蒸汽雙效型溴化鋰吸收式制冷機組是以蒸汽為驅動(dòng)熱源、溴化鋰溶液為吸收劑、水為制冷劑制取低溫水的設備。20世紀90年代以來(lái)，焦化行業(yè)對焦爐煤氣凈化工藝進(jìn)行了大規模改造，新的煤氣凈化工藝需要低溫冷卻水保證煤氣凈化生產(chǎn)，溴化鋰吸收式制冷機開(kāi)始廣泛運用于焦化行業(yè)。

　　某公司6臺雙效型溴化鋰吸收式制冷機在煤氣凈化裝置半負荷生產(chǎn)條件下，制冷機運行工況非常穩定。煤氣凈化裝置全負荷生產(chǎn)后，制冷機冷量出現逐年衰減的趨勢，在1999年制冷效果惡化，機組的冷量只有額定冷量的50%～60%，故障停機次數也日趨頻繁，直接影響了煤氣凈化裝置的生產(chǎn)。從1999年底開(kāi)始，對機組進(jìn)行開(kāi)孔清洗和檢修，同時(shí)對回收車(chē)間的循環(huán)水系統進(jìn)行了改造和優(yōu)化。經(jīng)過(guò)三年多的努力，機組的運行基本正常，冷量恢復至額定冷量的85%～90%。煤氣凈化系統的各項指標也大幅上升，取得了良好效果。

　　一、存在問(wèn)題

　?、艡C組運轉時(shí)內部各點(diǎn)壓力、溫度偏高。機組的內部各點(diǎn)壓力、溫度與設計值相比均偏高。以吸收器為例，其稀溶液(運行濃度為53%～55%)設計溫度為39～41℃，對應的壓力為1403～1117Pa。而在運行過(guò)程中，其實(shí)際溫度為49℃，對應的壓力為2460～1988Pa，幾乎升高了一倍。

　?、其寤嚾芤盒誀?lèi)夯?。溶液顏色為咖啡色，pH值大于10.5，溶液中鉻酸鋰消耗很快，取樣靜置后大量腐蝕物沉淀，導致屏蔽電泵損壞頻繁。

　?、遣荒詺怏w排出困難。機組自動(dòng)抽氣裝置的窺鏡處能觀(guān)察到大量氣泡，且始終排不凈。真空泵必須頻繁啟動(dòng)抽氣，真空泵油易乳化，用量大。機組腐蝕嚴重，機內溶液和冷劑水分布裝置堵塞嚴重。

　?、葯C組腐蝕嚴重。機組熱交換器的換熱管腐蝕穿孔，造成稀、濃溶液竄漏。高、低壓發(fā)生器銅管破裂，造成機組停機和冷劑水污染。吸收器濃溶液分布板的小孔堵塞率達50%～80%，嚴重影響了吸收效果。冷劑水二次噴啉噴頭堵塞率達80%以上，蒸發(fā)效果極差，冷劑水與冷媒水溫差達5℃以上。

　　以上問(wèn)題，使得機組的冷量大幅衰減，冷媒水出機組溫度達22～26℃，與要求的16～18℃相去甚遠，煤氣凈化裝置無(wú)法正常運行。

　　二、問(wèn)題分析與改進(jìn)措施

　　機組的冷量大幅衰減的原因是機組的運行狀態(tài)嚴重偏離了設計運行狀態(tài)(變工況運行)，其主要原因如下。

　　1、機組的原因

　　過(guò)去，溴化鋰吸收式制冷機主要用于集中空調系統，其冷媒水進(jìn)、出口溫度按12℃、7℃設計。而對煤氣凈化裝置而言，要求冷媒水(即煤氣凈化裝置所需的低溫循環(huán)水)的進(jìn)、出口溫度為23℃、16℃。在溴冷機蒸發(fā)器內真空度不變的情況下，冷媒水進(jìn)口溫度越高，冷劑水的蒸發(fā)量就越大。也就是說(shuō)，焦爐煤氣凈化裝置所采用的溴冷機，其蒸發(fā)器工作壓力高于空調型機組。

　　隨著(zhù)蒸發(fā)壓力的提高，在機組吸收器內溴化鋰濃溶液吸收冷劑蒸汽的傳質(zhì)推動(dòng)力升高，吸收器的吸收能力相應提高。隨著(zhù)冷媒水進(jìn)口溫度的升高，機組的冷量會(huì )相應提高，冷媒水進(jìn)機組的溫度每升高1℃，機組的冷量可上升3%～5%。但這只適用于特定范圍內(冷媒水進(jìn)口溫度上升3～5℃以?xún)?，因為蒸發(fā)器的蒸發(fā)量加大后，而吸收器、發(fā)生器及冷凝器的工作能力是已經(jīng)確定的，那么吸收器的吸收能力就會(huì )不夠，蒸發(fā)器蒸發(fā)出的水汽不能被有效吸收，造成吸收器的工作溫度和壓力上升;相應的發(fā)生器及冷凝器的工作能力不足，造成機組稀溶液的發(fā)生效果不好，冷凝溫度升高。機組就長(cháng)期處于變工況運行狀態(tài)，各個(gè)部位的工作溫度、壓力均偏離設計值。

　　2、外部條件的影響

　?、艡C組超負荷運行。溴冷機所制取的低溫水用做煤氣凈化裝置的二段循環(huán)冷卻水，而一段循環(huán)冷卻水為敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水，致使凈化裝置的一段冷卻能力不足、冷卻效果不好，大量熱負荷下移至二段，使得低溫水進(jìn)機組溫度進(jìn)一步提高，夏季可達25～28℃，工況偏離程度進(jìn)一步加大，溴冷機處于超負荷狀態(tài)，難以維持長(cháng)期運行。

　?、普婵展芾?。溴冷機是高真空狀態(tài)下運行的制冷設備，真空度一旦出現問(wèn)題，s*先是制冷量下降，其次引起運行故障，嚴重時(shí)危及機組的使用壽命。真空管理的目的就確保溴冷機始終處于z*佳真空狀態(tài)，其核心是將機內的不凝性氣體含量控制在允許范圍。不凝性氣體的存在，增加了吸收過(guò)程的阻力，削弱了傳質(zhì)傳熱過(guò)程，即使少量不凝性氣體也會(huì )造成冷量的大幅衰減。不凝性氣體中氧氣的存在，是造成機組內部腐蝕的主要原因，所以要嚴格控制機內氧的含量。

　?、茄h(huán)冷卻水的水質(zhì)管理。循環(huán)冷卻水存在的問(wèn)題是旁濾、殺菌滅藻效果不好，使得水中沉積物和污垢過(guò)多，影響了冷卻效果，造成吸收器、冷凝器溫度過(guò)高，機組工況偏離程度上升。

　?、蠕寤嚾芤旱娜粘９芾?。在開(kāi)工初期，對溴化鋰溶液的pH值和鉻酸鋰含量等指標沒(méi)有嚴格控制。加上蒸汽減溫減壓裝置的能力不足，進(jìn)入機組蒸汽的溫度一般控制在180～190℃，使得溴化鋰溶液中膠泥狀絡(luò )合物及低價(jià)鉻產(chǎn)物增多，溶液性狀劣化。

　　多方面的原因使機組長(cháng)期處于變工況運行狀態(tài)，而且偏離程度越來(lái)越大，造成機內腐蝕嚴重，溴化鋰溶液、冷劑水分布裝置堵塞，冷量大幅衰減，生產(chǎn)局面越來(lái)越被動(dòng)。

　　針對以上問(wèn)題，對機組進(jìn)行了開(kāi)孔清洗，清除大部分腐蝕產(chǎn)物，溶液進(jìn)行更換再生以及更換竄漏的換熱器和破裂銅管。同時(shí)對減溫減壓裝置進(jìn)行了改造，將蒸汽溫度控制在155～165℃。對車(chē)間一段循環(huán)冷卻水系統、制冷循環(huán)水系統進(jìn)行了改造和水量的平衡、優(yōu)化，有效減少了熱負荷下移，減輕了溴冷機的負擔。建立健全溴冷機機組的各項管理制度，并落實(shí)到位。目前機組的工況有了較大改觀(guān)，以吸收器為例，稀溶液工作溫度已控制在43℃以下。冷媒水出口溫度也降至20℃以下，機內的腐蝕已得到控制，不再繼續惡化。

　　三、經(jīng)驗總結

　　通過(guò)幾年機組運行和科季維修保養的實(shí)踐表明，必須從以下幾方面對機組進(jìn)行全過(guò)程管理。

　?、疟仨氠槍涿剿疁氐淖兓M(jìn)行仔細核算和專(zhuān)門(mén)設計。吸收器、冷凝器及高、低壓發(fā)生器要作一定程度的放大，溶液及冷劑水循環(huán)也應做相應的調整。

　?、朴捎诶涿剿M(jìn)口溫度要求為23℃，蒸發(fā)器和吸收器的工作壓力上升問(wèn)題無(wú)法回避，因此機組的冷量選擇應比所需冷量大，即有一定的裕量，可有效緩解這一矛盾。

　?、菍C組本體的制造水平和檢測手段一定要精益求精，使其具有良好的氣密性，盡量消除外漏對機組的影響。

　?、葯C組的真空管理工作以控制不凝性氣體含量為核心。還必須強調兩點(diǎn)：一是因機組的絕對壓力為水汽分壓與不凝性氣體分壓之和。因此，單純用測絕對壓力的方法來(lái)管理機組真空，是無(wú)法判別機組內部不凝性氣體量的，應分別測出絕對壓力和溶液的水汽飽和壓力，再以?xún)烧咧顬閰⒖?，?lái)判別機內不凝性氣體的含量。二是機組用旋片式真空泵，其極限真空度要定期檢查，實(shí)測值不得大于1.33Pa。

　?、扇芤旱娜粘９芾韟*重要的是檢測和控制溶液的pH值和緩蝕劑的含量。

　?、释晟频睦鋮s水管理應包括控制水溫、控制循環(huán)量、控制系統水量平衡和水質(zhì)穩定處理等工作，其核心是水質(zhì)穩定處理工作，必須確保污垢系數小于0.086m2.℃/kW。

　?、藱C組自身及外部的計器儀表應準確無(wú)誤，只有準確了解各個(gè)部位的參數，才能正確掌握和判斷機組的運行效果和質(zhì)量。