氯氣蒸發器泄漏對制冷機組的影響分析

摘 要：本文主要分析氯氣蒸發器泄漏對制冷機組的影響和會造成的后果，并提出幾點建議，希望對有關單位和部門在遇到類似情況有一定的經驗可尋和啟發。

關鍵詞： 蒸發器； 泄漏； 制冷機組

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04. 039

0 引言

近年來，螺桿式氟制冷壓縮機組因其特殊的制冷工藝而陸續被眾多氯堿企業使用，遵寶鈦業有限公司主要是用來液化金屬鈉和金屬鎂電解產生的氯氣。因此，該套制冷壓縮機組的穩定運行直接影響著企業的安全生產，而蒸發器（即液化器）是氯氣與制冷劑直接交換熱量的場所，它的好壞直接制約了機組的平穩運行，乃至整個企業生產的穩定性及效益。

1 制冷系統簡介

1.1 螺桿式壓縮機機組

該公司制冷壓縮機組型號為LG20Ⅲ，其結構如圖1。

從結構圖可知，螺桿式制冷壓縮機組由螺桿壓縮機、聯軸器、電動機、氣路系統（包括吸氣過濾器、止回式吸氣閥和止回式排氣閥）、油路系統（包括油分離器、油冷卻器、油過濾器、油泵等）、控制系統（包括操作儀表箱、電控柜等）和設備、系統間的連接管路等組成。

用戶按各自需要配備冷凝器，蒸發器等設備，就可組成一個完整的制冷系統，滿足各種不同溫度的工藝需要。

1.2 蒸發器

蒸發器是一種換熱設備，與冷凝器所不同的是蒸發器是吸熱設備。在蒸發器中，由于低壓液體制冷劑氣化，需要從冷卻的物體或空間吸熱，從而使被冷卻的物體或空間的溫度降低，達到制冷的目的。因此，蒸發器是制冷裝置中產生和輸出冷量的設備。該公司采用的是臥式管殼滿液式蒸發器，如圖2。

即管程為氯氣，殼程為制冷劑氟利昂，二者通過管壁進行充分的熱交換。

2 蒸發器泄漏對制冷機組的影響分析

針對該公司在近年來的生產過程中，出現蒸發器泄漏后，對制冷機組造成影響進行系統分析。

（1）制冷能力不足。由于機組正常工作時，制冷劑氟系統氣壓為0.8～1.1MPa之間運行，而蒸發器管程氯氣壓力為0.2～0.4MPa左右，便造成在蒸發器內部高壓部位的氟氣體泄漏到低壓側，致使氟大量損失，最終導致壓縮機從蒸發器吸入的氟氣體量減少，機組制冷能力量減少； （2）污染制冷劑氟利昂。當氟損失量較大時，壓縮機就會從蒸發器吸入含氯氣的氟利昂混合物進入機組，通過壓縮機壓縮后與氟氣體進入氟管路循環。周而復始，便造成機組內氯氣占據大量的容積，污染機組氟利昂； （3）油路系統的影響。一旦機組吸入氯氣，特別是含水量大，濃度低的氯氣，那么氯氣經壓縮機與潤滑油混合后，一起被壓縮到油分離器中。由于氯氣具有強氧化性和易溶于水等特點，而潤滑油本身又是一種復雜的碳氫化合物的混合物，因此，氯氣進入油分離器后，不像油與氟那樣高溫易分離，就會造成氯氣與潤滑油發生復雜的化學反應，導致潤滑油變質，出現深黑色，泡沫多，乳化等現象，影響其潤滑、冷卻、防銹、清洗、密封和緩沖等作用； （4）壓縮機的影響。LG20III型氟制冷機組為容積型回轉式制冷壓縮機，它主要利用一對相互嚙合的陰陽轉子在機體內作回轉運動，周期性地改變轉子每對齒槽間的容積來完成吸氣，壓縮，排氣過程。因此，轉子與轉子，轉子與機體之間的配合精度要求高。蒸發器泄漏氯氣進入壓縮機內部，便會腐蝕轉子，機體，軸承等部件，造成轉子之間以及轉子與機體之間間隙增大，壓縮能力下降；甚至會造成壓縮機內部腐蝕不均衡，產生嚴重摩擦，機組溫度高，振動大，出現異常聲音等危害； （5）對連接機組的設備、管路的影響。蒸發器泄漏的氯氣進入機組設備和管路后，如不能及時發現處理，氯氣會對機組內設備和管路造成腐蝕。特別是對機組氟冷凝器的影響較為明顯，由于氟冷凝器結構與蒸發器相同，都是管殼式，區別在于冷凝器管程介質為冷卻水，且采用銅管脹接方式組合而成。氯氣進入氟冷凝器后，脹口周圍薄弱的地方先受到腐蝕，便會造成冷卻水滲透到制冷機組內部，這對機組將是致命的危害。所有設備，管道，閥門等都會迅速結霜、結冰，導致整個機組氟系統、油系統冰堵，最終迫使機組停機大修處理。

3 結語

本文通過分析氯氣蒸發器泄漏后對制冷機組的影響和會造成的后果，希望有關單位和部門在遇到類似情況，有一定的經驗可尋和啟發。同時，也要求我們使用單位在日常管理中應加強對氯氣蒸發器的巡視和檢查，發現泄漏及時處理，防止事故擴大化，更要注重對氯氣凈化工藝技術進行革新，減少氯氣中含水量和提高氯氣濃度，降低其強氧化性和腐蝕性。從設計制造單位來講，我們要嚴格控制原材料質量，加工制造工藝的選擇以及產品質量的檢驗等，把握好每一個關鍵環節，提高蒸發器的使用壽命，減少對制冷機組的影響。

參考文獻：

[1]周紅燕.螺桿壓縮機組在氯氣液化中的應用[J].中國氯堿，2013，1（01）.

作者簡介：韋國先（1985-），男，貴州人，主要從事：設備管理與維修工作，助理工程師。