溴化锂吸收式制冷机组典型 故障及其排除方法

溴化锂吸收式制冷机组典型故障及其排除方法一、溴化锂溶液特性

溴化锂是由碱金属元素锂（Li）和卤族元素溴（Br）两种元素组成的，其一般性质和食盐大体类似，是一种比较稳定的物质。在大气中不变质、不挥发、不分解，且极易溶解于水，其缺点是对金属有腐蚀性，会出现结晶现象。

物质的溶解度通常用在某一温度下100g溶剂中所能溶解的该物质的最大质量来表示。此时溶液处于饱和状态，被称为饱和溶液。因此，也可用饱和溶液的质量分数来反映物质的溶解度。物质溶解度的大小除与溶质和溶剂的特性有关外，还与温度有关，如图1—1溴化锂溶液的结晶曲线图所示，溴化锂在水中的溶解度随温度的升高而增大，随温度的降低而减小。可见一定温度下的溴化锂饱和水溶液，当温度降低时，由于溴化锂在水中溶解度的减小，溶液中多余的溴化锂就会与水结合成含有水分子的溴化锂水合物的晶体析出，形成结晶现象。

二、溴化锂溶液结晶

从溴化锂水溶液的性质可以知道，结晶取决于溶液的质量分数和温度之间的关系。在一定质量分数下，当温度低于某一数值时就要引起结晶。当溴化锂吸收式制冷机组发生结晶故障以后，对制冷机组进行熔晶是非常麻烦的事情。一旦制冷机组出现结晶现象，就必须立即对制冷机组进行熔晶处理，此时不但制冷机组的制冷量将大大减小，而且在熔晶过程中，浓溶液腐蚀金属会产生大量的不凝性气体，从而降低制冷机组的使用寿命。还有溴化锂溶液的浓度越高，对机组的腐蚀性就越大。因此，溴化锂制冷机组在运行当中应该尽量避免溶液的结晶。

在一般情况下，溴化锂制冷机组大都装有冷剂水的旁通装置和结晶时的自动熔晶装置。此外，为避免停机后的结晶，还设有停机时的溶液自动稀释装置。虽然制冷机组设有多项预防结晶的装置，但仍然有可能发生结晶事故，此时结晶以后对制冷机组的熔晶就显得非常的重要了。（一）停机期间溶液结晶

溴化锂制冷机组停机期间发生结晶的主要原因是制冷机组停机时稀释运转的时间不够，蒸发器内存有大量的冷剂水未被蒸发，导致吸收器内溴化锂溶液浓度过高所致。

笔者于1995年至2000年期间曾在北京西客站制冷机房从事管理工作。北京西客站的制冷机组采用上海第一冷冻机厂生产的SXZ系列的蒸汽型溴化锂制冷机组十台。该制冷机组安装两台溶液泵，一号溶液泵负责为高压发生器提供稀溶液，二号溶液泵接在低温热交换器浓溶液的出口处，负责将低温热交换器出来的浓溶液，喷淋到吸收器内的冷却水管

路上，以稀释从蒸发器出来的冷剂蒸汽。1998年8月的某一天有一台制冷机组开机时，机组二号溶液泵的过载继电器动作。检查中发现该制冷机组的蒸发器内有大量的冷剂水未被蒸发。在排除二号溶液泵电器部分故障的可能后，怀疑有可能是二号溶液泵内部溴化锂溶液结晶，从而导致二号溶液泵过载继电器动作。在确定故障的原因后立即组织人员对该制冷机组的二号溶液泵进行溶晶处理。

具体操作如下：

1.立即将蒸发器内的冷剂水全部导入吸收器内，以降低吸收器中溶液的浓度。

2.采用外部加热的方法将溶液泵叶轮内及连接管路中的溴化锂溶液

温

度升高，提高溴化锂在水中的溶解度，从而使结晶融化。考虑制冷机组的溶液泵采用法兰连接且电动机部分不能够承受高温，所以采用蒸汽加热溶液泵的叶轮及连接管路。为防止加热时蒸汽及凝水进入电控设备，在加热前以将电控设备包好。

3.在加热一段时间后采用点动的方式启动溶液泵。由于溴化锂制冷机组的溶液泵使用屏蔽泵，因此无法用肉眼直接观察溶液泵是否能够运转，所以在溶液泵出口处的取样阀处安装了一个真空压力表。由于溶液泵运转后会有一个扬程，所以真空压力表上指示的压力必定高于大气压力。溶液泵内的结晶也就融化了。当安装了真空压力表并打开取样阀后发现，真空压力表为常压；由于制冷机组内为高真空状态，因此断定溶液泵内部和取样阀处以完全结晶了。这也就验证了刚才判断溶液泵内部结晶故障是正确的了。

4.确定结晶故障后，组织人员继续用蒸汽全面加热溶液泵叶轮部分及其连接管路，考虑制冷机组低温热交换器和低温热交换器浓溶液出口连接吸收器的管路也有可能结晶；所以组织人员对这段管路及低温热交换器也一同加热。

5.由于溴化锂溶液对金属有腐蚀性，结晶后腐蚀性会更强；所以必定产生大量的不凝性气体，这些不凝性气体留存于制冷机组中会加重溴化锂溶液对制冷机组的腐蚀，降低制冷机组的使用寿命。因此，立即开启了真空泵抽除制冷机组内部的不凝性气体。在使用真空泵抽除制冷机组内不凝性气体时，应该特别注意的是：必须先开启真空泵以后，在打开机组用于抽真空的阀门。关闭时，必须先关闭机组用于抽真空的阀门后，在关闭真空泵。

由于及时正确的操作，半小时后制冷机组的二号溶液泵以能够连续运转。溶液泵内部的结晶以全部融化；开启制冷机组一号、二号溶液泵

继续运转半个小时使机组内的溶液充分稀释后停止。事后经检查发现控制制冷机组稀释运转的稀释温度继电器损坏，导致制冷机组停机时稀释运转的时间不够，值班人员又未能及时发现而结晶。

（二）制冷机组运行中溶液结晶

溴化锂制冷机组在运行当中，引起结晶的因素有很多其中最主要的因素有以下几点：

1. 冷却水进口的温度过低

溴化锂制冷机组在运行当中应该严格控制机组冷却水的进口温度，绝对不允许冷却水的进口温度低于制冷机组的标定值。当冷却水的进口温度过低时，将引起吸收器中稀溶液的温度降低。当过低温度的稀溶液在低温热交换器中与从发生器中回来的浓溶液换热时，会使浓溶液的温度急剧降低；从而导致低温热交换器中浓溶液的质量分数过高而结晶。

2.机组内积聚有大量的不凝性气体

不凝性气体是指在溴化锂吸收式制冷机组工作时，即不被冷凝，也无法被溴化锂溶液所吸收的气体。由于溴化锂吸收式制冷机组是在高真空状态下工作的。蒸发器、吸收器中的绝对工作压力仅几百帕，外部空气及易漏入机组。还有，在制冷机组运行的过程中，溴化锂溶液总会腐蚀钢铁、铜等金属材料产生氢气。况且当机组漏入空气以后，由于空气中氧气的存在还会加剧溴化锂溶液对制冷机组的腐蚀。这类不凝性气体即使数量极少，对制冷机组的性能也将会产生极大的影响。当机组内积聚有大量的不凝性气体时，蒸发器和吸收器的工作压力就会升高。由于蒸发器中蒸发压力的升高相应的蒸发温度也就升高了，导致蒸发器中积存大量的冷剂水无法蒸发。同时吸收器中压力升高后，大大降低了溴化锂溶液吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽的能力。由于大量的冷剂水积存在蒸发器中无法被蒸发，导致发生器中回来的浓溶液的浓度过高而引起结晶。

3.制冷机组常时间超负荷运转

当制冷机组常时间超负荷运转时，发生器中溶液的温度就会过高。导致发生器出来的浓溶液过份浓缩。在低温热交换器中，过份浓缩的浓溶液在与从吸收器出来的低温的稀溶液换热时急剧降温而结晶。所以溴化锂制冷机组不可以超负荷运转。

（三）制冷机组运行中溶液结晶的征兆

在溴化锂制冷机组的低压发生器与吸收器之间有一根旁通管，它的一端接在低压发生器溶液槽的上部。另一端接在吸收器上，这就是自动熔晶管。制冷机组正常运转时，低压发生器的溶液液面低于自动熔晶管。当机组溶液结晶时，低温热交换器浓溶液管路因浓溶液结晶而被堵塞，低压发生器溶液液面上升，最终流向自动熔晶管进入吸收器。由于