溴化锂吸收式机组非常规故障的判断与处理

蒋雪冬

摘要：燃机由多个部件组成，整体密闭程度非常高，不具备随时拆卸检查的条件，相对于螺杆式及离心式制冷机，溴冷机发生故障的原因判断及检查检修均受到限制，因此机组出现故障后很难快速、准确判断故障的部位。文章介绍了几起国家新闻出版广电总局机关服务局及兄弟单位在多年的溴冷机运行管理工作中渔到的疑难故障及原因分析、处理办法。

关键词：溴化锂；吸收式機组；溴冷机；结晶故障；溶液泄漏故障；堵塞故障 文献标识码：A

中图分类号：TB657 文章编号：1009-2374（2017）02-0070-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.033

1 结晶故障

1999年，1#溴化锂机组调试时，运行不到2小时就出现高压发生器超温报警，冷水温度快速上升。检查发现，高交浓液出口温度低（手感较凉），机组控制屏显视溶液缺液，同时高发压力下降。

分析：通过以上现象，基本上可判断为高温交换器结晶。引起该故障的原因有多种：（1）高压发生器漏入空气，导致系统压力升高，溶液循环量减少；（2）溶液角阀开度偏小；（3）高压发生器内液位或变频器失控导致溶液循环量减少；（4）燃烧机燃烧量偏大；（5）冷却水入口温度低于24℃；（6）高压发生器浓度调节阀开度偏小。经过细致检查发现，机组真空度良好、变频器正常、溶液角阀全开，但是高发浓度调节阀开度过小、冷却水温度24℃（偏低），燃烧量偏大（大火启动温度设置偏低），从而引起高温交换器结晶。

处理措施：首先减少燃烧量，间歇启动燃烧机，控制高发温度在110℃～130℃之间，关小冷却水泵的出口阀，减少冷却水量，把稀溶液温度控制在60℃左右，间断启动发生泵，由于结晶较为严重，反复采用此法溶晶，结晶未解除，后采取在结晶处用碘钨灯在局部加热，锒头敲击，均无效果。后来，给机组内加大约150公斤自来水（情况急无蒸馏水），反复采用以上方法，经过近50小时工作，最终结晶得到解决。

溶晶后，及时调整燃烧量，调整浓度调节阀，调整设定参数，各项准备工作做好后，按照正常开机程序开机，待机组运行稳定后，通过自制的一个特殊装置把溶晶时加入机组内的自来水取出。然后对机组溶液进行化验，对溶液进行了再生。

2 溶液泄漏故障

系统出现泄漏后，机组充满不凝性气体，溴冷机组通常是无法正常开机运行的，因此一旦发现机组制冷量明显下降的现象，首先应该检查的就是机组是否有泄漏情况发生。

案例1：2002年2#溴冷机在一次班组检查时发现真空度为0.06MPa，机组制冷量衰减，冷水出水温度由9℃逐渐上升到15℃。对机组抽真空2小时，其真空度能抽到0.01MPa，制冷量正常，但是随着时间的延长，制冷量逐渐下降，一周内，机组又无法正常运行。

分析：通过以上现象，可以初步断定机组存在泄漏现象，由于溴冷机负压运行，泄漏隐患很多，例如各视镜、系统阀门、机组焊缝、感温包、换热器铜管、丝堵、机身筒体等。确定机组出现泄漏后，我们应做好机组正压检漏准备，首先排除机组上不可能发生泄漏之处，然后再按从易到难的顺序逐一对机组进行检漏。首先采用高纯氮气冲入机组内，机组内压力冲到0.1MPa，用洗涤灵水检查阀门、视镜、丝堵、焊缝等地方，没发现有泄漏之处，于是把机组主体与高压发生器（简称高发）分开单独定压，十几个小时后检查发现，主体部分压力没掉，高发部分压力下降，由于泄漏的速度较慢，初步判断为高发器烟管部位泄漏，因为烟管部位充满溶液，并且高发部分的压力相对较高，空气进入的速度相对慢一些。打开后烟腔，结果发现高发器筒体底部烟管与管板接合处有少量的溶液渗出，用洗涤灵水淋洒，发现有气泡冒出（淋洒后半天才冒出气泡）。

处理措施：打磨后用电焊补焊，为了保险起见，用一堵头把泄漏烟管的两头堵上，整个焊实，增大焊接面，保证焊接质量。

案例2：2006年7月2#机组出现了真空度下降，运行管理人员持续抽真空以保障运行，抽真空后重新运行，机组真空度定值保持48小时以上观察发现真空几乎没有任何变化，通过抽样检测发现冷剂水没有发生污染现象，但高压发生器溶液液位达不到要求。厂家赶来的技术人员认为出现此种情况是并正常的。机组此时运行参数比较稳定、机组真空保持良好，决定先运行观察。一周后机组相同的报警再次出现，依照上述方法再次处理，机组重新开机大约30分钟后，机组高压发生器过低报警；此时通过视镜观察，目测冷剂水污染十分严重，取样测得的冷剂水中溴化锂溶液质量分数在不同运行时间的高达21%～27%，同时冷水进出口温差极其微小，出口温度快速升高。

故障原因分析：

第一，系统吸收液浓度上升。吸收液浓度上升是指机组内稀溶液浓度较正常运行时上升，由于该型号机组并未设置稀溶液浓度检测控制装置，因此该机组稀溶液浓度是通过其他值计算得出，而非实测值。经现场取样并计算，此时稀溶液质量分数在57%左右，机组浓溶液质量分数在60%左右，浓度差值明显偏小，导致吸收能力降低，随之制冷效率大幅下降。

吸收液浓度上升的原因分析：（1）机组溶液循环量偏小，未达到设计值，此次维修并未调节溶液流量调节阀；（2）溶液质量问题，经现场实验检测溶液质量并无问题。

第二，冷剂水凝缩温度偏高。根据现场综合判断，冷剂水凝水管道中存在大量的溴化锂溶液，造成冷剂水凝水管道温度非常高，冷剂水被迅速污染。

第三，机组冷剂水污染。造成冷剂水污染的原因包括：冷却水入口温度过低；机组溶液循环量不合理；发生器溶液液位过高；溴化锂溶液质量不好等。综合该机组实际情况，除发生器溶液液位过高外，可以排除其余因素。现场检查发现高压发生器液位很低，可以排除高压发生器液位高造成污染，只有一种可能，即低压发生器液位过高导致了冷剂水污染。

故障的判定：综合该机组故障现象表现，我们初步判断故障原因是热交换器内铜管由于腐蚀穿孔造成串流。由于在高压发生器内将近1400℃火焰将溶液温度加热到165℃左右，高压发生器来的165℃左右的浓溶液与从吸收器来的大约38℃的稀溶液进行热交换，使稀溶液升温，浓溶液降温。回收了大约123℃温差的热量。低压发生器来的约90℃的浓溶液与吸收器来的约38℃稀溶液进行热交换，回收了约49℃温差的热量。因此从它们的特性上来看，高温热交换器更容易被击穿。为了判断到底是高温交换器还是低温交换器发生穿孔现象，我们将机组高发溶液温度烧到140℃，此时开启发生泵、吸收泵，分别取高压发生器、低压发生器内溶液，实测得溶液比重分别是56.9和56。然后再将高发溶液烧到140℃时，此时停发生泵，开吸收泵、冷剂泵，取高发溶液，此时测得溶液比重为61.2，从而判断高温交换器被击穿。2006年8月更换了高温热交换器，机组运行观察一个月，一切正常。

3 机组内腔污染及机组喷嘴堵塞故障

溴冷机运行一段时间后，机组内腔不可避免地会发生锈蚀（如金属锈蚀、残渣、碳酸锂沉淀等）污染情况，轻则对溶液质量产生一定影響，重则可能堵塞溶液喷嘴及冷剂水喷嘴，机组的制冷能力会受到严重影响。

案例1：某兄弟单位1台溴冷机使用5年后冷剂泵出现运行声音异常，其他运行参数均正常。分析其原因包括两种情况：冷剂泵故障和冷剂水水箱中的滤网堵塞。通过木捶敲击水箱滤网部位可以听到空音出现，停机后拆除冷剂水视镜发现滤网果然有堵塞现象。所幸污染程度不算特别严重并没有堵塞喷嘴。

处理过程：由于处于设备运行期间，为避免更大影响，对机组充氮后至正压后拆下冷剂泵，用纯净水清洗水箱滤网及冷剂水泵滤网，完成后恢复运行。供冷结束后的过渡检修期间，采取二级清洗措施对整个机组内腔进行一次化学清洗，彻底清除内腔污物，以免类似情况再度发生。

案例2：某兄弟单位1台已使用15年多的单效溴冷机，制冷量严重衰减到机组设计值的大约40%，其他运行参数处于正常范围之内。

分析：溴冷机在运行一段时间后制冷量发生一定衰减属正常现象。造成制冷量如此大的衰减有以下原因：机组真空不良、内部喷淋异常、溶液质量问题、机组水系统问题及机组燃料燃烧问题。经实地检查，排除了真空、溶液质量、机组水系统及燃烧系统的可能。通过吸收器视镜观察后发现：可见区域内的8只溶液喷嘴中仅有两只喷淋情况良好，1只喷嘴喷淋溶液未散开呈液柱状流下，其余5只都不通或流量小到可以忽略，故此判断机组内腔出现严重锈蚀，造成了大部分溶液喷嘴堵塞。

处理过程：由于正处于夏季供冷开机前的过渡检修时间，决定对机组内部进行彻底清洗。根据锈蚀污染状况，采用三级清洗技术，即采用化学清洗方法，清洗机组内所有溶液流经的内腔通路并重点对喷嘴进行疏通清洗。清洗后检测溶液喷嘴疏通率达96%以上，机组内腔除垢率达95%以上，机组经过此次清洗后制冷量重新恢复到设计值95%以上。

在此本人需要说明的是对溴冷机的内腔进行清洗，一定要充分了解该机组的实际使用状况、结垢情况、出力情况后，在有必要进行清洗的情况下，为机组量身定制清洗施工方案，切忌一刀切，所有机组采用单一的清洗方法，否则极可能会事与愿违，严重时甚至发生损坏机组的情况，造成不必要的损失。

4 结语

溴冷机运行过程中出现的故障各种各样，本文中介绍的案例有的发生在运行调试过程中，有的发生在机组运行几年甚至十几年后。无论哪种情况都必须针对机组不同故障，因时因地制宜，采用针对性的分析检查方法，及时准确找到故障及其发生原因并及时消除故障，使机组恢复正常运行。相信通过我们精心维护和不断提高自己判断及解决机组故障点能力，溴冷机正常运行20年甚至30年完全不是问题。以上是本人对本单位及兄弟单位溴冷机运行过程中出现的几起非常规故障做出的分析及处理，如有不妥，欢迎批评指正。

参考文献

[1] 戴永庆.溴化锂吸收式制冷技术及应用[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，1996.

[3] 远大直燃机专用培训教材[S].

（责任编辑：王 波）