溴化锂吸收式冷冻机典型故障.pptx

溴化锂吸收式冷冻机保养、典型故障及案例烟台荏原空调2009-08-17 目目 录录 冷冻机制冷能力不足冷冻机制冷能力不足机组内不凝性气体的影响机组内不凝性气体的影响冷却水的影响冷却水的影响加热量的影响加热量的影响 机组内部腐蚀产生杂质造成溶液循环不畅机组内部腐蚀产生杂质造成溶液循环不畅 溶液的管理及溶液的管理及冷却水的水质管理冷却水的水质管理冷冻机制冷能力不足冷冻机制冷能力不足-不凝性气体的影响不凝性气体的影响不凝性气体存在内部运转循环劣化 高温部分 温度上升 溶液中缓蚀剂 的消耗燃料消耗率增加不凝性气体的增加 吸收能力低下 不能制冷结 晶机组使用寿命缩短！高压切断保护溶液的腐蚀性增加冷冻机制冷能力不足冷冻机制冷能力不足 吸收器损失吸收器损失 吸收器中的压力与溶液相平衡的水蒸气的压力差吸收器中的压力与溶液相平衡的水蒸气的压力差,是吸收过程的推动力是吸收过程的推动力.把压力与之相对应的溶液的饱和温度来代替把压力与之相对应的溶液的饱和温度来代替,则可不用压力差则可不用压力差,而用温度差来而用温度差来表示吸收器的损失表示吸收器的损失.“吸收器损失吸收器损失”定义为在稳定的名义工况下运行时，定义为在稳定的名义工况下运行时，吸收器中稀溶液的露点温度与冷剂温度的差值。吸收器中稀溶液的露点温度与冷剂温度的差值。q双膜理论双膜理论传质方程式传质方程式 或吸收方程式或吸收方程式 G Ga a=K KG GAtAt(P Pa a-P-Pa a)P Pa a表示气相中的蒸汽分压表示气相中的蒸汽分压 ,P,PaPaP表示相界面处的蒸汽分压表示相界面处的蒸汽分压P Pa a表示液相中平衡蒸汽分压表示液相中平衡蒸汽分压 ,K,KGG吸收系数吸收系数,A,A 相接触面积相接触面积 t-t-接触时间接触时间,(,(P Pa a-P-Pa a)-)-传质的推动力即蒸汽的分压差传质的推动力即蒸汽的分压差G Ga a-吸收剂对吸收质的吸收量吸收剂对吸收质的吸收量根据双膜理论取决于气膜与液膜的扩散阻力根据双膜理论取决于气膜与液膜的扩散阻力,气膜与液膜阻力除了气膜与液膜阻力除了与蒸汽和溴化锂的性质有关外与蒸汽和溴化锂的性质有关外,还与其中是否存在不凝性气体有关还与其中是否存在不凝性气体有关.若不凝性气体存在若不凝性气体存在 ,将大大增加扩散阻力将大大增加扩散阻力.PaPapPa液相气相相界面气膜液膜扩散方向气体吸收过程 示意图吸收器损失的测量吸收器损失的测量q 冷剂蒸发温度冷剂蒸发温度=8.0 取样溶液温度和比重取样溶液温度和比重=33，1.69 溶液泵出口温度溶液泵出口温度=40q根据取样溶液比重和温度查图根据取样溶液比重和温度查图1得到溶液浓度：得到溶液浓度：59%q从从59%的浓度线和溶液温度线（的浓度线和溶液温度线（40）的交点处得到冷剂）的交点处得到冷剂 饱和温度：饱和温度：7吸收器损失吸收器损失=冷剂蒸发温度（冷剂蒸发温度（8.0）冷剂饱和温度（冷剂饱和温度（7.0）=1.0q 1.1 好好 1.5 3.0 需要从储气箱抽气需要从储气箱抽气 3.9 需要从吸收器抽气需要从吸收器抽气溴化锂溶液曲线溴化锂溶液曲线冷冻机制冷能力不足冷冻机制冷能力不足-典型案例典型案例 制冷量约为制冷量约为3500KW3500KW的直燃机，在冬季先进行暖房试运转，的直燃机，在冬季先进行暖房试运转，第二年夏季转为制冷模式运行，发现冷冻机制冷效果不好，第二年夏季转为制冷模式运行，发现冷冻机制冷效果不好，冷水进出口温差较小，冷水出口温度不能达到设定冷水进出口温差较小，冷水出口温度不能达到设定 的目标的目标温度，无法满足需求。温度，无法满足需求。排除其他原因后，测量吸收器损失达到排除其他原因后，测量吸收器损失达到8 8度，判断机组内不度，判断机组内不凝性气体过多造成冷冻机制冷效果差，持续从吸收器内抽凝性气体过多造成冷冻机制冷效果差，持续从吸收器内抽真空，吸收器损失逐渐变低，冷水出口温度逐渐降低，达真空，吸收器损失逐渐变低，冷水出口温度逐渐降低，达到设定的目标温度。到设定的目标温度。冷却水流量对制冷量的影响冷却水流量对制冷量的影响 在其他条件不变情况下，冷却水量减少10%，制冷量下降3%左右；反之，制冷量上升2%。当冷却水量减少20%以上时，制冷量下降幅度增大；而当冷却水量提高20%以上时，制冷量上升幅度缓慢。我国标准规定实际运行中冷却水量不超过名义值120%，否则过分提高传热管内流速后，将引起水侧的冲刷腐蚀，影响机组的使用寿命。冷却水量过少，则会导致浓溶液浓度过高，以至有结晶的危险。因此冷却水量一般不低于设计值的80%（部分负荷时例）。冷却水温度对制冷量的影响冷却水温度对制冷量的影响若其他外界条件不变时，与设计工况相比较，冷却水入口温度每升高1，制冷量约下降5%8%，单位冷量耗能量增加。反之，当冷却水入口温度每下降1，制冷量约上升3%5%，单位冷量耗能量减少。虽然冷却水入口温度越低，制冷量越大、能耗越少，但值得注意的是，随着冷却水入口温度的降低，溶液发生结晶的可能性也逐渐增加，同时易造成冷剂污染。因此只能尽量在二者之间取得平衡点，设计合理的机组则可以允许在较低冷却水入口温度时机组仍能正常运转，在获得较大的制冷量的同时耗费较低的能量。机组内部腐蚀产生杂质造成溶液循环不畅机组内部腐蚀产生杂质造成溶液循环不畅溶液热交入口大量钢板腐蚀脱落的锈片堵在传热管口机组内部腐蚀产生杂质造成溶液循环不畅机组内部腐蚀产生杂质造成溶液循环不畅q典型案例 冷冻机试运转5年后，机组出现高发溶液供液不足，机组制冷能力不足。调查机组历年的运行状况：1.机组自调试之初，由于破裂板破损，造成空气漏入机组 2.溶液颜色发生变化 3.屏蔽泵曾因杂质造成堵转 怀疑高发供液不足是由于管路堵塞所致，后检查发现溶液热交传热管管口被大量锈渣堵死。溶液管理溶液管理溴化锂溶液的腐蚀机理溴化锂溶液的腐蚀机理q溶液对钢板和铜管的腐蚀溶液对钢板和铜管的腐蚀q 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2q 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3q 4Cu+O2=2 Cu2Oq 2Cu2O+4H2O+O2=4 Cu(OH)2氧气的存在氧气的存在溶液管理溶液管理溴化锂溶液的腐蚀因素 溶液的温度溶液的温度 温度越高，腐蚀性越强温度越高，腐蚀性越强 溶液酸碱度溶液酸碱度 溶液呈酸性或强碱性都会增强腐蚀性溶液呈酸性或强碱性都会增强腐蚀性 溶液的浓度溶液的浓度 浓度的高低对腐蚀性影响不大浓度的高低对腐蚀性影响不大 氧气存在氧气存在 促进腐蚀的发生促进腐蚀的发生溶液管理溶液管理 防腐措施防腐措施 限制溶液温度限制溶液温度 最高溶液温度最高溶液温度165 165 控制溶液碱度控制溶液碱度 溶液溶液PHPH值控制在值控制在9.09.010.510.5 添加缓蚀剂添加缓蚀剂 溶液中添加适量的缓蚀剂溶液中添加适量的缓蚀剂 保持整机的气密性保持整机的气密性 防止空气进入防止空气进入溶液管理溶液管理 防腐机理防腐机理3Fe3Fe6H6H2 2O O2Li2Li2 2CrOCrO4 4FeFe3 3O O4 42Cr(OH)2Cr(OH)3 3 4LiOH4LiOHH H2 23Fe3Fe3H3H2 2O O2Li2Li2 2CrOCrO4 4FeFe3 3O O4 4CrCr2 2O O3 3LiOHLiOHH H2 26Cu6Cu5H5H2 2O O2Li2Li2 2CrOCrO4 43Cu3Cu2 2O OCr(OH)Cr(OH)3 34LiOH4LiOH3Fe3Fe4H4H2 2O OLiLi2 2MoOMoO4 4FeFe3 3O O4 4MoOMoO2 22LiOH2LiOH3H3H2 2生成结构致密的生成结构致密的Fe3O4溶液碱度增加溶液碱度增加有氢气产生有氢气产生溶液管理溶液管理溴 化锂氧气铜 离子钢铁表面形成的氧化物防腐层。这意味着初期（吸收式制冷机开始运转）缓蚀剂的量急剧减少。溴 化锂氧 化层氧 化层缓 蚀剂钢铁氧化物遭到空气的破坏，或者是被高温环境、铜离子等破坏。在制冷机内部产生脱落。缓蚀剂修复受腐蚀的表面。此过程是在不断地进行，缓蚀剂在不停地消耗，因此要定期地分析和调整。溶液管理溶液管理 溶液调整后的抽气量的变化：溶液调整后的抽气量的变化：溶液管理溶液管理 LiBrLiBr溶液中的低碳钢腐蚀曲线溶液中的低碳钢腐蚀曲线 ：双效循环单效循环低碳钢的腐蚀碱量溶液管理溶液管理q溶液的腐蚀能力是溶液温度在溶液的腐蚀能力是溶液温度在100100以下时，基以下时，基本没有什么变化，但是一旦超过本没有什么变化，但是一旦超过120120，就会急，就会急剧增强。双效冷冻机、冷温水机的高温发生器中，剧增强。双效冷冻机、冷温水机的高温发生器中，溶液温度高于此温度，如果不做好溶液管理，就溶液温度高于此温度，如果不做好溶液管理，就有发生筒体腐蚀事故的危险。有发生筒体腐蚀事故的危险。q另外，还要注意冷却水温度高、流量减少、不凝另外，还要注意冷却水温度高、流量减少、不凝气体蓄积、连续高负荷运转等都是使溶液温度升气体蓄积、连续高负荷运转等都是使溶液温度升高的原因。高的原因。溶液管理溶液管理 溴化锂溶液管理的重要点（概要）溴化锂溶液管理的重要点（概要）溴化锂溶液在制冷机运行中，逐渐恶化，表现为：溴化锂溶液在制冷机运行中，逐渐恶化，表现为：1.缓蚀剂的损耗缓蚀剂的损耗 2.碱度的增加（或减少）碱度的增加（或减少）3.杂质的增加杂质的增加溶液管理溶液管理q使用缓蚀剂的目的是在制冷机内部的钢或其它金属的湿润使用缓蚀剂的目的是在制冷机内部的钢或其它金属的湿润表面形成均匀、致密的保护膜（表面形成均匀、致密的保护膜（Fe3O4Fe3O4）来阻止腐蚀的发）来阻止腐蚀的发生。在制冷机试运转时，当内部不凝性气体被彻底地抽出生。在制冷机试运转时，当内部不凝性气体被彻底地抽出并且没有空气的存在时，保护摸会形成的很好。但是，当并且没有空气的存在时，保护摸会形成的很好。但是，当制冷机工作在不断的开或停时，保护膜的一部分将会被剥制冷机工作在不断的开或停时，保护膜的一部分将会被剥离，缓蚀剂会形成新的保护膜来代替。除了在最初的运行离，缓蚀剂会形成新的保护膜来代替。除了在最初的运行时，缓蚀剂的消耗和溶液中的杂质会使溶液不断地恶化，时，缓蚀剂的消耗和溶液中的杂质会使溶液不断地恶化，此过程是重复不断的。此外，在保护膜形成期间，制冷机此过程是重复不断的。此外，在保护膜形成期间，制冷机内部会产生气体（氢气），因此不断地从制冷机内部抽气内部会产生气体（氢气），因此不断地从制冷机内部抽气是必要的。是必要的。q为了维持溴化锂溶液的碱度，在溶液的最初管理时要执行为了维持溴化锂溶液的碱度，在溶液的最初管理时要执行碱度调整。这样的碱度调整目的也确保溶液能够发挥它的碱度调整。这样的碱度调整目的也确保溶液能够发挥它的防腐作用。通常，溶液的碱度随着制冷机的运转趋向升高。防腐作用。通常，溶液的碱度随着制冷机的运转趋向升高。如果它超过了一定的标准，将会产生象防腐能力减弱、溶如果它超过了一定的标准，将会产生象防腐能力减弱、溶液铜含量增加等问题。液铜含量增加等问题。溶液管理溶液管理q溴化锂溶液中杂质主要是铁和铜。二者的含量增加会引起溴化锂溶液中杂质主要是铁和铜。二者的含量增加会引起缓蚀剂的消耗，碱度上升，机组气密不良。杂质的增加，缓蚀剂的消耗，碱度上升，机组气密不良。杂质的增加，在很短时间内将会引发问题，象制冷机内产生气体的增多，在很短时间内将会引发问题，象制冷机内产生气体的增多，局部腐蚀和泵轴承的磨损。局部腐蚀和泵轴承的磨损。q分析溴化锂溶液性质，通过每年分几次来评定它们是否恶分析溴化锂溶液性质，通过每年分几次来评定它们是否恶化是绝对必要地，适当的恶化是可以接受的。图表化是绝对必要地，适当的恶化是可以接受的。图表1 1 给我给我们举了一个溶液分析结果的例子。从这个例子，可以计算们举了一个溶液分析结果的例子。从这个例子，可以计算缓蚀剂的额外添加量和碱度的调整量，并且必须进行溶液缓蚀剂的额外添加量和碱度的调整量，并且必须进行溶液过滤。即使在正常的使用条件下，在检查期间（制冷机试过滤。即使在正常的使用条件下，在检查期间（制冷机试运转后运转后5 5年或是运行年或是运行2000020000小时）也必须进行溶液再生（补小时）也必须进行溶液再生（补充缓蚀剂，调整碱度，过滤溶液和制冷机内部清洗）。充缓蚀剂，调整碱度，过滤溶液和制冷机内部清洗）。q操作者应当预先判断制冷机的恶化状况。操作者应当预先判断制冷机的恶化状况。1.虽然机组气密性良好，但制冷机内有大量气体被抽出。虽然机组气密性良好，但制冷机内有大量气体被抽出。2.溴化锂溶液变脏（颜色变成棕色或黑色）溴化锂溶液变脏（颜色变成棕色或黑色）q溴化锂溶液减褪（在缓蚀剂有颜色的情况下）溴化锂溶液减褪（在缓蚀剂有颜色的情况下）溶液管理溶液管理标准标准分析结果分析结果溴化锂溶液浓度溴化锂溶液浓度 48%47%缓蚀剂浓度缓蚀剂浓度 100 ppm或更高或更高 50ppm 碱度碱度0035N 005N 杂质杂质50 ppm或更低或更低 200ppm 溴化锂溶液分析举例 溶液管理溶液管理 溴化锂吸收式冷冻机内部腐蚀溴化锂吸收式冷冻机内部腐蚀冷却水的管理冷却水的管理 指指 标标 冷却水冷却水 补给水补给水 超标可能形成的危害超标可能形成的危害 标准值标准值 标准值标准值 腐蚀腐蚀 结垢结垢 pH(25)pH(25)6.58.O 6.58.O (过低过低)(过高过高)电导率电导率 (26)(S(26)(Scm)cm)800 200 氯化物氯化物 CL-(mgCL-CL-(mgCL-L)L)200 50 硫酸根硫酸根 SO42-(maCaSO4SO42-(maCaSO4L L 200 50 酸消耗量酸消耗量(pH4.8)(mgCaCO3(pH4.8)(mgCaCO3L)L)100 50 总硬度总硬度 (_mgCaCO3/L)(_mgCaCO3/L)200 50 铁铁 Fe(mgFe(mgL)L)1.O O.3 硫离子硫离子 S2-(mgS2-S2-(mgS2-L)L)不得检出不得检出 不得检出不得检出 铵离子铵离子 NH4+(mg NH4+NH4+(mg NH4+L)L)1.O O.2 溶解硅酸溶解硅酸 Si0NH2(mgSiO2/L)Si0NH2(mgSiO2/L)50 30 冷却水、补给水水质标准(标准I)冷却水的管理冷却水的管理敞开式循环冷却水的水质标准(标准)项目项目 单位单位 要求使用条件要求使用条件 允许值允许值 悬浮物悬浮物 mgmgL L 根据生产工艺要求确定根据生产工艺要求确定 2 O 2 O 换热设备为板式、翅片管式、螺旋板式换热设备为板式、翅片管式、螺旋板式 l O l O pHpH值值 mgmgL L 根据药配方确定根据药配方确定 7 7O O9.2 9.2 甲基橙碱度甲基橙碱度 mgmgL L 根据药荆配方及工况条件确定根据药荆配方及工况条件确定 5OO 5OO Ca2+Ca2+mgmgL L 根据药剂配方及工况条件确定根据药剂配方及工况条件确定 3O3O2OO 2OO Fe2+Fe2+mgmgL L OO5 5 Cl-Cl-mgmgL L 碳钢换热设备碳钢换热设备 lOOO lOOO 不锈钢换热设备不锈钢换热设备 3OO 3OO 注：1.甲基橙碱度以甲基橙碱度以CaCO3CaCO3计；计；2.2.硅酸以硅酸以SiO2SiO2计；计；3.Mg2+3.Mg2+以以CaCO3CaCO3冷却水的管理冷却水的管理谢谢！谢谢！