熱水型二段溴化鋰吸收式制冷機組出力低分析及防止結晶控制方法

吳明雨 孫海龍

（北京京能未來燃氣熱電有限公司，北京 102209）

熱水型二段溴化鋰吸收式制冷機組出力低分析及防止結晶控制方法

吳明雨 孫海龍

（北京京能未來燃氣熱電有限公司，北京 102209）

結合北京京能未來燃氣熱電有限公司在夏季對北京市昌平區北七家鎮未來科技城區域的供冷方式，分析熱水型溴化鋰吸收式制冷機組達不到額定出力的原因，介紹預防機組結晶的控制方法，旨在節約能源，提高機組運行效率。

溴化鋰；冷卻水；冷凝器；蒸發器

隨著近年來我國經濟的快速發展，人民生活水平得到了不斷提高，城市化建設不斷加速，能源與資源消耗屢創新高，特別是以區域能源為代表的實現熱電冷三聯供正在快速發展，在很大程度上反映了我國經濟發展的現狀和趨勢。針對此，結合筆者在熱水二段溴化鋰吸收式制冷機組運行中的經歷，對熱水二段溴化鋰吸收式制冷機組達不到額定出力及防結晶控制方法進行分析。

1 熱水二段溴化鋰制冷機組主要設計參數

冷量為7 034kW（2 000RT）；冷水量為1 208.7m3/h；冷卻水量為2 282m3/h；熱水進出口溫度為120/70℃；熱水工作壓力為1.6MPa；熱水量為153t/h；冷水供回水溫度為8/13℃；冷水工作壓力為1.6MPa；冷卻水供回水溫度為32/38℃；冷卻水工作壓力為1.0MPa。

2 熱水二段溴化鋰制冷機組工作原理

熱水二段溴化鋰吸收式制冷機組的內部循環主要包括2個相互獨立的系統，每一個獨立的系統的循環過程都具有相同的循環過程［1］。吸收器中的稀溶液主要通過溶液泵送給發生器，在這個途中需要流經熱交換器。而進入發生器后的稀溶液則被管內熱水的熱量加熱，在發出冷劑蒸汽之后則濃縮成為濃溶液。濃溶液流過熱交換器的傳熱管之間，加熱管內的則是流往發生器的稀溶液，當溫度降下來之后則進入到吸收器中。熱水二段溴化鋰

吸收式制冷機組的具體工作流程見圖1。

圖1 熱水二段溴化鋰吸收式制冷機組工作流程

3 供冷溫度達不到額定出力分析

3.1 冷卻水進口溫度的影響

圖2為冷卻水進口溫度與制冷量的關系，條件為冷水溫度7～12℃，冷卻水進出口溫度差5.5℃。由圖2可知，冷卻水進口溫度為32℃時，相對制冷量為100%；冷卻水進口溫度每下降1℃，制冷量上升3%～5%；反之，冷卻水進口溫度每上升1℃，制冷量下降5%～8%。值得注意的是，冷卻水進口溫度過低，將引起稀溶液溫度過低，濃溶液濃度升高，兩者均增加了濃溶液產生結晶的危險。反之，冷卻水進口溫度過高，吸收效果大幅下降，制冷量降低，嚴重的將會造成結晶。所以，冷卻水進口溫度維持在32℃非常必要。

圖2 冷卻水進口溫度與制冷量的關系

3.2 冷卻水量的影響

圖3為冷卻水量與制冷量的關系，條件為冷水溫度7～12℃，冷卻水進口溫度32℃。由圖2可知，冷卻水量減少10%，制冷量下降3%左右；反之，制冷量上升2%。冷卻水量一般不低于設定值的80%。但在部分負荷時，可通過減少冷卻水量的方法來調節機組運行工況。

圖3 冷卻水量與制冷量的關系

3.3 熱源溫度的影響

熱源的影響主要為熱水進口溫度對制冷量的影響。由圖4可知，在其他條件不變的情況下，熱水進口溫度降低5℃，制冷量下降10%～15%。運行中維持機組熱水進口溫度120℃是非常必要的。如果溫度過高，容易發生溴化鋰溶液結晶事故。

圖4 熱水進口溫度對制冷量的影響

3.4 冷水出入口溫差影響

圖5為冷水出入口溫度與制冷量的關系，條件為冷水出口溫度7℃，冷卻水溫度32～37.5℃。由圖5可知，當冷水出入口溫度差為5℃時，相對制冷量為100%。溫差過大或過小都會對機組造成影響，如冷水量過分降低，會因管內流速降低，使制冷量下降，嚴重時引起傳熱管凍裂。因此，冷水量不低于額定值80%。

圖5 冷水出入口溫度與制冷量的關系

此外，還有表面活性劑、不凝性氣體、溶液循環量、冷劑水純度和污垢系數等因素對制冷量的影響。

3.5 熱水二段溴化鋰吸收式制冷機組真空影響

要讓蒸發器內部形成并保持低壓環境，就必須要讓吸收式制冷機始終保持在高真空的狀態之下。只有這樣，才可以讓冷媒水在低溫（4～5℃）情況下仍然可以蒸發，進而讓制冷工況可以穩定地運行。如果是其中存在有空氣，那么空氣分壓力就會讓機組內的壓力上升，導致冷媒蒸發溫度升高，而不能獲得所需要的冷水溫度與制冷能力，影響吸熱性能［2］。

4 熱水二段溴化鋰吸收式制冷機組的結晶

圖6為LiBr溶液結晶情況，其中橫坐標為LiBr溶液濃度，縱坐標為溫度。一定溫度下的溴化鋰飽和水溶液，當溫度降低時，由于溴化鋰在水中溶解度的減小，就會形成結晶現象，造成事故。作為機組的工質，溴化鋰溶液應始終處于液體狀態，無論是運行或停機期間，都必須防止溶液結晶，這一點非常重要。

圖6 LiBr溶液結晶情況

機組運行期間最容易結晶的部位是熱交換器的濃溶液側及濃溶液出口處。熔晶管發燙是溶液結晶的重要標志。但熔晶管發燙不都是結晶引起的，溶液循環量不當也會使熔晶管發燙。如果結晶引起熔晶管發燙，熱交換器稀溶液出口溫度、濃溶液噴淋溫度及熱交換器表面溫度會降低。

5 熱水二段溴化鋰吸收式制冷機組結晶控制

5.1 熱水二段溴化鋰化鋰機組冷卻水流量調節

變頻循環水泵運行正常，根據運行情況，1號溴化鋰機組冷卻水入口門保持10%開度，冷卻水入口壓力0.1～0.2Mpa，冷卻水出入口溫差6～8℃，冷卻水出口溫度不大于38℃。如果出口溫度大于38℃，需要就地手動打開1號溴化鋰機組冷卻水入口電動門來調節冷卻流量，保證冷卻效果。

5.21 號溴化鋰機組冷卻水溫度的恒定

溴化鋰機組循環冷卻水溫度恒定是非常必要的。由于制冷系統和主機循環水共用機力塔水池，沒有獨立的制冷循環水水池。這樣循環水溫度會受到主機負荷、機力塔風機運行情況、環境溫度等影響，從而引起溴化鋰溶液結晶的事故。需要注意的是，運行人員應時刻關注冷卻水溫度變化，必要時稍開或稍關溴化鋰機組冷卻水入口電動門。

5.3 溴化鋰機組熔晶方法

①機組手動控制，重新啟動，稍開熱水閥門；②停冷卻水，使得稀溶液溫度升高，控制在60℃，不能超過70℃，冷凍水出口溫度高于進口溫度后停冷凍水；③為使得溶液濃度降低，或者吸收器液位不低，可將冷劑水旁通閥緩慢打開，使得部分冷劑水旁通到吸收器，持續運行一般可以消除結晶；④如果結晶非常嚴重，可采用蒸汽、熱水、火烤等方法對結晶部位直接加熱［3］。

［1］李乾波.熱水二段型溴化鋰吸收式冷水機組［J］.中國建設信息供熱制冷，2009（7）：70.

［2］楊燕燕.單效溴化鋰吸收式制冷機組性能研究及其應用［D］.大連：大連理工大學，2013.

［3］李平陽.溴化鋰制冷技術在低溫熱回收利用中的應用［J］.中外能源，2010（2）：96-99.

Analysis of Low Output of Two Hot Water Type Lithium Bromide Absorption Refrigeration Unit and Control Method for Preventing Crystallization

Wu MingyuSun Hailong
（Beijing Jingeng Future Gas Power Co.Ltd.Beijing 102209）

According to the cooling mode for Future Techno Mart region of Beiqijia Town,Changping District,Beijing City of Beijing Jingneng Future Gas Thermal Power Co.Ltd.in summer,the reasons of failing to reach the rated out?put of the hot water type lithium bromide absorption refrigeration unit were analyzed,the control methods to prevent unit crystallization were introduced,in order to save energy and improve the operation efficiency of the unit.

lithium bromide；cooling water；condenser；evaporator

TB651

A

1003-5168（2016）10-0091-03

2016-09-06

吳明雨（1990-），男，本科，研究方向：電廠燃氣-蒸汽聯合循環機組熱電冷三聯供運行、節能；孫海龍（1984-），男，本科，中級工程師，研究方向：生產運行熱能與動力工程，電廠集控運行。