淺析吸收式制冷機組結晶問題

曹振華

(陜西國防工業職業技術學院建筑與熱能工程學院，陜西 西安 710302)

1 引言

溴化鋰吸收式制冷機組常見的故障有溶液結晶，冷媒水及冷劑水結冰，冷劑水被污染，機組性能下降，機組氣密性變差，以及燃燒器及其他設備機械故障等。本文就機組溶液結晶的問題及處理的方法進行分析探討。

2 溶液的結晶

溶液結晶是溴化鋰吸收式制冷機組常見故障。為了防止機組在運行過程中溶液產生結晶，通常在發生器濃溶液出口端設有自動融晶裝置。此外，為了避免機組停機后溶液結晶，還設有機組停機時的自動稀釋裝置。融晶時，機組冷劑水減少，且需要很長的一段時間。此時，機組性能將大幅降低。因此，機組在運行過程中應盡量避免結晶情況的發生。下面就機組在停機、運行和啟動時發生結晶時的現象和處理方法做一簡要介紹。

2.1 停機期間的結晶

在停機期間，由于溶液在停機時稀釋不足或環境溫度過低等原因，使得溴化鋰溶液的質量分數冷卻到平衡圖中的下方而發生結晶。一旦發生結晶，溶液泵就無法正常運行，則可按如下步驟進行融晶：用蒸汽對溶液泵殼和進出口管進行加熱，直至溶液泵能夠運轉。加熱時要注意防止蒸汽和冷凝水進入電動機和控制設備。切勿對電動機直接加熱。

2.2 運行期間的結晶

機組運行過程中，掌握結晶的征兆是十分重要的。如果在結晶初期就采取相應的措施(如降低機組負荷等)，一般可避免結晶。

機組運行期間，最容易結晶的部位是溶液熱交換器的濃溶液側和濃溶液的出口處。因為這里是溶液質量分數的最高處及濃溶液溫度的最低處，當濃溶液溫度低于該質量分數下的結晶溫度時，結晶逐漸產生。機組在全負荷運行時融晶管不發燙，說明機組運行正常，一旦出現結晶，由于濃溶液出口被堵塞，發生器的液位則會越來越高。當液位到融晶管位置時，溶液就會繞過低溫熱交換器，直接從融晶管回到吸收器。因此融晶管燙是溶液結晶的顯著特征。這時，低壓發生器液位高，吸收器液位較低，機組性能下降。

當結晶情況比較輕微時，機組本身能自動融晶。溫度高的濃溶液經融晶管直接進入吸收器，使稀溶液溫度升高。當溶液經過熱交換器時，對殼體側結晶的濃溶液進行加熱，可將結晶融解。濃溶液又可經熱交換器到吸收器噴淋，低壓發生器液位下降，機組恢復正常運行。這種方法稱為融晶管融晶。

如果機組無法自動融晶，可采用下面的融晶方法：

(1)機組繼續運行。①關小熱源閥門，減小供熱量，使發生器溶液溫度降低，溶液質量分數也降低。②關閉冷卻塔風機(或減少冷卻水流量)，使稀溶液溫度升高，一般控制在60°C左右，但不要超過70°C。③為使溶液的質量分數降低，或不使吸收器液位低，可將冷劑泵再生閥門慢慢打開，使部分冷劑水旁通到吸收器。④機組繼續運行，由于稀溶液溫度提高，經過熱交換器時加熱殼體側結晶的濃溶液，經過一段時間后，結晶一般可以消除。

(2)機組繼續運行并有加熱，如果結晶情況比較嚴重，上述方法一時難以解決，可借助于外界熱源加熱來消除結晶。①按照前面的方法，關小熱源閥門，使稀溶液溫度上升，對結晶的濃溶液加熱。②同時用蒸汽或蒸汽凝水直接對熱交換器進行全面加熱。

(3)采用溶液泵間歇啟動和停止的方法。①為了不使溶液過分濃縮，關小熱源閥門，開關閉冷卻水閥門。②打開冷劑水旁通閥，將冷劑水旁通至吸收器。③停止溶液泵的運行。④待高溫溶液通過稀溶液管路流水下后，在啟動溶液泵。當高溫溶液被加熱到一定溫度后又暫停溶液泵的運轉，如此反復操作，使熱交換器內結晶的濃溶液受發生器回來的高溫溶液加熱而融解。不過，這種方法不適用于濃溶液不能從稀溶液管路流回到吸收器的機組。

(4)間歇啟動和停止并加熱。把上述方法結合起來使用，可使融晶速度加快，對結晶嚴重的場合進行融晶，可采用此方法。具體操作如下：①用蒸汽軟管對熱交換器加熱。②溶液泵因內部結晶而不能運行時，對泵殼和連接管道一起加熱。③采取上述措施后，如果溶液泵仍然不能運行，則可對溶液管道、熱交換器和吸收器中產生結晶的部分進行加熱。④采用溶液泵間歇啟動和停止的方法。⑤融晶后機組開始工作，若抽氣管路結晶，也應融晶。若抽氣裝置不起作用，非凝性氣體無法排出，盡管結晶已經消除，但隨著機組的運行又會重新結晶。⑥查找結晶的原因，并采取相應的措施。如果高溫溶液熱交換器結晶，則高壓發生器液位升高。因高壓發生器沒有融晶管，同樣需要采用溶液泵間歇啟動和停止的方法，利用溫度較高的溶液回流來消除結晶。融晶后，機組在全負荷情況下運行，自動融晶也不發燙，則說明機組已恢復正常運轉。

2.3 機組啟動時的結晶

機組啟動時，由于存在冷卻水溫度過低，機內有非凝性氣體或熱源閥門開度過大等原因，大都是在熱交器濃溶液側產生結晶，也有可能在發生器中產生結晶。

融晶方法如下：

(1)如果是低溫熱交換器內的溶液結晶，其融晶方法與機組運行期間的結晶處理方法相同。

(2)發生器結晶時，融晶方法如下：①微微打開熱源閥門，向機組微量供熱。通過傳熱管加熱結晶的溶液，使結晶融解。②為加速融晶，可在外部用蒸汽全面加熱發生器殼體。③待結晶融解后，啟動溶液泵。待機組內溶液混合均勻后，即可正式啟動機組。

(3)如果低溫溶液熱交換器和發生器同時結晶，則按照上述方法，先處理發生器結晶，再處理低溫溶液熱交換器的結晶。

參考文獻：

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