溴化鋰吸收式機組非常規故障的判斷與處理

蔣雪冬

摘要：燃機由多個部件組成，整體密閉程度非常高，不具備隨時拆卸檢查的條件，相對于螺桿式及離心式制冷機，溴冷機發生故障的原因判斷及檢查檢修均受到限制，因此機組出現故障后很難快速、準確判斷故障的部位。文章介紹了幾起國家新聞出版廣電總局機關服務局及兄弟單位在多年的溴冷機運行管理工作中漁到的疑難故障及原因分析、處理辦法。

關鍵詞：溴化鋰；吸收式機組；溴冷機；結晶故障；溶液泄漏故障；堵塞故障 文獻標識碼：A

中圖分類號：TB657 文章編號：1009-2374（2017）02-0070-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.033

1 結晶故障

1999年，1#溴化鋰機組調試時，運行不到2小時就出現高壓發生器超溫報警，冷水溫度快速上升。檢查發現，高交濃液出口溫度低（手感較涼），機組控制屏顯視溶液缺液，同時高發壓力下降。

分析：通過以上現象，基本上可判斷為高溫交換器結晶。引起該故障的原因有多種：（1）高壓發生器漏入空氣，導致系統壓力升高，溶液循環量減少；（2）溶液角閥開度偏小；（3）高壓發生器內液位或變頻器失控導致溶液循環量減少；（4）燃燒機燃燒量偏大；（5）冷卻水入口溫度低于24℃；（6）高壓發生器濃度調節閥開度偏小。經過細致檢查發現，機組真空度良好、變頻器正常、溶液角閥全開，但是高發濃度調節閥開度過小、冷卻水溫度24℃（偏低），燃燒量偏大（大火啟動溫度設置偏低），從而引起高溫交換器結晶。

處理措施：首先減少燃燒量，間歇啟動燃燒機，控制高發溫度在110℃～130℃之間，關小冷卻水泵的出口閥，減少冷卻水量，把稀溶液溫度控制在60℃左右，間斷啟動發生泵，由于結晶較為嚴重，反復采用此法溶晶，結晶未解除，后采取在結晶處用碘鎢燈在局部加熱，鋃頭敲擊，均無效果。后來，給機組內加大約150公斤自來水（情況急無蒸餾水），反復采用以上方法，經過近50小時工作，最終結晶得到解決。

溶晶后，及時調整燃燒量，調整濃度調節閥，調整設定參數，各項準備工作做好后，按照正常開機程序開機，待機組運行穩定后，通過自制的一個特殊裝置把溶晶時加入機組內的自來水取出。然后對機組溶液進行化驗，對溶液進行了再生。

2 溶液泄漏故障

系統出現泄漏后，機組充滿不凝性氣體，溴冷機組通常是無法正常開機運行的，因此一旦發現機組制冷量明顯下降的現象，首先應該檢查的就是機組是否有泄漏情況發生。

案例1：2002年2#溴冷機在一次班組檢查時發現真空度為0.06MPa，機組制冷量衰減，冷水出水溫度由9℃逐漸上升到15℃。對機組抽真空2小時，其真空度能抽到0.01MPa，制冷量正常，但是隨著時間的延長，制冷量逐漸下降，一周內，機組又無法正常運行。

分析：通過以上現象，可以初步斷定機組存在泄漏現象，由于溴冷機負壓運行，泄漏隱患很多，例如各視鏡、系統閥門、機組焊縫、感溫包、換熱器銅管、絲堵、機身筒體等。確定機組出現泄漏后，我們應做好機組正壓檢漏準備，首先排除機組上不可能發生泄漏之處，然后再按從易到難的順序逐一對機組進行檢漏。首先采用高純氮氣沖入機組內，機組內壓力沖到0.1MPa，用洗滌靈水檢查閥門、視鏡、絲堵、焊縫等地方，沒發現有泄漏之處，于是把機組主體與高壓發生器（簡稱高發）分開單獨定壓，十幾個小時后檢查發現，主體部分壓力沒掉，高發部分壓力下降，由于泄漏的速度較慢，初步判斷為高發器煙管部位泄漏，因為煙管部位充滿溶液，并且高發部分的壓力相對較高，空氣進入的速度相對慢一些。打開后煙腔，結果發現高發器筒體底部煙管與管板接合處有少量的溶液滲出，用洗滌靈水淋灑，發現有氣泡冒出（淋灑后半天才冒出氣泡）。

處理措施：打磨后用電焊補焊，為了保險起見，用一堵頭把泄漏煙管的兩頭堵上，整個焊實，增大焊接面，保證焊接質量。

案例2：2006年7月2#機組出現了真空度下降，運行管理人員持續抽真空以保障運行，抽真空后重新運行，機組真空度定值保持48小時以上觀察發現真空幾乎沒有任何變化，通過抽樣檢測發現冷劑水沒有發生污染現象，但高壓發生器溶液液位達不到要求。廠家趕來的技術人員認為出現此種情況是并正常的。機組此時運行參數比較穩定、機組真空保持良好，決定先運行觀察。一周后機組相同的報警再次出現，依照上述方法再次處理，機組重新開機大約30分鐘后，機組高壓發生器過低報警；此時通過視鏡觀察，目測冷劑水污染十分嚴重，取樣測得的冷劑水中溴化鋰溶液質量分數在不同運行時間的高達21%～27%，同時冷水進出口溫差極其微小，出口溫度快速升高。

故障原因分析：

第一，系統吸收液濃度上升。吸收液濃度上升是指機組內稀溶液濃度較正常運行時上升，由于該型號機組并未設置稀溶液濃度檢測控制裝置，因此該機組稀溶液濃度是通過其他值計算得出，而非實測值。經現場取樣并計算，此時稀溶液質量分數在57%左右，機組濃溶液質量分數在60%左右，濃度差值明顯偏小，導致吸收能力降低，隨之制冷效率大幅下降。

吸收液濃度上升的原因分析：（1）機組溶液循環量偏小，未達到設計值，此次維修并未調節溶液流量調節閥；（2）溶液質量問題，經現場實驗檢測溶液質量并無問題。

第二，冷劑水凝縮溫度偏高。根據現場綜合判斷，冷劑水凝水管道中存在大量的溴化鋰溶液，造成冷劑水凝水管道溫度非常高，冷劑水被迅速污染。

第三，機組冷劑水污染。造成冷劑水污染的原因包括：冷卻水入口溫度過低；機組溶液循環量不合理；發生器溶液液位過高；溴化鋰溶液質量不好等。綜合該機組實際情況，除發生器溶液液位過高外，可以排除其余因素。現場檢查發現高壓發生器液位很低，可以排除高壓發生器液位高造成污染，只有一種可能，即低壓發生器液位過高導致了冷劑水污染。

故障的判定：綜合該機組故障現象表現，我們初步判斷故障原因是熱交換器內銅管由于腐蝕穿孔造成串流。由于在高壓發生器內將近1400℃火焰將溶液溫度加熱到165℃左右，高壓發生器來的165℃左右的濃溶液與從吸收器來的大約38℃的稀溶液進行熱交換，使稀溶液升溫，濃溶液降溫。回收了大約123℃溫差的熱量。低壓發生器來的約90℃的濃溶液與吸收器來的約38℃稀溶液進行熱交換，回收了約49℃溫差的熱量。因此從它們的特性上來看，高溫熱交換器更容易被擊穿。為了判斷到底是高溫交換器還是低溫交換器發生穿孔現象，我們將機組高發溶液溫度燒到140℃，此時開啟發生泵、吸收泵，分別取高壓發生器、低壓發生器內溶液，實測得溶液比重分別是56.9和56。然后再將高發溶液燒到140℃時，此時停發生泵，開吸收泵、冷劑泵，取高發溶液，此時測得溶液比重為61.2，從而判斷高溫交換器被擊穿。2006年8月更換了高溫熱交換器，機組運行觀察一個月，一切正常。

3 機組內腔污染及機組噴嘴堵塞故障

溴冷機運行一段時間后，機組內腔不可避免地會發生銹蝕（如金屬銹蝕、殘渣、碳酸鋰沉淀等）污染情況，輕則對溶液質量產生一定影響，重則可能堵塞溶液噴嘴及冷劑水噴嘴，機組的制冷能力會受到嚴重影響。

案例1：某兄弟單位1臺溴冷機使用5年后冷劑泵出現運行聲音異常，其他運行參數均正常。分析其原因包括兩種情況：冷劑泵故障和冷劑水水箱中的濾網堵塞。通過木捶敲擊水箱濾網部位可以聽到空音出現，停機后拆除冷劑水視鏡發現濾網果然有堵塞現象。所幸污染程度不算特別嚴重并沒有堵塞噴嘴。

處理過程：由于處于設備運行期間，為避免更大影響，對機組充氮后至正壓后拆下冷劑泵，用純凈水清洗水箱濾網及冷劑水泵濾網，完成后恢復運行。供冷結束后的過渡檢修期間，采取二級清洗措施對整個機組內腔進行一次化學清洗，徹底清除內腔污物，以免類似情況再度發生。

案例2：某兄弟單位1臺已使用15年多的單效溴冷機，制冷量嚴重衰減到機組設計值的大約40%，其他運行參數處于正常范圍之內。

分析：溴冷機在運行一段時間后制冷量發生一定衰減屬正常現象。造成制冷量如此大的衰減有以下原因：機組真空不良、內部噴淋異常、溶液質量問題、機組水系統問題及機組燃料燃燒問題。經實地檢查，排除了真空、溶液質量、機組水系統及燃燒系統的可能。通過吸收器視鏡觀察后發現：可見區域內的8只溶液噴嘴中僅有兩只噴淋情況良好，1只噴嘴噴淋溶液未散開呈液柱狀流下，其余5只都不通或流量小到可以忽略，故此判斷機組內腔出現嚴重銹蝕，造成了大部分溶液噴嘴堵塞。

處理過程：由于正處于夏季供冷開機前的過渡檢修時間，決定對機組內部進行徹底清洗。根據銹蝕污染狀況，采用三級清洗技術，即采用化學清洗方法，清洗機組內所有溶液流經的內腔通路并重點對噴嘴進行疏通清洗。清洗后檢測溶液噴嘴疏通率達96%以上，機組內腔除垢率達95%以上，機組經過此次清洗后制冷量重新恢復到設計值95%以上。

在此本人需要說明的是對溴冷機的內腔進行清洗，一定要充分了解該機組的實際使用狀況、結垢情況、出力情況后，在有必要進行清洗的情況下，為機組量身定制清洗施工方案，切忌一刀切，所有機組采用單一的清洗方法，否則極可能會事與愿違，嚴重時甚至發生損壞機組的情況，造成不必要的損失。

4 結語

溴冷機運行過程中出現的故障各種各樣，本文中介紹的案例有的發生在運行調試過程中，有的發生在機組運行幾年甚至十幾年后。無論哪種情況都必須針對機組不同故障，因時因地制宜，采用針對性的分析檢查方法，及時準確找到故障及其發生原因并及時消除故障，使機組恢復正常運行。相信通過我們精心維護和不斷提高自己判斷及解決機組故障點能力，溴冷機正常運行20年甚至30年完全不是問題。以上是本人對本單位及兄弟單位溴冷機運行過程中出現的幾起非常規故障做出的分析及處理，如有不妥，歡迎批評指正。

參考文獻

[1] 戴永慶.溴化鋰吸收式制冷技術及應用[M].北京：機械工業出版社，1999.

[2] 何耀東.空調用溴化鋰吸收式制冷機[M].北京：中國建筑工業出版社，1996.

[3] 遠大直燃機專用培訓教材[S].

（責任編輯：王 波）