热水型溴化锂制冷机组失效原因及处理

马斌，冯斌，刘占山，任明艳，朱东升，杨顺莹

(新疆华泰重化工有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830019)

目前，采用溴化锂吸收式制冷机组进行制冷比较普遍，伴随而来的就是溴化锂制冷机组经常出现失效问题。新疆华泰重化工有限责任公司使用300 W热水型溴化锂吸收式制冷机组已经在15年以上，该制冷机组不仅承担着生产区的冷水供应，还发挥余热利用的作用。由于溴化锂机组是一种高度集成的大型设备，涉及工质种类较多，制冷失效的原因比较多，问题排查难度也比较大。下面对热水型溴化锂机组在运行过程中出现的失效问题进行分析，并给出解决措施。

1 溴化锂机组真空度问题

1.1 真空度不足的判定

吸收式制冷机只有在高真空状态下，才能在蒸发器内形成低压环境，从而使冷媒水在低温(4～5 ℃)的情况下蒸发，达到制冷工况的稳定运行。热水型溴化锂机组不制冷或制冷温差小，首先应考虑真空度问题。溴化锂机组真空度不足时，通常的表现是：U形真空表显示真空度低，发生器温度高，冷凝器温度高，冷剂水温度高，冷剂液位高，冷却水温差小，热水温差小，融晶管温度高，吸收器溶液液位下降，稀溶液泵变频升高，溶液浓度增大，冷水温差小。现场人员发现溴化锂机组制冷效果差时，应进行排查，如出现上述现象时，基本可以判定是真空度问题。

1.2 处理措施

(1)测试真空泵极限，启动真空泵，关闭真空水银U形压力计与机组相连的阀门，打开压力计与真空泵相连的阀门，观察真空泵的极限真空是否达到933.1 Pa(7 mm汞柱)以上。如果达不到，应确认压力计是否准确、压力计与真空泵之间阀门阀片是否破损、真空泵内缸体是否划伤，进而可采取更换隔膜阀阀片，修复真空泵的措施进行解决。隔膜阀阀片破裂如图1所示，真空泵内部结构如图2所示。

图1 破损的隔膜阀阀片

图2 真空泵内部结构

(2)在真空泵达到极限的情况下，启动真空泵,抽真空30 min左右,溴化锂机组运行效果通常会有明显改善。如果运行效果没有改善，则考虑机组有泄漏问题。可以通过做气泡试验进行确认，气泡试验如图3所示。

操作方法如下。①抽气作业30 min(机组运行时);②关闭气体镇流阀，确认真空泵油位在油视窗中间位置;③分别对贮气室和系统进行测试。

判别方法如下。在机组运行情况下，贮气室有气泡，说明与溶液接触的地方泄漏；如系统内有气泡，说明没有溶液的地方泄漏。在静态(机组停运)情况下，贮气室有气泡，说明与贮气室相关联的地方泄漏。气泡连续形成，说明泄漏量比较大；气泡不连续，说明与溶液接触处有泄漏或泄漏量较小。

(3)通过气泡试验确定机组存在泄漏问题后，须排查具体是哪个部位出现泄漏。应排查真空管路隔膜阀阀片、溶液泵、冷剂泵、视镜密封处及管路焊缝是否泄漏。可以采取向机组充氮气至正压80 kPa左右后，刷肥皂水进行排查;也可向机组内充入少量氟利昂，采用氟利昂检测仪进行排查，或者采用工业声学成像仪进行检测。排查出漏点后，可通过更换阀片、焊接管线、更换密封垫、涂抹真空硅脂密封剂等措施消除泄漏。

图3 气泡试验示意图

2 铜管破裂泄漏问题

热水型溴化锂机组不制冷或制冷温差小比较常见的问题还有铜管破裂，如胀接口破裂、管壁破裂等(见图4、图5)。铜管破裂后热水、冷却水、冷水会漏入机组内部污染溴化锂，且溴化锂溶液浓度降低，机组出现不制冷或制冷温差小。当出现冷剂水液位上升、溶液液位上升、溶液密度低等情况时，基本可以确定机组铜管破裂了。这时须拆检蒸发器、吸收器、冷凝器、发生器封头，并充氮气至正压80 kPa左右后，刷肥皂水进行排查；也可向机组内充入少量氟利昂，用氟利昂检测仪排查，或采用工业声学成像仪进行检测，进一步确认具体是哪根铜管泄漏。对泄漏的铜管，采取两端盲堵的方式，将其隔离出来；如果有备用铜管也可以拔管、更换胀管。铜管漏点消除后，采取溴化锂溶液再生提浓的方式恢复其特性。

3 冷剂水隔板穿孔问题

如果热水型溴化锂机组不制冷或制冷温差小，还有一种比较难发现的问题是冷剂水隔板穿孔。冷剂水隔板穿孔多发生在冷剂泵进口管线穿过吸收器腔室的隔板处，具体位置见图6。溴化锂机组冷剂水隔板穿孔后，会出现冷剂水少，稀溶液密度低的情况。

图4 胀接口破裂的铜管

图5 管壁破裂的铜管

图6 冷剂水隔板穿孔位置

可采用如下方法进行确认：降低稀溶液液位，通过稀溶液视镜观察隔板处有无冷剂水泄漏。如果确认是冷剂水隔板穿孔，则在机组吸收器侧下方开手孔，对穿孔位置进行焊接、防腐，消除泄漏。

4 热交换器管束堵塞问题

如果热水型溴化锂机组不制冷或制冷温差小，也有可能是热交换器管束堵塞导致，这个问题也不易发现。热交换器管束堵塞的原因主要是机组长期运行发生过泄漏或内部防腐层脱落产生的污垢沉积在热交换器稀溶液管路内(见图7)。热交换器管束堵塞后，主要现象是稀溶液液位下降、密度低，同时伴随有浓溶液泵线圈温度高，浓溶液泵进口管道阀卡死不易开关，且拆检浓溶液泵可发现溴化锂结晶(见图8)。

图7 热交换器堵塞情况

图8 浓溶液泵内的溴化锂结晶

热交换器管束堵塞后，采取如下措施排除故障：采用气割法将热交换器两侧盖板割开，然后使用高压水射流清洗疏通管束，再在浓溶液泵出口角阀处加入热纯水溶解浓溶液泵内结晶的溴化锂。

5 结语

溴化锂机组失效原因是多方面的，在运行中建议做好日常检查以及根据工况变化及时对热水压力、冷却水流量、冷却水的进出水温度、冷水的进出水温度及热水三通阀开度等主要参数进行调整，这样不但能延长设备的使用寿命，还可提高设备的运行效率，最终达到设备稳定运行的目的。