/h；热水进出口温度为120/70℃；热水工作压力为1.6MPa；热水量为153t/h；冷水供回水温度为8/13℃；冷水工作压力为1.6MPa；冷却水供回水温度为32/38℃；冷却水工作压力为1.0MPa。

2 热水二段溴化锂制冷机组工作原理

热水二段溴化锂吸收式制冷机组的内部循环主要包括2个相互独立的系统，每一个独立的系统的循环过程都具有相同的循环过程［1］。吸收器中的稀溶液主要通过溶液泵送给发生器，在这个途中需要流经热交换器。而进入发生器后的稀溶液则被管内热水的热量加热，在发出冷剂蒸汽之后则浓缩成为浓溶液。浓溶液流过热交换器的传热管之间，加热管内的则是流往发生器的稀溶液，当温度降下来之后则进入到吸收器中。热水二段溴化锂

吸收式制冷机组的具体工作流程见图1。

图1 热水二段溴化锂吸收式制冷机组工作流程

3 供冷温度达不到额定出力分析

3.1 冷却水进口温度的影响

图2为冷却水进口温度与制冷量的关系，条件为冷水温度7～12℃，冷却水进出口温度差5.5℃。由图2可知，冷却水进口温度为32℃时，相对制冷量为100%；冷却水进口温度每下降1℃，制冷量上升3%～5%；反之，冷却水进口温度每上升1℃，制冷量下降5%～8%。值得注意的是，冷却水进口温度过低，将引起稀溶液温度过低，浓溶液浓度升高，两者均增加了浓溶液产生结晶的危险。反之，冷却水进口温度过高，吸收效果大幅下降，制冷量降低，严重的将会造成结晶。所以，冷却水进口温度维持在32℃非常必要。

图2 冷却水进口温度与制冷量的关系

3.2 冷却水量的影响

图3为冷却水量与制冷量的关系，条件为冷水温度7～12℃，冷却水进口温度32℃。由图2可知，冷却水量减少10%，制冷量下降3%左右；反之，制冷量上升2%。冷却水量一般不低于设定值的80%。但在部分负荷时，可通过减少冷却水量的方法来调节机组运行工况。

图3 冷却水量与制冷量的关系

3.3 热源温度的影响

热源的影响主要为热水进口温度对制冷量的影响。由图4可知，在其他条件不变的情况下，热水进口温度降低5℃，制冷量下降10%～15%。运行中维持机组热水进口温度120℃是非常必要的。如果温度过高，容易发生溴化锂溶液结晶事故。

图4 热水进口温度对制冷量的影响

3.4 冷水出入口温差影响

图5为冷水出入口温度与制冷量的关系，条件为冷水出口温度7℃，冷却水温度32～37.5℃。由图5可知，当冷水出入口温度差为5℃时，相对制冷量为100%。温差过大或过小都会对机组造成影响，如冷水量过分降低，会因管内流速降低，使制冷量下降，严重时引起传热管冻裂。因此，冷水量不低于额定值80%。

图5 冷水出入口温度与制冷量的关系

此外，还有表面活性剂、不凝性气体、溶液循环量、冷剂水纯度和污垢系数等因素对制冷量的影响。

3.5 热水二段溴化锂吸收式制冷机组真空影响

要让蒸发器内部形成并保持低压环境，就必须要让吸收式制冷机始终保持在高真空的状态之下。只有这样，才可以让冷媒水在低温（4～5℃）情况下仍然可以蒸发，进而让制冷工况可以稳定地运行。如果是其中存在有空气，那么空气分压力就会让机组内的压力上升，导致冷媒蒸发温度升高，而不能获得所需要的冷水温度与制冷能力，影响吸热性能［2］。

4 热水二段溴化锂吸收式制冷机组的结晶

图6为LiBr溶液结晶情况，其中横坐标为LiBr溶液浓度，纵坐标为温度。一定温度下的溴化锂饱和水溶液，当温度降低时，由于溴化锂在水中溶解度的减小，就会形成结晶现象，造成事故。作为机组的工质，溴化锂溶液应始终处于液体状态，无论是运行或停机期间，都必须防止溶液结晶，这一点非常重要。

图6 LiBr溶液结晶情况

机组运行期间最容易结晶的部位是热交换器的浓溶液侧及浓溶液出口处。熔晶管发烫是溶液结晶的重要标志。但熔晶管发烫不都是结晶引起的，溶液循环量不当也会使熔晶管发烫。如果结晶引起熔晶管发烫，热交换器稀溶液出口温度、浓溶液喷淋温度及热交换器表面温度会降低。

5 热水二段溴化锂吸收式制冷机组结晶控制

5.1 热水二段溴化锂化锂机组冷却水流量调节

变频循环水泵运行正常，根据运行情况，1号溴化锂机组冷却水入口门保持10%开度，冷却水入口压力0.1～0.2Mpa，冷却水出入口温差6～8℃，冷却水出口温度不大于38℃。如果出口温度大于38℃，需要就地手动打开1号溴化锂机组冷却水入口电动门来调节冷却流量，保证冷却效果。

5.21 号溴化锂机组冷却水温度的恒定

溴化锂机组循环冷却水温度恒定是非常必要的。由于制冷系统和主机循环水共用机力塔水池，没有独立的制冷循环水水池。这样循环水温度会受到主机负荷、机力塔风机运行情况、环境温度等影响，从而引起溴化锂溶液结晶的事故。需要注意的是，运行人员应时刻关注冷却水温度变化，必要时稍开或稍关溴化锂机组冷却水入口电动门。

5.3 溴化锂机组熔晶方法

①机组手动控制，重新启动，稍开热水阀门；②停冷却水，使得稀溶液温度升高，控制在60℃，不能超过70℃，冷冻水出口温度高于进口温度后停冷冻水；③为使得溶液浓度降低，或者吸收器液位不低，可将冷剂水旁通阀缓慢打开，使得部分冷剂水旁通到吸收器，持续运行一般可以消除结晶；④如果结晶非常严重，可采用蒸汽、热水、火烤等方法对结晶部位直接加热［3］。

［1］李乾波.热水二段型溴化锂吸收式冷水机组［J］.中国建设信息供热制冷，2009（7）：70.

［2］杨燕燕.单效溴化锂吸收式制冷机组性能研究及其应用［D］.大连：大连理工大学，2013.

［3］李平阳.溴化锂制冷技术在低温热回收利用中的应用［J］.中外能源，2010（2）：96-99.

Analysis of Low Output of Two Hot Water Type Lithium Bromide Absorption Refrigeration Unit and Control Method for Preventing Crystallization

Wu MingyuSun Hailong
（Beijing Jingeng Future Gas Power Co.Ltd.Beijing 102209）

According to the cooling mode for Future Techno Mart region of Beiqijia Town,Changping District,Beijing City of Beijing Jingneng Future Gas Thermal Power Co.Ltd.in summer,the reasons of failing to reach the rated out⁃put of the hot water type lithium bromide absorption refrigeration unit were analyzed,the control methods to prevent unit crystallization were introduced,in order to save energy and improve the operation efficiency of the unit.

lithium bromide；cooling water；condenser；evaporator

TB651

A

1003-5168（2016）10-0091-03

2016-09-06

吴明雨（1990-），男，本科，研究方向：电厂燃气-蒸汽联合循环机组热电冷三联供运行、节能；孙海龙（1984-），男，本科，中级工程师，研究方向：生产运行热能与动力工程，电厂集控运行。