溴化锂制冷机组结晶故障探讨分析及解决

陈旭春

（中国石油长庆石化公司，陕西 咸阳 712000）

溴化锂制冷机组结晶故障探讨分析及解决

陈旭春

（中国石油长庆石化公司，陕西 咸阳 712000）

分析了溴化锂溶液在溴化锂吸收式制冷机组在运行中出现结晶故障的原因，提出了在实际运行中避免结晶的各项管理措施及熔晶方法。对溴化锂制冷机结晶的原因进行了归纳，对日常的保养和管理工作提出了建议，并探讨总结了结晶的处理方法

溴化锂；吸收式制冷机结晶；熔晶预防排除

本公司使用的是江苏双良空调设备股份有限公司生产的热水型RXZ（120/68）—465（25/15）M2溴化锂制冷机，在夏季制冷过程中运转正常，溴化锂吸收式制冷机在投用使用过程中有可能制冷量下降或不工作，产生结晶故障等现象。溶液结晶是溴化锂吸收式制冷机最常见的故障之一。在机组投用使用运行过程中，如果发现制冷量下降，设备被冷介质温度上升，溶液可能有结晶的前兆，一般则影响制冷机的制冷量俗称“设备的出力”，如果结晶速度快，而没有及时处理最后导致停机，严重影响溴化锂制冷的使用效果。为此，操作人员应该掌握导致溶液结晶产生的基本原因、掌握初步的判断方法和落实熔晶方法非常重要。

1 溴化锂溶液的浓度与结晶温度

在一定的使用浓度下，溶液的温度低于饱和度数值时；另一种是温度一定溶液浓度高于饱和度数值时，会出现结晶现象。从表1可看出，溶液结晶取决于溶液的使用浓度与温度，另外溶液浓度如果略有升高，导致结晶温度就升高很多。为了防止结晶，溶液浓度要控制在65%以下。

表 1 溴化锂溶液的浓度与结晶温度

2 溴化锂制冷机组溶液结晶时的表现特征

溴化锂制冷机组在使用中的溴化锂溶液结晶时有三个表现特征：一是机组的制冷量出现显著下降，冷剂水温度上升。有时吸收器还伴随有噼噼啪啪的响声。二是由于溶液被浓缩后浓溶液在低换热器中流动不畅甚至不流动，造成溴化锂制冷设备的低压发生器液面升高，自带的自动熔晶管发烫；三是经过换热器管不换热使其变凉，不进行热交换失去换热功能。

3 判断分析几种结晶产生原因分析及判断

3.1 我们从溴化锂溶液的特性曲线最易结晶部位可以看出，溴化锂溶液结晶首先取决于溶液的浓度，其次是溶液运行的温度。一般情况溶液的使用温度越低，其溶液的饱和浓度就会越低。从溴化锂制冷溶液的结晶曲线看，上方区为溴化锂溶液区，下方区域为溴化锂溶液结晶区；溴化锂制冷机组在正常运转时，溴化锂溶液的状态在曲线上方区域的某点。

3.2 溴化锂制冷结晶故障的判断曲线图，为了防止机组在使用中出现结晶现象，而绘制的曲线图，机组除了设有自动熔晶装置，还有被称为熔晶管的在发生器浓溶液出口端。机组溶液一旦出现流动性变差而发生结晶，这时浓溶液出口被结晶体堵塞形成狭窄的通道，就会发生器的溴化锂溶液液位会自动升高，当溴化锂溶液液位高到熔晶管位置时，溶液就与之形成狭窄的通道越过吸收器，熔晶管发烫是判断溶液结晶的一个显著特征。机组制冷性能严重下降。

3.3 可能导致结晶的几种原因。溴化锂制冷循环包括发生、冷却、节流、蒸发、吸收和交换六个过程。每个过程中，溶液浓度和温度都发生着周期性变化，保持着动态平衡。如果由于某种原因，打破这种平衡，是某个环节中溴化锂溶液和温度发生较大变化时，就可能会导致结晶现象的出现。特别是在流体的热交换器中，溶液流程长、流速慢，从发生器来的高浓度的溶液温度下降过多，很有可能引起结晶出现。溴化锂制冷机组在运行过程中，有下列几种因素可能引起结晶出现。一是热源供热量偏大热水温度偏大，使高压发生器内溴化锂溶液水分蒸发量偏大，会使溶液发生过程大于吸收过程，导致浓溶液浓缩浓度升高，致使溶液出现结晶。二是溶液循环量逐渐减少，致使溶液结晶。导致溶液循环量减少的原因有以下几种：①高位发生器泄漏漏气，使高位发生器压力逐渐升高，进入高位发生器溶液循环量逐步减少。②仪表故障，液位传感器失灵，导致溶液循环量在减少。③仪表误信号使浓溶液调节阀开度较小。④溴化锂溶液长时间运转有杂质，使发生泵过滤器堵塞，进入高压发生器的循环量溶液量减少。机组真空度偏高，会使吸收压力逐渐升高，蒸发速度减慢，致使冷剂水大量聚集在蒸发器中，引起发生结晶可能性增大。⑤冷却水温度过低，流量过大或者冷负荷过小，会使溴化锂溶液的温度越来越低，结晶的可能性越来越大。⑥意外停机，由发生器出来的浓溶液稀释不充分而结晶。⑦操作不当系统冷剂水污染，冷剂水蒸发速度缓慢，其结果大量冷剂水聚集在蒸发器中，也会导致溶液浓度普遍升高，使结晶的可能性大大增强。也就是说这是重要的原因。

4 实际运行中避免结晶发生的管理措施

4.1 控制热水的温度在120℃以下。控制进溴化锂制冷的热水流量，避免对发生器内突然大流量的热水进入，使其过快、过度的加热，未使溴化锂吸收过程和发生过程的动态保持平衡，同时注意调整发生器内溶液液面在合理的范围。操作人员根据当天气温和冷负荷的变化，调节机溴化锂制冷机组。

4.2 加强人员管理控制循环水进口温度，使其应在22～32℃，特别是在清明前后和十一前后，气温变化也可以导致机组溶液温度过低及稀溶液浓度过高而产生结晶。

4.3 加强冷却水循环量的管理，控制好冷却水量，避免溶液温度下降过多过快，从而引起结晶出现。

4.4 加强溴化锂吸收式制冷机组的真空度的管理。机组使用时，其溴化锂溶液在其内部分解会产生氢气等不凝性气体，并浓聚积于吸收器内，确保储气室真空显示≤50Pa为止。及时抽出里面的溴化锂溶液在热交换时产生的不凝性气体，避免冷剂水大量聚集而引起溶液浓度普遍升高现象，以降低溴化锂溶液结晶的可能性。

4.5 加强冷剂水的管理经常检查蒸发器液面和冷剂水污染情况，避免冷剂水大量聚集于蒸发器中，及时消除引起冷剂水污染的一切因素。

4.6 控制好溴化锂溶液循环量，调整合适的溴化锂溶液循环量，避免热交换过于剧烈而引起浓溶液温度发生较大变化。

5 溴化锂制冷机组处理熔晶方法

如果溴冷机出现了结晶现象，不只是某一个点出现了问题，要从系统中查找结品的原因，要分析它的水系统、热源系统以及溴化锂溶液和冷剂水的循环系统，找出系统中导致结晶的根本原因。总之，影响溴化锂制冷机组工作并出现结晶的原因是多方面的，要查看冷却水温度的高低，流量的大小，整个水系统的管路是否通畅，要分析真空度是不是低了，蒸汽的压力和温度是否合适，吸收液的循环量够不够等等。最容易发生结晶的地方是在温度低浓度高的部位如低温热交换器的出口处， 一旦发生了结品，要及时进行结晶处理，常规处理如下：

5.1 熔晶管设置自动熔晶装置，当刚开始结晶比较少时，机组本身就可以自动熔晶

5.2 溴化锂制冷机组的溶液发生结晶严重，若自身无法自动熔晶，我们就可采用以下方法熔晶，具体操作如下：（1）停止热水供应，减少供热量。（2）关闭循环冷却水，逐渐减少循环冷却水流量，温度自主升高至60～70℃，否则又会出现再次结晶。（3）打开冷剂水旁通阀，把冷剂水旁通至吸收器。（4）反复启动溶液泵，使高温溶液经稀溶液管流到吸收器。如此反复，受发生器回来的高温溶液加热而溶解。（5）若上述操作仍不能溶液的晶体，则须借助外界热源，对结晶部位进行火烤加热，直至熔晶。

5.3 人工稀释法：在结晶的部位打一个小孔，灌进去一定量的水。对溶液进行稀释，稀释完毕后再放出等量的水，此方法一定要注意作好对小孔的密封，保持真空度，确保真空度合格。

综上所述，溴化锂制冷机组结晶现象虽然易发生、危害大，但并不可怕。只要做到精心操作，结晶大都可以避免的。即使出现了结晶，只要能够做到早发现、早处理，一般不会对溴化锂制冷机组正常运行造成重大影响。建议运行操作人员在巡检时发现溴化锂制冷机组冷水温度上升，蒸发温度也上升，可以判断制冷量下降，可能是溴化锂制冷溶液已开始结晶了，操作人员就应该立即采取熔晶措施，并按以上方法逐步检查结晶原因，确定后及时处理，就可以避免溴化锂制冷设备出现这种隐患。

[1]戴永庆.溴化锂吸收式制冷机空调技术实用手册[M].北京：机械工业出版社，1999.

[2]何耀东.空调用溴化锂吸收式制冷机[M].北京：中国建筑工业出版社，1993.

TB651

A

1671-0037（2014）12-105-2

陈旭春（1966.10-），男，本科，工程师，研究方向：空气压缩及净化和深冷制氮及余热应用。