溴化鋰制冷機(jī)組故障的解析

1、溴化鋰制冷機(jī)組故障的解析來源：互聯(lián)網(wǎng) 時間：2009年3月3日 15時0分 發(fā)布評論 進(jìn)入論壇一 機(jī)組概況某溴化鋰制冷機(jī)組制冷量為1 034kW ，2003 年投入使用，全天24 h 運(yùn)行。2005 年5 月出現(xiàn)了真空度下降、制冷劑被污染的情況，運(yùn)行管理人員持續(xù)抽真空以保障運(yùn)行，2005 年11 月該機(jī)組因無法開機(jī)被迫停機(jī)待修。二 故障及維修情況2. 1 首次出現(xiàn)故障時的維修情況檢查發(fā)現(xiàn)該機(jī)組有以下問題:1) 高壓發(fā)生器(以下簡稱高發(fā)) 壓力為平壓，絕對真空壓力表右側(cè)汞柱處于頂部，說明機(jī)組有外漏。2) 真空泵內(nèi)腔中有溴化鋰溶液存在，說明抽真空的過程中有不當(dāng)操作。2005 年11 月中旬檢查機(jī)組

2、發(fā)現(xiàn):高發(fā)視鏡焊接處泄漏；溶液呈醬色，只有0. 6 t 左右。維修時對漏點(diǎn)進(jìn)行了打磨焊接；對溶液進(jìn)行了再生，重新添加了溶液和緩蝕劑；檢修了真空泵。抽真空后重新運(yùn)行，在外界溫度為20 左右、室內(nèi)有熱源的情況下，冷水機(jī)組出口處冷水溫度在6. 5 以下，真空度保持48 h 幾乎無變化，抽樣檢測發(fā)現(xiàn)制冷劑沒被污染，但從高發(fā)視鏡看不到液位。廠家技術(shù)人員認(rèn)為對于此機(jī)型出現(xiàn)這種情況是完全正常的。鑒于機(jī)組當(dāng)時運(yùn)行穩(wěn)定、真空度保持良好，決定作保守觀察處理。2. 2 再次出現(xiàn)故障時的維修情況機(jī)組2006 年4 月重新運(yùn)行后，出現(xiàn)了“吸收液濃度上升，檢查”的報警。筆者對機(jī)組進(jìn)行了抽真空、旁通制冷劑處理，報警消失。半

3、個月后再次出現(xiàn)了同樣的報警，依照上述方法處理，卻沒有任何作用，但在每次重新開機(jī)的前45 h 內(nèi)并無此報警顯示。6 月中旬，冷水出水溫度在蒸汽壓力為0. 2 MPa 的情況下，達(dá)到了1012 ，且蒸汽壓力不穩(wěn)定。運(yùn)行管理人員加大蒸汽壓力至0. 3 MPa ，3 min 后，蒸汽凝水溫度異常，且凝水出口有蒸汽噴出；制冷劑凝縮溫度異常，凝水管道溫度較高，用手觸摸極其燙手，實(shí)測溫度為74 ，遠(yuǎn)高于正常溫度；低壓發(fā)生器(以下簡稱低發(fā)) 伴有清脆的啪啪聲；制冷劑污染嚴(yán)重，用波美濃度計測得的不同運(yùn)行時間的制冷劑中的溴化鋰溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)21 %27 %不等，冷水出口溫度高達(dá)17 。三 故障分析3. 1 蒸汽

4、凝水溫度異常蒸汽壓力不穩(wěn)定、蒸汽凝水溫度異常和液位有關(guān)。因為只有溶液到達(dá)一定位置時，蒸汽對溶液進(jìn)行加熱時才有足夠多的溶液吸收熱量，導(dǎo)致形成了凝結(jié)水。當(dāng)加大蒸汽壓力到0. 4 MPa 時，蒸汽凝水溫度顯示高達(dá)90 ，且出口處的凝水?dāng)y帶了大量的蒸汽，很容易讓人誤認(rèn)為是疏水器出現(xiàn)了故障。后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，疏水器并無大的故障。因此判斷蒸汽凝水溫度異常只和高發(fā)中的溶液液位有關(guān)。3. 2 吸收液濃度上升吸收液濃度上升是指稀溶液濃度上升，請教有關(guān)專家得知，該機(jī)組并無稀溶液濃度測量控制節(jié)點(diǎn)，因此，稀溶液濃度是根據(jù)其他測量值計算得到的結(jié)果，并不是實(shí)測值?，F(xiàn)場實(shí)際測量和計算表明，稀溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)在運(yùn)行階段基本穩(wěn)定在57

5、 %左右，濃溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60 %左右，濃度差明顯偏小，導(dǎo)致吸收能力下降。導(dǎo)致該機(jī)組吸收液濃度上升的原因有:1) 溶液循環(huán)量沒有達(dá)到設(shè)計流量，而在維修前后也沒有調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥。2) 由于首次維修時添加了一定量的溶液，但沒有補(bǔ)充制冷劑，制冷劑量不足導(dǎo)致了吸收液濃度上升。3) 溶液質(zhì)量可能有問題。對溶液進(jìn)行發(fā)泡實(shí)驗，顯示溶液質(zhì)量無問題，有蟹沫狀泡沫存在應(yīng)該歸因于溶液較臟1 ，因此排除溶液質(zhì)量問題。3. 3 制冷劑凝縮溫度異常根據(jù)實(shí)測得到的溫度和制冷劑嚴(yán)重污染的情況綜合判斷，制冷劑凝水管道中必定有大量的溴化鋰溶液流過，否則制冷劑凝水管道溫度不會那么高，制冷劑被污染的速度不會那么快。3. 4 制冷劑污

6、染產(chǎn)生制冷劑污染的原因很多，主要有:發(fā)生器液位過高；冷卻水溫度過低；溶液循環(huán)量過大；溶液中有氣泡、含揮發(fā)性物質(zhì)、質(zhì)量不好；等等。但對于該機(jī)組而言，除發(fā)生器液位過高外，其余均不可能。而事實(shí)是，高發(fā)液位很低，因此可以排除高發(fā)液位高形成的污染，實(shí)際情況必然是低發(fā)液位過高導(dǎo)致了制冷劑污染。四 故障的確定根據(jù)該制冷機(jī)的故障現(xiàn)象，筆者和維修人員初步判斷故障原因是高溫、低溫?fù)Q熱器銅管穿孔串流。由于稀溶液出口有溶液泵加壓，稀溶液在低溫?fù)Q熱器內(nèi)堵塞了從低發(fā)進(jìn)入吸收器的濃溶液通路，使低發(fā)液位高于設(shè)定液位，從而導(dǎo)致制冷劑被污染，制冷劑凝縮溫度異常；另一方面，由于換熱器銅管穿孔串流，從溶液泵壓出的溶液很大一部分沒有回

7、到高發(fā)，導(dǎo)致高發(fā)液位很低。該故障出現(xiàn)以后，筆者邀請國內(nèi)幾名維修專家進(jìn)行診斷，有人認(rèn)為板式換熱器穿孔現(xiàn)象并不少見，但管式換熱器穿孔的可能性極小，甚至可以不考慮。生產(chǎn)廠家技術(shù)人員也認(rèn)為不可能，因為以前沒有先例，并認(rèn)為換熱器串流不會引起制冷劑污染。2006 年8 月，室外溫度高達(dá)38 ，冷水機(jī)組出水溫度為1719 ，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量和工人工作環(huán)境。在該公司的強(qiáng)烈要求和筆者的堅持下，切開機(jī)組高溫、低溫?fù)Q熱器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)低溫?fù)Q熱器的204 根銅管中約有60 %泄漏，而高溫?fù)Q熱器的120 多根銅管中有14 根泄漏。至此，可以確定該機(jī)組出現(xiàn)故障的根本原因是高溫、低溫?fù)Q熱器銅管穿孔。 2007 年2 月更

8、換了高溫、低溫?fù)Q熱器，運(yùn)行到5 月底的3 個多月中，機(jī)組運(yùn)行情況為:1) 高發(fā)液位正常，而且加大蒸汽量也沒有出現(xiàn)蒸汽凝水溫度異常的報警。2) 制冷劑未被污染。3) 運(yùn)行過程中，依然出現(xiàn)過吸收液濃度上升的報警。4) 在室外溫度為35 的情況下，冷水出口溫度穩(wěn)定在1012 ，冷卻水進(jìn)口溫度為3033 ，出口溫度為3436 ，加大蒸汽量后冷水溫度下降不明顯。5) 沒有出現(xiàn)制冷劑凝縮溫度異常報警，但出現(xiàn)了冷卻水溫度高、冷卻水結(jié)垢的報警。鑒于所換高溫、低溫?fù)Q熱器并非原廠家所制造，筆者對高溫、低溫?fù)Q熱器循環(huán)溶液溫度進(jìn)行了定點(diǎn)測量，發(fā)現(xiàn)在最大負(fù)荷時低溫?fù)Q熱器進(jìn)出口溶液溫度偏離良好運(yùn)行狀態(tài)時的溫度達(dá)10 ，影

9、響了吸收效果。更換低溫?fù)Q熱器后，吸收液濃度上升報警仍偶爾出現(xiàn)，冷卻水溫度高和冷卻水結(jié)垢的報警仍然沒有消失。檢查發(fā)現(xiàn)，機(jī)組銘牌冷卻水量為299 m3 / h ，而實(shí)際配置了兩用一備、流量為150 m3 / h 的泵，兩臺并聯(lián)泵的實(shí)際運(yùn)行流量為197 m3 / h ，遠(yuǎn)小于額定流量。冷卻水流量小導(dǎo)致了冷卻水溫度高、冷卻水結(jié)垢和吸收液濃度上升的報警。更換冷卻水泵后運(yùn)行正常。無獨(dú)有偶，2007 年5 月底，筆者在宿州賓館再次遇到了低溫?fù)Q熱器銅管串流問題，癥狀是:低發(fā)滿液位，液位不能下到視鏡中部；制冷劑污染。這佐證了該藥廠機(jī)組制冷劑污染是溶液從低發(fā)越過柵板導(dǎo)致的。五 結(jié)語5. 1 在2005 年5 月機(jī)組出現(xiàn)真空問題后該公司沒有立即停機(jī)檢查維修，導(dǎo)致銅管腐蝕是穿孔的根本原因。真空是溴化鋰制冷機(jī)的生命，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，還是很容易忽略這個問題。該機(jī)組真空泄漏達(dá)半年時間而沒有進(jìn)行維修，腐蝕造成機(jī)組嚴(yán)重?fù)p壞。出于節(jié)能和成本的考慮，換熱器銅管被廠家做得越來越薄，一旦真空泄漏，它成為最容易被損壞的配件。5. 2 2005 年11 月，筆者維修機(jī)組時雖然對液位問題有所警覺，但因為在當(dāng)時的室外溫度下機(jī)組運(yùn)行完全正常，無法