溴化鋰制冷系統的故障分析與研究

趙建平，韓春龍，張佳洋

（河鋼集團唐鋼美錦（唐山）煤化工有限公司，河北 唐山 063000）

溴化鋰制冷系統的故障問題，一直是系統穩定運行的詬病，其故障率要高于傳統系統，且因為溴化鋰制冷系統應用頻率較高，對制冷系統的穩定運行提出了更高的要求，所以關于溴化鋰制冷系統的故障分析研究工作顯得尤為重要。

1 溴化鋰制冷系統工作原理

溴化鋰制冷系統的能源兼容性良好，基本上任何性質的熱源都可以作為其制冷驅動力，例如廢蒸汽、廢熱等。在運行機理上，溴化鋰制冷系統中還有溴化鋰水溶液、水、溴化鋰溶液，三者分別充當了工質、制冷劑、吸收劑的角色。此時當熱源進入溴化鋰制冷系統當中，就會在內部形成高真空環境，相應因為熱源會蒸發水分，其蒸氣會帶走水中大量溫度，由溴化鋰溶液吸收、排放，水的溫度不斷下降，此時就會形成制冷所需要的低溫冷水。低溫冷水通過溴化鋰水溶液的工質作用，可以進行制冷，且制冷量可以人為控制，一般范圍為20%～100%［1］。

圖1為溴化鋰制冷機組的工作原理，圖中可見，溴化鋰溶液存放于吸收器內部，形態上屬于稀溶液。在系統運行過程中，主要通過泵類設備將其泵入高、低溫換熱器中，并延伸進入高、低壓發生器。此時在高、低壓發生器當中，溴化鋰溶液將會被水產生的蒸汽而加熱沸騰，形成冷劑蒸汽，此時溶液會產生濃縮效應。待其濃度達到一定水平之后，經高壓發生器的作用，會逐漸轉化為冷劑水，冷劑水會與低壓發生器的冷劑蒸汽相互融合，并一同進入冷凝器當中待冷卻。全部冷卻完畢之后，就形成了低溫冷劑水，相應低溫冷劑水再進入蒸發器，利用泵類設備進行傳輸，與蒸發器傳熱銅管接觸且被吸入蒸發器。此時低溫冷劑水的熱量會被迅速蒸發，溫度在此降低，最終實現制冷目的。

圖1 溴化鋰制冷機組工作原理圖

2 溴化鋰制冷系統常見故障

2.1 熱源系統故障

溴化鋰制冷系統雖然為制冷系統，但其同樣也需要熱源，那么在冷熱交替的過程當中，該系統設備就容易出現故障，其中受影響最大的系統結構即為熱源系統。在很多實際案例當中可見，溴化鋰制冷熱源系統經常出現蒸汽壓力不夠、溫度不受控制的現象，即在熱交換過程當中，蒸汽供應不穩定，且壓力波動較大等；人工調節溫度時，制冷機組沒有反應或者制冷溫度波動不明顯，此類現象的發生率很高，一旦出現，說明溴化鋰制冷系統制冷效果不佳，需要盡快進行調節處理［2］。

2.2 制冷溫度異常

在溴化鋰制冷系統運行過程中，其設備制冷溫度在表面上一切正常，可以根據人工操作來做出反應。但細化來看，其實際溫度可能與人工操作要求不符，這一現象說明溴化鋰制冷系統制冷溫度異常，需要進行調整。究其原因，因為制冷系統設備長期運行，其內部容易積灰或者結垢，此時灰塵等可能會進入系統內部，侵入冷劑水，當冷劑水內的灰塵或其他雜物累積到一定程度，就會出現上述現象。對此在分析研究當中，要對冷劑水的比重進行檢測。

2.3 制冷量異常

與上述制冷溫度異常類似，制冷量異常也屬于溫度異常的表現。但不同的是，目前絕大部分的制冷量異?，F象，都屬于單側溫度異常類型，即制冷量要么過高、要么過低，說明這種現象的影響較為極端。具體來說，在實際應用操作中，人工對制冷系統進行制冷溫度下調操作，造成制冷設備的溫度直接變成最大值，導致機組銅管結冰，制冷效果較差，所以必須進行處理。

3 溴化鋰制冷系統故障分析研究方法

3.1 熱源系統故障

針對熱源系統故障現象，在分析研究工作當中，首先可以嘗試性的運行溴化鋰制冷系統，檢測其是否存在蒸汽供應不穩等表現，如果存在則說明其熱源系統存在故障，如果不存在則需要拆解機組進行檢查。其次在拆機檢查過程當中，主要觀察溴化鋰制冷系統高壓發生器內的溶液溫度，如果溶液溫度過高，則說明存在熱源故障，有必要進行降溫處理。

3.2 制冷溫度異常

針對制冷溫度異常現象，在分析研究過程中，主要測試系統內部冷劑水的比重。具體來說，根據相關理論得知溴化鋰制冷系統冷劑水的正常比重為1.04以內，所以如果測試結果超出1.04，則說明存在制冷溫度異常，對于此類故障，可以直接更換冷劑水。但值得注意的是，在清理完舊冷劑水之后，需要對機組內部進行全面清理，以免再一次出現相同問題。

3.3 制冷量異常分析研究

針對制冷量異?，F象，在分析研究時，需要檢測系統內的冷卻水進水溫度。具體來說，理論上冷卻水進水溫度需要維持在30～32℃，如果超出區間則會導致制冷量大幅度降低，可能造成保護停機，嚴重時會造成機組結晶，否則相反。所以如果測試結果顯示，系統內部冷卻水進水溫度不在區間內，則說明存在制冷量異常，而針對這一現象，建議調整冷卻水來水溫度，以消除此類問題。

4 結 語

文章主要對溴化鋰制冷系統的故障進行了分析，通過分析得到結論：溴化鋰制冷系統主要利用真空環境，借助溴化鋰水溶液、水、溴化鋰溶液來實現制冷，具有良好應用價值。但也存在故障率較高的缺陷，有必要針對其故障問題進行分析，以提高其制冷效果；分析了溴化鋰制冷系統運行過程中常見的故障，并對各故障的生成原因、特征進行了介紹，為分析研究工作提供方向；針對各類故障，提出了相關的解決方法。