溴化锂制冷系统的故障分析与研究

赵建平，韩春龙，张佳洋

（河钢集团唐钢美锦（唐山）煤化工有限公司，河北 唐山 063000）

溴化锂制冷系统的故障问题，一直是系统稳定运行的诟病，其故障率要高于传统系统，且因为溴化锂制冷系统应用频率较高，对制冷系统的稳定运行提出了更高的要求，所以关于溴化锂制冷系统的故障分析研究工作显得尤为重要。

1 溴化锂制冷系统工作原理

溴化锂制冷系统的能源兼容性良好，基本上任何性质的热源都可以作为其制冷驱动力，例如废蒸汽、废热等。在运行机理上，溴化锂制冷系统中还有溴化锂水溶液、水、溴化锂溶液，三者分别充当了工质、制冷剂、吸收剂的角色。此时当热源进入溴化锂制冷系统当中，就会在内部形成高真空环境，相应因为热源会蒸发水分，其蒸气会带走水中大量温度，由溴化锂溶液吸收、排放，水的温度不断下降，此时就会形成制冷所需要的低温冷水。低温冷水通过溴化锂水溶液的工质作用，可以进行制冷，且制冷量可以人为控制，一般范围为20%～100%［1］。

图1为溴化锂制冷机组的工作原理，图中可见，溴化锂溶液存放于吸收器内部，形态上属于稀溶液。在系统运行过程中，主要通过泵类设备将其泵入高、低温换热器中，并延伸进入高、低压发生器。此时在高、低压发生器当中，溴化锂溶液将会被水产生的蒸汽而加热沸腾，形成冷剂蒸汽，此时溶液会产生浓缩效应。待其浓度达到一定水平之后，经高压发生器的作用，会逐渐转化为冷剂水，冷剂水会与低压发生器的冷剂蒸汽相互融合，并一同进入冷凝器当中待冷却。全部冷却完毕之后，就形成了低温冷剂水，相应低温冷剂水再进入蒸发器，利用泵类设备进行传输，与蒸发器传热铜管接触且被吸入蒸发器。此时低温冷剂水的热量会被迅速蒸发，温度在此降低，最终实现制冷目的。

图1 溴化锂制冷机组工作原理图

2 溴化锂制冷系统常见故障

2.1 热源系统故障

溴化锂制冷系统虽然为制冷系统，但其同样也需要热源，那么在冷热交替的过程当中，该系统设备就容易出现故障，其中受影响最大的系统结构即为热源系统。在很多实际案例当中可见，溴化锂制冷热源系统经常出现蒸汽压力不够、温度不受控制的现象，即在热交换过程当中，蒸汽供应不稳定，且压力波动较大等；人工调节温度时，制冷机组没有反应或者制冷温度波动不明显，此类现象的发生率很高，一旦出现，说明溴化锂制冷系统制冷效果不佳，需要尽快进行调节处理［2］。

2.2 制冷温度异常

在溴化锂制冷系统运行过程中，其设备制冷温度在表面上一切正常，可以根据人工操作来做出反应。但细化来看，其实际温度可能与人工操作要求不符，这一现象说明溴化锂制冷系统制冷温度异常，需要进行调整。究其原因，因为制冷系统设备长期运行，其内部容易积灰或者结垢，此时灰尘等可能会进入系统内部，侵入冷剂水，当冷剂水内的灰尘或其他杂物累积到一定程度，就会出现上述现象。对此在分析研究当中，要对冷剂水的比重进行检测。

2.3 制冷量异常

与上述制冷温度异常类似，制冷量异常也属于温度异常的表现。但不同的是，目前绝大部分的制冷量异常现象，都属于单侧温度异常类型，即制冷量要么过高、要么过低，说明这种现象的影响较为极端。具体来说，在实际应用操作中，人工对制冷系统进行制冷温度下调操作，造成制冷设备的温度直接变成最大值，导致机组铜管结冰，制冷效果较差，所以必须进行处理。

3 溴化锂制冷系统故障分析研究方法

3.1 热源系统故障

针对热源系统故障现象，在分析研究工作当中，首先可以尝试性的运行溴化锂制冷系统，检测其是否存在蒸汽供应不稳等表现，如果存在则说明其热源系统存在故障，如果不存在则需要拆解机组进行检查。其次在拆机检查过程当中，主要观察溴化锂制冷系统高压发生器内的溶液温度，如果溶液温度过高，则说明存在热源故障，有必要进行降温处理。

3.2 制冷温度异常

针对制冷温度异常现象，在分析研究过程中，主要测试系统内部冷剂水的比重。具体来说，根据相关理论得知溴化锂制冷系统冷剂水的正常比重为1.04以内，所以如果测试结果超出1.04，则说明存在制冷温度异常，对于此类故障，可以直接更换冷剂水。但值得注意的是，在清理完旧冷剂水之后，需要对机组内部进行全面清理，以免再一次出现相同问题。

3.3 制冷量异常分析研究

针对制冷量异常现象，在分析研究时，需要检测系统内的冷却水进水温度。具体来说，理论上冷却水进水温度需要维持在30～32℃，如果超出区间则会导致制冷量大幅度降低，可能造成保护停机，严重时会造成机组结晶，否则相反。所以如果测试结果显示，系统内部冷却水进水温度不在区间内，则说明存在制冷量异常，而针对这一现象，建议调整冷却水来水温度，以消除此类问题。

4 结 语

文章主要对溴化锂制冷系统的故障进行了分析，通过分析得到结论：溴化锂制冷系统主要利用真空环境，借助溴化锂水溶液、水、溴化锂溶液来实现制冷，具有良好应用价值。但也存在故障率较高的缺陷，有必要针对其故障问题进行分析，以提高其制冷效果；分析了溴化锂制冷系统运行过程中常见的故障，并对各故障的生成原因、特征进行了介绍，为分析研究工作提供方向；针对各类故障，提出了相关的解决方法。