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溴化锂百科

溴化锂冷水机组水循环系统的化学除垢与清洗方法

发布时间:2022/9/2 10:58:44 浏览次数:114

溴化锂吸收式制冷机组是以热能作为动力,以水为制冷剂,溴化锂溶液为吸收剂,制取高于0oc的冷量,作为空调或生产工艺过程的冷源。溴化锂吸收式制冷机组由于其本身耗电少、无毒、无污染、无爆炸危险、安全可靠,被誉为无公害的制冷设备。 机组运行和维护中常见的问题:

溴化锂吸收式制冷机过冬措施 我国大部分地蒸汽式或热水式溴化锂制冷机组经常一年之中实际运行仅一一个季度,其余时间大多处于停机状态。如对停机的制冷机组不采取保养检查维修措施,则制冷机组的损害程度会增加,轻则其制冷量衰竭加快,重则制冷机组有可能在3—5年内报废,因此加强溴化锂吸收式制冷机的冬季保养是十分必要的。

     溴化锂制冷机在使用过一段时间后,常会在冷凝器和吸收器中产生结垢,水系统滋生藻类进而产生粘泥,机组出现严重锈蚀等问题,这就需要运用清洗技术对其进行维修保养。

1. 溴化锂冷水机组水循环系统的化学除垢与清洗

溴化锂冷水机组有两路水循环系统:冷媒水系统和冷却水系统。冷媒水系统一般是密闭循环,水量几乎没有损失,所以它存在的主要问题是铁锈、滋生藻类、产生粘泥影响传热等。冷却水系统除上述问题外,还有冷却塔的水分蒸发导致无机盐浓度升高产生结垢的问题。无论是粘泥还是结垢,都增加了换热铜管热阻,降低传热效率,使得吸收式制冷机组的制冷能力下降。资料表明, 冷却水污垢系数由0.000086m2K/w 增加到0.000172mzK/W 和0.000344m2K/W时,机组制冷量将衰减11% 和26%左右;冷媒水污垢系数由0.000086m2K/w 增加到0.000172m2K/W时,机组制冷量将下降8%左右;所以应定期对水系统加以清洗和投放化学药剂。尤其是使用地下水的地区,水的硬度较高,结垢的现象更为突出,有的机组运行数月就会有鱼鳞般的垢层产生。需要注意的是,机组冷却水侧和冷媒水侧,每年在停机期间应进行认真清洗,对各种过滤网、管道和阀门定期清洗与检查,以保障良好的供热效果和循环水量。如果可能,冷却水侧和冷媒水侧进口处应设置过滤网,以防止较大的杂物进入机组。在机组清洗完毕后,为防止再次发生结垢现象,需要针对实际水质情况,优选配方,定期投加化学药剂,提高对溴化锂吸收式制冷机组的管理水平。

2. 溴化锂制冷机组的内部化学清洗

     溴化锂溶液在有氧存在的情况下对钢铁腐蚀性较强,这也是对溴化锂制冷机组真空度要求较高的原因之一。此外,机组正常维修要充氮气隔绝空气,暴气维修时间不宜超过6小时,越短越好。由于多方面的原因,一有漏泄,制冷机组内部极易出现腐蚀,产生的锈渣又可能堵塞滤网和喷嘴。所以需要采取化学清洗方法,对制冷机组内部进行清洗维护。

3. 溴化锂溶液的再生处理

     溴化锂溶液的pH值、酸碱值和铬酸锂缓蚀剂的浓度应在维护中做定期检测。当溴化锂制冷机组经过长期运行,溶液内容易生成大量的沉淀物和铬合物,降低机组的制冷效率,减少制冷机组的制冷量。故有必要对溴化锂溶液进行再生处理,以提高制冷量,降低设备故障率和延长机组使用寿命。溴化锂溶液的再生方法有以下几种 L5J:① 将溶液从机组中抽出,置于大型容器中,经沉淀吸取容器上部的清液,抛弃沉在底部的残液,达到清除沉淀物之目的(但溶液长时间暴露于大气环境中);

使用过滤网对溶液进行过滤(但溶液长时间暴露于大气环境中);

     制冷系统内安装再生装置,使污浊的溴化锂溶液可在制冷系统内真空条件下进行再生处理,并充分发挥制冷系统中原有设备的功能,使用方便,省时有效,可随时再生溶液,清除沉淀物,保证溶液通畅循环。

在对溴化锂制冷机组进行内部化学清洗和再生处理操作中,应注意如下几点: 各屏蔽泵及滤网应在酸洗过程结束后进行水洗的过程中拆开清洗,去掉滤网上的杂质;

采用钝化水而不是磷化主要是考虑到机组内不仅有铁质材料还有铜质材料,钝化液充注量应比机组正常充液多一些;

     化学药剂对环境有一定的污染,能回收的应尽量回收,需排放的应作好排污工作;

使用化学药剂,在操作过程中应注意安全,采取必要的防护措施,由专职人员操作。

4. 传热管破裂的处理

     蒸发器传热管在制冷机组运行过程中常会出现冻裂,这是当系统的冷媒水断水后,操作人员未能及时发现,制冷机继续运转,使得积存在蒸发器传热管内的冷媒水温度不断下降,直至结冰而使管子,冻裂。制冷系统的传热管发生冻裂,轻微时可能是一根或数根,严重时则可出现数十根或数百根同时冻裂,造成较大的经济损失,应在机组运行时特别注意。避免传热管冻裂的根本措施是加强运转管理,运转期间机房值班人员应时常观察各有关运转参数的变化情况,一旦出现异样征兆,例如由于冷媒水断水而出现系统保护装置动作、报警电铃响等情况,立即关闭供热。当传热管出现破裂时,由于冷媒水已灌人机内,溴化锂溶液的浓度急剧下降,同时,制冷机真空度下降,制冷能力消失。因此如发生传热管破裂的事故,一般应请专业制造厂或维修部门进行专业修复。

但在修复前,必须主动采取隔绝空气漏人机内的措施,将泄漏部位与环境空气相通处封死。

5. 真空度的保持

     溴化锂吸收式制冷机是在高真空度下工作的,蒸发器、吸收器中的绝对压力只有几毫米汞柱,外部空气极易泄人,在运行过程中不可避免产生不凝性气体。即使数量极微也会极大地损害机组的性能,在1台制冷量为2267.85 kW的机组中加入3O克氮气(G =9.5%)后,制冷量减少一半,仅有1163 kW;而且随着不凝气体的增加,机组的性能将被完全破坏,无法正常运行。因此,真空度是衡量制冷机性能的重要参数。要想机组正常运行,首先必须保证机组真空度,无论是运行还是停机保养,真空度应视为机组的生命线,定人定机进行检查。一台合格的优良的制冷机要求达到30Pa的绝对压力,24小时压力回升不超过20Pa。如果达不到,就必须检查。如果充氮保养也要求N2的纯度。只有这样,才能减缓机组腐蚀和制冷性能下降。  

(7)不凝性气体对机组性能的影响  


不凝性气体是指在制冷机的工作温度、压力范围内不会冷凝、也不会被溴化锂溶液所吸收的气体。不凝性气体的存在增加了溶液表面的分压力,使冷剂蒸气通过液膜被吸收时的阻力增加,传质系数关系小,吸收效果降低。另外,倘若不凝性气体停滞在传热管表面,会引成热阻力,影响传热效果。它们均导致制冷量下降。  由图10可以看出,若机组中加入 ,就会使机组的制冷量由原来的2267.4kw降为1162.8kw,几乎下降50%。  提高溴化锂吸收式制冷机性能的途径  由上面分析可知,溴化锂吸收式制冷机的性能不仅与外界参数有关,而且与机组的溶液循环量、不凝性气体含量及污垢热阻有关。此外,机组的性能还与溶液中是否添加能量增强剂,热交换器管簇的布置方式等因素有关。我们可望通过下列途径来提高机组的性能。  (1)及时抽除不凝性气体  由于溴化锂吸收式制冷机是处于真空中运行的,蒸发器和吸收器中的绝对压力极低,故外界空气很容易漏入,即使少量的不凝性气体也会明显地降低机组的制冷量。如果不凝性气体积聚到一定的数量,就能破坏机组的正常工作状况。因而及时抽除机组内的不凝性气体是提高溴化锂吸收式制冷机性能的根本措施。     为了及时抽除漏入系统的空气,以及系统内因腐蚀产生的不凝性气体(氢),机组中备有一套抽气装置。图11表示一套常用的抽气系统。不凝性气体分别由冷凝器上部和吸收器溶液上部抽出。由于抽出的不凝性气体中仍含有一定数量的冷剂水蒸气,若将它直接排走,不仅会降低真空泵的抽气能力,而且会使机组内冷剂水量减少。同时,冷剂水和真空泵油接触后会使真空泵油乳化,使油的粘度降低、恶化甚至丧失抽气能力。因此,应将抽出的冷剂水蒸气回收。为此,在抽气装置中设有水气分离器,让抽出的不凝性气体进入水气分离器,在分离器内,用来自吸收器泵的中间溶液喷淋,吸收不凝气体中的冷剂水蒸气,吸收了水蒸气的稀溶液由分离器底部返回吸收器,吸收过程中放出的热量由在管内流动的冷剂水带走,末被吸收的不凝性气体从分离器顶部排出,经阻油室进入真空泵,压力升高后排至大气。阻油室内设有阻油板,防止真空泵停止运行时大气压力将真空泵油压入制冷机系统。  图12示出另一种抽气装置,它属于自动抽气装置类型。自动抽气装置虽有多种形式,但其基本原理都是利用溶液泵排出的高压流体作为抽气动力,通过引射器引射不凝性气体,然后不凝性气体随同溶液一起进入储气室(又称气液分离器),在储气室内部,不凝性气体与溶液分离后上升至顶部,溶液由储气室返回吸收器。当不凝性气体积聚到一定数量时,关闭回流阀,依靠泵的压力将不凝性气体压缩到大气压力以上,然后打开放气阀,将不凝性气体排至大气。  自动抽气装置的抽气效率较低,抽气量也很小,因此在机组中仍需设置如图12所示的机械真空泵抽气系统,以便在机组开始投入运行前或机组内积存较多的不凝性气体时使用。  (2)调节溶液的循环量  机组运行时,如果进入发生器的稀溶液量调节不当,可导致机组性能下降。发生器热负荷一定时,如果循环量过大,一方面使溶液的浓度差减小,产生的冷剂蒸气量减少;另一方面,进入吸收器的浓溶液量增大,吸收液温度升高,影响吸收效果。两者均使机组的制冷量下降,热力系数降低。如果循环量过小,机组处于部分负荷下运行,制冷能力得不到充分发挥,而且由于循环量过小,溶液的浓度差增大,浓溶液浓度过高,有结晶的危险。因此,机组运行时,应适当地调节溶液的循环量,以期获得最佳的制冷效果。  溶液循环量的调节可通过三通阀来完成。它将部分稀溶液旁通到由发生器返回到溶液热交换器的浓溶液管路中,直接流回吸收器,达到调节稀溶液环量的目的。  (3)强化传热与传质过程  溴化锂吸收式制冷机基本上是一些热交换器的组合体,它的工作过程实质上是由传热和传质过程组成的,因此强化传热和传质过程将使机组的性能有所改善。  ①添加能量增强剂 在溴化锂吸收式制冷机循环系统中往往添加一种名叫辛醇的能量增强剂,它可使传热和传质过程都得到强化。  辛醇是一种表面活性剂,它能减少溴化锂溶液的表面张力,从而增加溶液与水蒸气的结合能力。此外,还能降低溴化锂水溶液的分压力,从而增加吸收推动力,使传质过程得到增强。  铜管表面几乎完全被辛醇浸润,在管表面形成一层液膜,而水蒸气与液膜几乎不溶,因而在辛醇液膜上呈珠状凝结,放热系数大大增强,强化了传热效果。  实验表明,辛醇的添加量约为溴化锂溶液量的0.1%~0.3%,添加辛醇后制冷量可提高10%~20%。  辛醇的密度约为0.83kg/l,基本上不溶于溴化锂水溶液,因此随着机组的运行,辛醇会不断地积聚在蒸发器和吸收器液面上,逐渐丧失提高机组制冷量的作用。因此必须定期地将蒸发器水盘中的冷剂水旁通到吸收器中,使辛醇聚层和溶液充分混合,然后循环使用。  ②减少冷剂蒸气的流动阻力 减少冷剂蒸气的流动阻力可增强吸收推动力,强化传热和传质过程。通常采用的措施是改进挡液板结构型式,增大流通截面;布置蒸发器和吸收器管簇时留有气道,减少管簇部的流动阻力;吸收器采用热、质交换分开进行的结构形式等。  ③提高换热器管内工作介质的流速 对于冷却水和冷媒水,流速一般取1.5~3.0m/s,加热蒸气的流速为15~30m/s,溶液的流速一般高于0.3m/s。  ④传热管表面进行脱脂和防腐蚀处理。  ⑤改进喷嘴结构,改善喷淋溶液的雾化情况。  ⑥提高冷却水和冷媒水的水质,减少污垢热阻。  ⑦采用强化传热管 例如采用锯齿形低肋管和多孔性镀层金属管等,提高传热效果。  ⑧合理地调节喷淋密度 在溴化锂吸收式制冷机中,因蒸发器冷剂水的蒸发压力很低,为克服静液柱高度对蒸发过程的影响,通常将蒸发器做成喷淋的型式。合理地调节喷淋密度,可以得到最佳的经济效果。如果喷淋密度过小,有可能使部分蒸发器管簇外表面没有淋湿,影响制冷效果;但如果喷淋密度过大,管子表面的液膜增厚,冷剂水的蒸发受影响,阻力损失增大,吸收推动力减少,影响吸收效果,同时液膜形成热阻,影响外层冷剂水与管内冷媒水的热交换,同样也影响制冷效果。吸收器中的喷淋密度也应作适当调节。尽管喷淋量增大时在一定范围内对传热传质有利,但同样也存在着液膜增厚的问题,它将增加传热和传质的阻力,影响吸收效果。另外,随喷淋量的增大,溶液泵和蒸发器泵的功率消耗也增大,这也是值得注意的问题。  (4)采取适的防腐措施  由于溴化锂溶液对一般金属有强烈的腐蚀作用,特别是有空气存在的情况下腐蚀更为严重,因腐蚀而产生的不凝性气体又进一步降低了机组的制冷量,因此除了严格防止空气的漏入并加设抽气装置外,还必须采取适当的防腐措施。  最初人们采用昂贵的耐腐蚀材料,如不锈钢等,结果使装置的成本过高,推广受到限制。后来大量的试验研究和运行实践表明,在溴化锂溶液中加入0.1~0.3(按质量计)的铬酸锂作为缓蚀剂,同时加入适量的氢氧化锂,使溶液呈弱碱性(pH=9.5~10.5),可以有效地延缓溴化锂溶液对金属的腐蚀作用。这是因为铬酸锂能在金属表面形成一层保护膜,使之不能与氧直接接触,达到了防腐蚀的目的。

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