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蒸汽双效溴化锂吸收式制冷机的应用经验

作者:    发布于:2020-12-24 8:46:48    文字:【】【】【

蒸汽双效溴化锂吸收式制冷机组的蒸汽热量,溴化锂溶液为吸收剂,制冷剂的水从低温水系统设备驱动。20世纪自上世纪90年代,焦化行业焦炭炉气净化过程中的一个大型规模的改造,一个新的气体净化过程,以确保低温冷却水净化气体生产的需要,溴化锂吸收式冷水机组被广泛使用在焦化行业,6型双效溴化锂吸收式制冷机中的气体净化装置半负荷生产条件,冰箱运行状况非常稳定。气体净化装置满负荷生产,冰箱内冷藏总量比去年同比下降的趋势,在1999年,制冷恶化的效果,冷却机组额定制冷量只有50%〜60%,停机检修次数变得更加频繁,直接影响气体净化设备的生产。从1999年底开始,开放的单位进行清洗和维修车间,在复苏的同时对循环水系统的改造和优化。经过三年的艰苦努力,机组运行正常,回到了寒冷的85%〜90%的额定制冷量。气体净化系统的各项指标均显着增加,并取得了良好的效果。
机组的冷量大幅衰减的原因是机组的运行状态严重偏离了设计运行状态(变工况运行),其主要原因如下。
  1、机组的原因
  过去,溴化锂吸收式制冷机主要用于集中空调系统,其冷媒水进、出口温度按12℃、7℃设计。而对煤气净化装置而言,要求冷媒水(即煤气净化装置所需的低温循环水)的进、出口温度为23℃、16℃。在溴冷机蒸发器内真空度不变的情况下,冷媒水进口温度越高,冷剂水的蒸发量就越大。也就是说,焦炉煤气净化装置所采用的溴冷机,其蒸发器工作压力高于空调型机组。
  随着蒸发压力的提高,在机组吸收器内溴化锂浓溶液吸收冷剂蒸汽的传质推动力升高,吸收器的吸收能力相应提高。随着冷媒水进口温度的升高,机组的冷量会相应提高,冷媒水进机组的温度每升高1℃,机组的冷量可上升3%~5%。但这只适用于特定范围内(冷媒水进口温度上升3~5℃以内),因为蒸发器的蒸发量加大后,而吸收器、发生器及冷凝器的工作能力是已经确定的,那么吸收器的吸收能力就会不够,蒸发器蒸发出的水汽不能被有效吸收,造成吸收器的工作温度和压力上升;相应的发生器及冷凝器的工作能力不足,造成机组稀溶液的发生效果不好,冷凝温度升高。机组就长期处于变工况运行状态,各个部位的工作温度、压力均偏离设计值。
  2、外部条件的影响
  ⑴机组超负荷运行。溴冷机所制取的低温水用做煤气净化装置的二段循环冷却水,而一段循环冷却水为敞开式循环冷却水,致使净化装置的一段冷却能力不足、冷却效果不好,大量热负荷下移至二段,使得低温水进机组温度进一步提高,夏季可达25~28℃,工况偏离程度进一步加大,溴冷机处于超负荷状态,难以维持长期运行。
  ⑵真空管理。溴冷机是高真空状态下运行的制冷设备,真空度一旦出现问题,首先是制冷量下降,其次引起运行故障,严重时危及机组的使用寿命。真空管理的目的就确保溴冷机始终处于最佳真空状态,其核心是将机内的不凝性气体含量控制在允许范围。不凝性气体的存在,增加了吸收过程的阻力,削弱了传质传热过程,即使少量不凝性气体也会造成冷量的大幅衰减。不凝性气体中氧气的存在,是造成机组内部腐蚀的主要原因,所以要严格控制机内氧的含量。
  ⑶循环冷却水的水质管理。循环冷却水存在的问题是旁滤、杀菌灭藻效果不好,使得水中沉积物和污垢过多,影响了冷却效果,造成吸收器、冷凝器温度过高,机组工况偏离程度上升。
  ⑷溴化锂溶液的日常管理。在开工初期,对溴化锂溶液的pH值和铬酸锂含量等指标没有严格控制。加上蒸汽减温减压装置的能力不足,进入机组蒸汽的温度一般控制在180~190℃,使得溴化锂溶液中胶泥状络合物及低价铬产物增多,溶液性状劣化。
  多方面的原因使机组长期处于变工况运行状态,而且偏离程度越来越大,造成机内腐蚀严重,溴化锂溶液、冷剂水分布装置堵塞,冷量大幅衰减,生产局面越来越被动。
  针对以上问题,对机组进行了开孔清洗,清除大部分腐蚀产物,溶液进行更换再生以及更换窜漏的换热器和破裂铜管。同时对减温减压装置进行了改造,将蒸汽温度控制在155~165℃。对车间一段循环冷却水系统、制冷循环水系统进行了改造和水量的平衡、优化,有效减少了热负荷下移,减轻了溴冷机的负担。建立健全溴冷机机组的各项管理制度,并落实到位。目前机组的工况有了较大改观,以吸收器为例,稀溶液工作温度已控制在43℃以下。冷媒水出口温度也降至20℃以下,机内的腐蚀已得到控制,不再继续恶化。

 通过几年机组运行和溴化锂制冷机维护保养的实践表明,必须从以下几方面对机组进行全过程管理。
   ⑴必须针对冷媒水温的变化进行仔细核算和专门设计。吸收器、冷凝器及高、低压发生器要作一定程度的放大,溶液及冷剂水循环也应做相应的调整。
  ⑵由于冷媒水进口温度要求为23℃,蒸发器和吸收器的工作压力上升问题无法回避,因此机组的冷量选择应比所需冷量大,即有一定的裕量,可有效缓解这一矛盾。
  ⑶对机组本体的制造水平和检测手段一定要精益求精,使其具有良好的气密性,尽量消除外漏对机组的影响。
  ⑷机组的真空管理工作以控制不凝性气体含量为核心。还必须强调两点:一是因机组的绝对压力为水汽分压与不凝性气体分压之和。因此,单纯用测绝对压力的方法来管理机组真空,是无法判别机组内部不凝性气体量的,应分别测出绝对压力和溶液的水汽饱和压力,再以两者之差为参考,来判别机内不凝性气体的含量。二是机组用旋片式真空泵,其极限真空度要定期检查,实测值不得大于1.33Pa。
  ⑸溶液的日常管理最重要的是检测和控制溶液的pH值和缓蚀剂的含量。
  ⑹完善的冷却水管理应包括控制水温、控制循环量、控制系统水量平衡和水质稳定处理等工作,其核心是水质稳定处理工作,必须确保污垢系数小于0.086m2?℃/kW。
  ⑺机组自身及外部的计器仪表应准确无误,只有准确了解各个部位的参数,才能正确掌握和判断机组的运行效果和质量。