吸收式制冷機熔晶管高溫分析判斷預(yù)防與處理

宋西平，尚 海，陳子建

(中國石油化工股份有限公司 洛陽分公司，河南 洛陽 471012)

吸收式制冷機熔晶管高溫分析判斷預(yù)防與處理

宋西平，尚 海，陳子建

(中國石油化工股份有限公司 洛陽分公司，河南 洛陽 471012)

對吸收式制冷機熔晶管出現(xiàn)高溫現(xiàn)象進(jìn)行對比分析和判斷，根據(jù)現(xiàn)象找出發(fā)生高溫的不同原因及排除故障的方法。

溴化鋰溶液；熔晶管；結(jié)晶；雜質(zhì)；節(jié)流孔

1 概述

洛陽石化空壓車間冷凍站共有雙良溴化鋰制冷機五臺(編號分別是L101～L105)，機組始建于1999年，經(jīng)過多年的運行和期間故障處理，運行期間從自抽裝置視鏡觀察可以看出，部分機組已經(jīng)出現(xiàn)內(nèi)部鈍化膜脫落的現(xiàn)象，造成部分雜質(zhì)浮現(xiàn)在溶液中。

表1 L101～L105出現(xiàn)熔晶管高溫現(xiàn)狀

近幾年L102、L103、L104、L105四臺機組先后出現(xiàn)自動熔晶管突發(fā)高溫的現(xiàn)象，與機組結(jié)晶現(xiàn)象較為相似，根據(jù)歷年積累的經(jīng)驗多方判斷，再按照自動熔晶管的原理和故障現(xiàn)象進(jìn)行對比，準(zhǔn)確判斷出熔晶管出現(xiàn)高溫的原因，采取相應(yīng)的操作和檢修手段，有效地排除這一故障。表1為機組出現(xiàn)熔晶管高溫時的現(xiàn)狀。

2 熔晶管工作流程及結(jié)構(gòu)

吸收式制冷機中，利用水溶解溴化鋰得到溴化鋰熔液，利用高溫發(fā)生器使溴化鋰溶液中溶質(zhì)(溴化鋰)部分的濃縮；溶劑(水)部分的蒸發(fā)，從而分離出高濃度的溴化鋰溶液和純水，再利用溴化鋰溶液有較強的吸收特性，使得蒸發(fā)器內(nèi)所蒸發(fā)的水蒸氣不斷的被溴化鋰溶液所吸收，這樣不斷的循環(huán)使制冷不斷的進(jìn)行。

由于溶液的特性，當(dāng)高壓發(fā)生器出現(xiàn)加熱溫度過高或吸收器內(nèi)稀溶液溫度過低，溶液濃度高于所對應(yīng)結(jié)晶溫度時，溶液中便有晶體出現(xiàn)，這一現(xiàn)象稱為結(jié)晶。為了有效地解決這個問題，在低壓發(fā)生器的液囊中設(shè)有一根自動熔晶管(注：此機熔晶管為套筒型)，此熔晶管設(shè)計為低壓發(fā)生器與吸收器相連，因低壓發(fā)生器和吸收器存在一定的壓力差，所以稀溶液泵將部分溶液經(jīng)過節(jié)流進(jìn)入自動熔晶管內(nèi)，溶液達(dá)到自抽裝置溢流口時便流入吸收器內(nèi)，這樣循環(huán)的稀溶液就會起到液封和稀釋的作用。當(dāng)溶液在低溫?fù)Q熱器發(fā)生結(jié)晶時，低壓發(fā)生器內(nèi)的濃溶液不能流回吸收器，使液面位置上升，當(dāng)液面位置上升至自動熔晶管的開口處，濃溶液經(jīng)自動熔晶管直接回流吸收器，與吸收器內(nèi)的稀溶液混合后，使溫度升高，高溫溶液由溶液泵加壓進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器內(nèi)。加熱管外結(jié)晶的濃溶液，使晶體熔解。自動熔晶管裝置工藝流程圖見圖1；結(jié)構(gòu)圖見圖2。

圖1 自動熔晶管裝置流程圖

圖2 自動熔晶管結(jié)構(gòu)圖

3 影響自動熔晶管高溫的因素及判斷

3.1 機組正常結(jié)晶及判斷

多年來，因冷凍站吸收式制冷機所用驅(qū)動熱源(蒸汽)不能自供，熱源來自其它單位，蒸汽的壓力和溫度不能隨時有效控制。當(dāng)蒸汽壓力出現(xiàn)大幅波動時，因蒸汽管線自力式調(diào)節(jié)閥的失效和蒸汽自動調(diào)節(jié)閥控制滯后，造成機組階段性蒸汽壓力過高而進(jìn)入機組，這樣勢必造成機組熱源增多，使高發(fā)溫度大幅提高，隨之溶液濃度也相應(yīng)升高。當(dāng)溶液濃度達(dá)到對應(yīng)的結(jié)晶溫度時，機組便會在該部位有晶體出現(xiàn)。當(dāng)結(jié)晶出現(xiàn)后，首先機組制冷量會逐漸下降，結(jié)晶部位(低溫?zé)峤粨Q器)因溶液循環(huán)量減小或中斷其壁面溫度下降發(fā)涼，熔晶管溫度會因后路流通不暢隨之升高，低壓發(fā)生器液面逐漸升高至熔晶管溢流口下流，低壓高溫的溶液流至熔晶管時，熔晶管溫度傳感器便反應(yīng)出高溫現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至達(dá)到保護(hù)溫度而使機組中斷運行，這時從幾個方面可以快速的判斷出機組是否結(jié)晶，進(jìn)入吸收器內(nèi)噴淋管觸感發(fā)涼、吸收器內(nèi)溶液逐漸下降，溶液泵便產(chǎn)生氣蝕。表2為機組正常運行參數(shù)與結(jié)晶時參數(shù)對比。

表2 機組正常運行參數(shù)與結(jié)晶參數(shù)對比

3.2 熔晶管稀溶液節(jié)流孔堵塞高溫及判斷

當(dāng)機組運行年數(shù)過長或保養(yǎng)不當(dāng)，內(nèi)腔極易遭到溶液的腐蝕，在運行過程中內(nèi)壁受到溶液的沖刷和腐蝕，就會使溶液產(chǎn)生一定的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)受到溶液中辛醇的粘合作用集聚在一起，雜質(zhì)會隨著溶液循環(huán)而流動。自動熔晶管要取一部分稀溶液作為低壓發(fā)生器和吸收器的液封液，部分雜質(zhì)經(jīng)過熔晶管的節(jié)流小孔時會不斷粘附在小孔的周圍逐漸將節(jié)流小孔堵塞。一旦熔晶管節(jié)流小孔被堵塞，熔晶管內(nèi)的液封中斷，低壓發(fā)生器內(nèi)的低壓高溫蒸汽會順著熔晶管內(nèi)筒流向吸收器，低壓發(fā)生器流下的高溫蒸汽就會經(jīng)過溫度傳感器反映出來，顯示熔晶管高溫造成機組自保護(hù)停機，另一方面還會造成機組結(jié)晶的假象。當(dāng)這一故障出現(xiàn)后，可以看出機組的制冷量略有下降，機組運行各參數(shù)除熔晶管高溫外并無多大變化，溶液循環(huán)正常，低溫?zé)峤粨Q器傳熱溫度正常，濃溶液噴淋溫度運行在正常范圍之內(nèi)。表3為機組正常運行參數(shù)與熔晶管高溫參數(shù)對比。

表3 機組正常運行參數(shù)與熔晶管高溫參數(shù)對比

4 熔晶管高溫的處理

4.1 機組結(jié)晶熔晶管高溫處理

機組正常運行期間結(jié)晶即采用結(jié)晶逆方法進(jìn)行熔晶，常用的方法及時控制蒸汽進(jìn)入機組壓力，降低高發(fā)換熱量，降低溶液的濃度；關(guān)小冷卻水調(diào)節(jié)閥，減少冷卻水進(jìn)入機組，提高吸收器稀溶液的溫度，使結(jié)晶部位的溫度相應(yīng)提高。將機組由自動狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)為手動狀態(tài)，手動間斷開啟溶液泵，利用經(jīng)過換熱較高溫度的稀溶液倒流至低溫?fù)Q熱器，加快晶體的溶解，直到晶體消除。

4.2 機組自動熔晶管節(jié)流小孔堵塞高溫處理

自動熔晶管節(jié)流小孔堵塞的處理不同于結(jié)晶處理方法，雖然對機組運行不產(chǎn)生傷害，但對機組的吸收效果會產(chǎn)生一定的影響，降低了機組的最大吸收性能，機組的總制冷效率下降，另一方面熔晶管的作用失去，對機組的安全運行將會受到極大的威脅，必須盡快的疏通解決這一故障。因機組處于全密封狀態(tài)，處理的方法是停止機組運行，將機組內(nèi)的溶液全部導(dǎo)入儲罐，用氣割將自動熔晶管節(jié)流小孔根部管線割開，用焊絲將堵塞小孔的雜質(zhì)清除干凈，重新將管線接頭打磨焊接，檢漏正常后，將機組重新填裝溶液，啟動機組熔晶管高溫現(xiàn)象就會消除，機組便可恢復(fù)正常運行。

5 預(yù)防措施

5.1 機組結(jié)晶預(yù)防措施

5.1.1 確保外部熱源的穩(wěn)定

強化蒸汽控制系統(tǒng)的靈敏性，穩(wěn)定蒸汽的平穩(wěn)供給，加大機組運行各項參數(shù)的監(jiān)控力度，特別是高發(fā)溫度和溶液濃度的監(jiān)控調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)異常及時調(diào)節(jié)，確保機組運行參數(shù)在正常范圍之內(nèi)。

5.1.2 控制好機組溶液濃度及負(fù)荷調(diào)整

控制好稀溶液溫度，穩(wěn)定好冷卻水的溫度，防止稀溶液溫度過低造成濃溶液濃度低于結(jié)晶溫度；另外特別注意冷水回水溫度和環(huán)境溫度的變化，當(dāng)使用負(fù)荷降低冷水溫度下降時，注意控制好機組的濃度和循環(huán)水用量，防止因稀溶液溫度下降，機組在高濃度低溫?zé)峤粨Q中因溴化鋰晶體出現(xiàn)，發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。

5.2 自動熔晶管節(jié)流小孔堵塞預(yù)防措施

1.嚴(yán)格控制蒸汽溫度不大于165℃，防止機組在高溫下加劇溶液對內(nèi)腔的腐蝕。

2.機組運行期間做好溶液雜質(zhì)的觀察，多注意溶液視窗的可視檢查，發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)出現(xiàn)，就要對機組溶液沉淀、過濾維護(hù)。

3.發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)出現(xiàn)的機組，利用冬季黃金時間對機組溶液進(jìn)行徹底凈化、過濾處理，并做好停運機組的真空保養(yǎng)措施。

6 結(jié)論

通過上述對自動熔晶管發(fā)生高溫的現(xiàn)象進(jìn)行對比分析，可以對自動熔晶管高溫情況進(jìn)行快速的分析、判斷和處理，避免因此發(fā)生誤判影響到機組的平穩(wěn)運行。

宋西平，男，制冷專業(yè)，助理工程師。

The Analysis and Treatment of High Temperature Phenomenon in Absorption Refrigerator Melt Crystal Tube

SONG Xiping，SHANG Hai，CHEN Zijian

(Luoyang Branch,China Petroleum & Chemical Corporation,Luoyang 471012,China)

This paper compares and analyzes the occurrence of high temperature phenomena in the absorption refrigerator melt crystal tube. According to the phenomenon, the different causes of high temperature are found and seek out a solution.

lithium bromide solution；melt crystal tube；crystallization；impurities；orifice

2017-03-06

TB651

A

1007-7804(2017)03-0013-04

10.3969/j.issn.1007-7804.2017.03.004