溴化锂机组制冷力下降原因和修复措施

摘要：分析了大庆石化公司空分装置溴化锂机组制冷能力下降原因，制定整改措施和检修步骤，通过全面修复，恢复机组制冷能力，并提出机组日常维护监控措施。

关键词：溴化锂制冷机；制冷力下降；原因分析；修复措施

溴化锂制冷机作为一种高效节能的制冷设施，在各种领域已广泛应用多年，目前溴化锂制冷机存在最多的问题就是随着使用年限的增加，制冷能力日益衰退，如不得到及时修复，长期带病运行，将加剧对机组的损耗，本文针对此问题，结合实际检修案例，详细分析了制冷机应用中常见故障，并简要介绍修复方法。

一、机组概况

蒸汽型溴化锂制冷机组是以蒸汽为动力，溴化锂溶液为吸收剂，水为制冷剂，利用水在真空状态下低沸点汽化，吸收冷水的热量达到制冷的目的。机组通常由蒸发器、吸收器、高低压发生器、凝水换热器、屏蔽泵及相关连接管路等几部分组成。

大庆水化公司空分装置溴化锂机组为蒸汽型双效制冷机组，型号SXZ6-116DA，制冷量为100万大卡/小时，是空分装置预冷单元核心设备。1996年投用至今，已运行10年，近年来，机组制冷能力明显下降，由设计出水温度6℃逐渐上升至14℃，直接影响到空分装置正常运行，检修前主要故障现象为真空度无法正常保持，溶液恶化，凝水换热器频繁泄漏等，因此机组被迫停工大修。

二、影响制冷能力的因素：

制冷量衰退是一个极其复杂的问题，涉及到机组设计工艺参数选取的合理性、结构合理性、使用工况、使用操作与合理调整，机组气密性、溶液维护等多方面。根据该机组历史情况，这里仅就设备本体和溶液两方面分析以下几个直接影响因素：

1、真空度

真空度是制冷机生命的核心，在高真空状态下运行的制冷设备，一旦真空度出现问题，首先是制冷量降低，引起运行故障。不凝性气体的存在增加了吸收过程的阻力，有时即使少量的不凝性气体的存在也会造成冷量的大幅降低，而不凝性气体中的氧气又是造成机组内部腐蚀的主要原因。该机组停工前真空度已经无法维持正常状态。每天必须多次抽真空才能勉强维持运行。因此真空度的降低和破环是制冷下降的直接因素。

2、外部泄漏

溴冷机组的不漏是相对的，泄漏是绝对的。主机隔膜阀、管道阀、视镜由于多年使用，密封部件尤其是橡胶部件，由于老化、锈蚀等原因，其真空极限已不能满足机组要求，造成机组气密性严重下降。

3、内部泄漏

常见的泄漏部位有：吸收器、冷凝器、凝水换热器、发生器、管件等。机组泄漏时最常见现象为：（1）、真空度下降；（2）、冷剂水出水温度升高；（3）、溴化锂溶液浓度下降,机组正常运行时吸收器内溶液浓度应为58％左右，检修前测试溶液浓度为45％。

4、腐蚀

溴化锂溶液的特点是对金属有极强的腐蚀性，在高温、富氧和振动的环境中腐蚀进行得更快。腐蚀是产生泄漏的主要原因，而真空度下降，不凝气中的氧，又是实现腐蚀的必要条件，在溴冷机中凡有溴化锂溶液通过的地方都有可能产生泄漏。

该机组凝水换热器在2004-2005年已经连续发生两次较大泄漏，腐蚀严重，已封堵8根管束（共23根），同时由于换热管内填充物的长期振动摩擦，管壁厚局部有明显减薄现象。

由以上分析可见：机组腐蚀、泄漏相互之间密切关联并互为因果，由于机组长期运行，综合性能整体下降和零部件损耗普遍存在，因此修复工作不能仅局限在某几个方面，需作全面修复，综合治理。

四、修复措施及效果

根据上述分析和机组本体及溶液存在问题，分别对蒸发器、换热器、管路、溶液等进行整改。

1、机组气密性检查：泄漏检查在检修前后分别进行，以保证机组检修的质量和效率，检漏步骤为：

（1）、向机组通入0.1Mpa的氮气，在法兰密封面螺纹连接处，及焊缝等可能泄漏的地方，涂以发泡剂检漏，若有泡沫连续生成的地方，即为泄漏的地方，压力检漏既要细致、更要有耐心，在发泡剂浇好以后，要注视一段时间，因为微小的泄漏要隔一段时间才有很小的泡沫慢慢地出来。

（2）、对于已发现泄漏的地方，将机组内氮气放尽后进行修补。然后重复以上步骤，直到认为整个主机无一处漏点为止。

（3）、若无泄漏，可对机组保压检查。开始保压时，记下时间、温度和当时U型管上水银柱高度差P1，以及当地大气压B1，经24小时后，再记录U型管高度差P2及当地大气压力B2，将大气压力及气温变化而引起机内压力变化量扣除，这样，如果机组内压力下降在66.5Pa以内，可认为机组气密性达到要求。

2、机组内腔清洗

清洗是使机组内腔恢复清洁的唯一手段，采用物理和化学相结合的方法进行清洗，化学清洗采用碱性清洗剂法（不腐蚀机组本身材质，而能除去锈蚀产物）通过清洗可将机组内腔可改善内腔的传热效果，保证屏蔽泵的正常运行，且新灌注的溶液不受杂质的影响，在最佳状态发挥最佳制冷力。根据机组腐蚀程度直接在溶液中添加适量的剥离清洗剂和溶垢清洗剂及相应的铜、铁缓蚀剂，让溶液在有工作蒸汽的条件下循环，使锈蚀产物、水垢完全与清洗剂发生化学反应，使生成物溶于溶液中，通过溶液排出机外，然后加入预膜剂，加温运行一段时间，使机组碳钢壁及传热管表面形成一层保护膜，机组内腔壁预膜后，可使机组腐蚀减少，使用寿命延长。而后将废溶液再生，添加新溴化锂溶液，物理清洗即人工对腐蚀堵塞严重部件局部冲刷清理。

3、溴化锂溶液的再生

采用厂家提供设施进行溶液过滤，浓缩。由厂家重新添加调配溴化锂溶液，控制PH值在9．0～10．5，铬酸锂不能少于0．1％，并适当添加辛醇，通过密度计、试纸和外观检查合格，溶液恢复正常的浅黄褐色。

4、凝水换热器及喷淋管更换。

凝水换热器曾多次泄漏，是机组目前可靠性最差的部分，今后极可能再次发生较大泄漏。为确保生产安全，按同类型主机配置的要求制作了凝水换热器及喷淋管予以更换。步骤：

（1）、用电气焊把旧凝水换热器与机组相连处切割，卸下旧凝水换热器；

（2）、用导链将新凝水换热器固定在机组相应位置，进行焊接；

（3）、将原有冷剂水喷淋管切割抽出，将制作好的新冷剂水喷淋管（或喷嘴）插入安装，并进行焊接；

（4）、对焊口处用油漆进行了补刷。

检修历时7天，经过上述修复，机组投用试运1个月，制冷效果明显提高，出水由原来14℃降低至8℃，满足生产需要，真空度保持一个月稳定不变，机组气密性、制冷力得到根本改善，检修获得成功。

五、结束语

溴化锂机组制冷能力还取决于许多其他选多因素，如：循环水水质、循环水量、蒸汽压力、机组内部结设计构、真空泵性能等。本文就一台特定机组进行的原因分析，其实也能说明大多数机组的主要原因，本次检修由厂家完成，我们对该机组检修过程进行了全程跟踪，整个过程进行了记录，积累了经验，对今后检修提供了第一手资料，但因为技术保密，对溶液再生用的药剂，以及清洗剂、缓蚀剂等药剂成分还不了解。通过此次经验总结，今后对机组更换隔膜阀、管道阀门、试镜，更换凝水换热器、喷淋管、内墙清洗，密封件更换等检修内容，可以自己组织施工。

参考文献：

[1] 制冷工程设计手册：《制冷工程设计手册》编写组 中国建筑工业出版社1985.

作者简介：孙博，男，助理工程师，2003年毕业于哈尔滨理工大学材料成型与控制工程专业，现在大庆石化分公司化工三厂聚丙烯车间从事设备生产管理工作。

凌析，男，工程师，2004年毕业于大庆石油学院，现在在大庆石化公司化工三厂橡胶聚合二车间工作。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。