溴化鋰吸收式制冷機的主要特點及操作注意事項

王大勇，施耀華河南神馬尼龍化工有限責任公司，河南平頂山 467013

河南神馬尼龍化工有限責任公司動力廠冷凍站擔負著為后序生產裝置提供壓力≥0.70 M Pa、溫度≤6℃的工藝冷凍水的重要任務。2007年5月，通過技術改造，采用兩臺由煙臺荏原空調設備有限公司制造的RAW-150 蒸汽雙效型溴化鋰吸收式制冷機替代了原有的四臺螺桿式氟里昂制冷機。這種制冷機主要由高壓發生器、低壓發生器、冷凝器、吸收器、蒸發器、高溫換熱器、低溫換熱器、冷凝水回熱器、冷劑水冷卻器及發生器泵、吸收器泵、蒸發器泵和電氣控制系統等組成。自投入運行以來，除了出現過一次因冷水流量表故障導致的制冷機跳車以外，整個系統一直運行平穩。

1 溴化鋰吸收式制冷機的工作原理

1）吸收器中的稀溶液，由發生器泵分兩路輸送至高溫換熱器和低溫換熱器，進入高溫換熱器的稀溶液被高壓發生器流出的高溫濃溶液加熱升溫后，進入高壓發生器。而進入低溫換熱器的稀溶液，被從低壓發生器流出的濃溶液加熱升溫后，再經凝水回熱器繼續升溫，然后進入低壓發生器。

2）進入高壓發生器的稀溶液被工作蒸汽加熱，溶液沸騰，產生高溫冷劑蒸汽，導入低壓發生器，加熱低壓發生器中的稀溶液后，經節流進入冷凝器，被冷卻凝結為冷劑水；進入低壓發生器的稀溶液被高壓發生器產生的高溫冷劑蒸汽所加熱，產生低溫冷劑蒸汽直接進入冷凝器，也被冷卻凝結為冷劑水。高、低壓發生器產生的冷劑水匯合于冷凝器集水盤中，混合后導入蒸發器中。

3）加熱高壓發生器中稀溶液的工作蒸汽的凝結后，經凝水回熱器進入凝水管路。而高壓發生器中的稀溶液因被加熱蒸發出了冷劑蒸汽，使濃度升高成濃溶液，又經高溫熱交換器導入吸收器。低壓發生器中的稀溶液，被加熱升溫放出冷劑蒸汽也成為濃溶液，再經低溫熱交換器進入吸收器。濃溶液與吸收器中原有溶液混合成中間濃度溶液，由吸收器泵吸取混合溶液，輸送至噴淋系統，噴灑在吸收器管簇外表面，吸收來自蒸發器蒸發出來的冷劑蒸汽，再次變為稀溶液進入下一個循環。吸收過程所產生的吸收熱被冷卻水帶到制冷系統外，完成溴化鋰溶液從稀溶液到濃溶液，再回到稀溶液循環過程。即熱壓縮循環過程。

4）高、低壓發生器所產生的冷劑蒸汽，在冷凝器中被冷卻水冷卻后形成冷劑水并匯集起來經節流裝置淋灑在蒸發器管簇外表面上。因蒸發器內壓力低，部分冷劑水閃發吸收冷媒水的熱量，產生部分制冷效應。尚未蒸發的大部分冷劑水，由蒸發器泵噴淋在蒸發器管簇外表面，吸收通過管簇內流經的冷媒水熱量，蒸發成冷劑蒸汽，進入吸收器。

5）冷媒水的熱量被吸收使水溫降低，從而達到制冷目的，完成制冷循環。吸收器中噴淋中間濃度混合溶液吸收制冷劑蒸汽，使蒸發器處于低壓狀態，溶液吸收冷劑蒸汽后，靠縶壓縮系統再產生制冷劑蒸汽。保證了制冷過程的周而復始的循環。

2 與原系統四臺螺桿式氟里昂制冷機的比較

2.1 環保效果明顯

眾所周知，臭氧層是地球生命的保護層，它大約能把太陽輻射來的高能紫外線的5%吸收掉，使地球上的生物免遭強紫外線的殺傷。科學家指出，地球大氣中臭氧每減少1%，就會增加5%的皮膚癌和2%的黑色素瘤疾患，并使農作物減產。如果沒有臭氧層的保護，所有強紫外輻射全部落到地面的話，那么，地球上的林木將會被烤焦，飛禽走獸都將被殺死。然而，作為一種性能優良的冷凍劑，氟里昂雖然具有不易燃燒、不具腐蝕性、無毒、性能穩定、價格便宜等優點，但是，由于它能夠對大氣中的臭氧層產生破壞作用，所以，隨著人類環保意識的不斷提高，人們必將大量減少并最終停止生產和使用氟里昂類物質。根據1992年我國編制的《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》，到2010年我國將完全淘汰氟里昂等消耗臭氧層的物質。屆時，以氟里昂為制冷劑的制冷機必將被淘汰。對于溴化鋰吸收式制冷機來說，由于溴化鋰溶液除了對黑色金屬和紫銅等材料有較強的腐蝕性外，本身并沒有任何毒性，不會對人體和大氣環境產生任何危害，因此，環保效果非常明顯。

2.2 節能效果顯著

一臺螺桿制冷機的額定功率是250kW，而一臺溴化鋰吸收式制冷機的額定功率僅為14kW；額定蒸汽消耗為3.66T/h。因此，節能效果也非常顯著。

2.3 運行的穩定性，維護成本大大降低

河南神馬尼龍化工有限責任公司原有的四臺YC1KF220 型螺桿式制冷機主要包括螺桿壓縮機、冷凝器、蒸發器、油分離器、進口過濾器、膨脹閥以及油泵和油冷卻器等。由于這些部件之間采用的全部都是法蘭連接且壓縮機的排氣壓力高達1.2MPa 左右，所以在日常生產中經常都會因法蘭墊片被高壓介質“頂破”而導致氟里昂泄漏，檢修和購買制冷劑的費用一直都明顯偏高。對于溴化鋰吸收式制冷機來說，由于它的主要部件都是一些換熱器，法蘭連接少，轉動設備也都是功率很小、性能良好的屏蔽泵，因此，與螺桿式制冷機比較起來設備故障率非常低。從2007年5月至今，除了出現過一次因冷水流量表故障導致的制冷機跳車以外，整個系統一直運行平穩。與螺桿制冷機相比，運行維護工作少，維護費用低。

3 操作注意事項

1）啟動前必須將蒸汽管道內的冷凝水排放干凈，以免在高壓發生器內形成液擊

因為當蒸汽管道內有冷凝水存在時，很容易對高壓發生器形成液擊，從而縮短機組使用壽命，所以在每次啟動制冷機之前必須要將蒸汽管道內的冷凝水徹底排放干凈。

2）制冷機在“稀釋” 運行時一定不能停止冷水泵及冷卻水泵等輔助設備的運轉，以免影響溶液的“稀釋”效果

在正常情況下，當操作人員按下停機按鈕后，制冷機馬上會轉入“稀釋”運行狀態（時間為15min）。此時雖然蒸汽閥門已經關閉，但是機組的冷劑泵和溶液泵仍然都還處于運轉之中。如果此時就將冷水泵及冷卻水泵等輔助設備也立即停運，那么，在高壓發生器和低壓發生器中產生的冷劑蒸汽就不能被冷卻成冷劑水，從吸收器底部抽出的冷劑水也不能再從冷水吸收熱量并變成冷劑蒸汽，從而導致吸收器中的濃溶液無法被正常“稀釋”。因此，此時一定不能急于停止冷水泵及冷卻水泵等輔助設備。

3）必須要保證蒸發器及冷凝器處于良好的真空狀態，以免影響機組的制冷效果

在溴化鋰吸收式制冷機內循環的二元工質中，水是制冷劑（溴化鋰吸收式制冷機的制冷原理就是利用水在低溫、低壓條件下蒸發、汽化，從而吸收載冷劑的熱負荷，產生制冷效應的）。因為水只有在真空狀態下才具有較低的蒸發溫度（6℃），從而吸收載冷劑熱負荷，使之溫度降低，所以，在日常的運行維護中，操作人員必須要牢固樹立“真空第一”的操作指導思想，定期啟動真空泵，切實保證蒸發器及冷凝器等始終處于良好的真空狀態。

此外，如果機組的真空度遭到破壞，溴化鋰溶液還會加大對設備的腐蝕。

4）應經常對冷凝水過濾器的濾網進行檢查和清洗，以免影響機組的制冷效果

溴化鋰吸收式制冷機是以高溫蒸汽為工作動力的。實際工作中，由于蒸汽中經常會含有少量的固體雜質，所以很容易對冷凝水回熱器前的冷凝水過濾器形成堵塞。由于高壓發生器與冷凝水回熱器處于同一流通回路，當冷凝水過濾器發生堵塞時，高溫蒸汽就會因為流路不暢而不能順利進入高壓發生器。這樣一來就必然會導致機組制冷能力下降。因此，在日常生產中應經常對冷凝水過濾器的濾網進行檢查，發現問題要及時處理。

4 結論

溴化鋰吸收式制冷機具有節能、環保、運行穩定、操作簡便等優點，是現代工業生產和生活區集中供冷的首選設備。通過此次技改，不僅從根本上解決了因螺桿式制冷機泄漏帶來的環境污染問題，而且優化了工藝，降低了生產消耗，提高了裝置生產運行的穩定性，為公司的進一步發展奠定了堅實基礎。