胡 萍，鄧建民

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏 石嘴山 753202）

寧夏英力特化工股份有限公司是一家電石法聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)，在氯乙烯合成工序，大量化學(xué)反應(yīng)熱量以熱水循環(huán)方式移出，需要對(duì)熱水進(jìn)行冷卻降溫處理。乙炔冷卻、單體精餾處理過程又需要大量的冷量。通常這些冷量由電能轉(zhuǎn)化，因此，選用溴化鋰機(jī)組將熱量轉(zhuǎn)化為冷量，減少用電制冷對(duì)于企業(yè)的節(jié)能降耗具有重要意義。該公司建設(shè)12萬t/a PVC項(xiàng)目時(shí)，配套選用一臺(tái)制冷量為1160 kW·h的溴化鋰機(jī)組，產(chǎn)生的冷量用于乙炔預(yù)冷。

該溴化鋰機(jī)組自2009年開車以來，調(diào)試、開車、溶液調(diào)整等工作由廠家技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行。運(yùn)行至2011年時(shí)，曾發(fā)生由于操作運(yùn)行不當(dāng)導(dǎo)致冷劑管凍裂、溴化鋰溶液被脫鹽水稀釋、溴化鋰機(jī)組進(jìn)入大量空氣后導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)溶液結(jié)晶的事故。事故發(fā)生后，通常由原廠家對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行處理和檢修調(diào)試，由于每次廠家進(jìn)入需要一定時(shí)間，并且維護(hù)費(fèi)用較高。因此，對(duì)機(jī)組的檢查維修工作成為制約生產(chǎn)長周期正常運(yùn)行的瓶頸，通過摸索，設(shè)備管理人員逐漸掌握機(jī)組長周期運(yùn)行的一些經(jīng)驗(yàn)，在機(jī)組管理取得了較好的效果。現(xiàn)將機(jī)組管理中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。

1 設(shè)備工作原理及流程介紹

溴化鋰吸收式制冷機(jī)主要由再生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、循環(huán)泵等幾部分組成。吸收式溴化鋰制冷機(jī)組是使用溴化鋰水溶液作為吸收劑的冷水發(fā)生裝置，由于溴化鋰水溶液本身沸點(diǎn)很高，極難揮發(fā)，所以可認(rèn)為溴化鋰飽和溶液液面上的蒸汽為純水蒸汽。在一定溫度下，溴化鋰溶液液面上的水蒸氣飽和分壓力小于純水的飽和分壓力，而且濃度越高，液面上的水蒸氣飽和分壓力越小。這是溴化鋰溶液具有很強(qiáng)吸濕性的原因，而且在溶液濃度越高，或者溫度越低的情況下，其吸濕性變得越強(qiáng)。這也就是通常采用溴化鋰溶液作為吸收劑的原因。

在制冷工作時(shí)，在蒸發(fā)器內(nèi)冷劑（純水）通過加壓泵向蒸發(fā)器的傳熱管噴淋，冷劑吸收傳熱管流動(dòng)的熱量后蒸發(fā)，被吸收器內(nèi)溴化鋰濃溶液吸收，溶液濃度變稀，傳熱管中的冷媒熱量移出溫度下降，吸收器內(nèi)的稀溶液通過溶液泵導(dǎo)入到發(fā)生器，由熱水加熱使溶液濃縮，濃溶液返回吸收器吸收冷劑水蒸發(fā)蒸汽，蒸發(fā)分離出的冷劑蒸汽被循環(huán)冷卻水冷凝，凝結(jié)成冷劑水返回蒸發(fā)器。傳熱管中的冷媒熱量移出溫度下降形成7℃冷卻水。如此反復(fù)，形成熱水熱量與7℃冷卻水冷量轉(zhuǎn)換的制冷系統(tǒng)。循環(huán)流程見圖1。

2 機(jī)組真空的檢測(cè)與管理措施

圖1 溴化鋰機(jī)組水循環(huán)流程

吸收式制冷機(jī)是高度真空容器，特別是蒸發(fā)器、吸收器必須維持1/100大氣壓以下的高真空，而且該壓力必須全部由水蒸氣壓力來維持，機(jī)內(nèi)一旦混入空氣或其他不凝性氣體，則制冷能力下降，吸收式制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的好壞，可以說取決于機(jī)器的真空度，抽出機(jī)內(nèi)的不凝性氣體是運(yùn)轉(zhuǎn)及保養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)，溴化鋰水溶液如果有O2進(jìn)入，將產(chǎn)生腐蝕性的物質(zhì)，因此空氣的漏入對(duì)機(jī)器的壽命有影響。溴化鋰機(jī)組制冷量的大小、機(jī)組使用壽命的長短、溴化鋰溶液質(zhì)量的變化、主機(jī)內(nèi)部金屬材料的腐蝕快慢等無不與機(jī)組的真空度有密切關(guān)系。并且溴化鋰溶液對(duì)金屬材料具有腐蝕作用，O2是促進(jìn)腐蝕發(fā)生的主要因素，因此在溴化鋰吸收式機(jī)組中，隔絕O2是最根本的防腐措施。

溴化鋰機(jī)組是利用溴化鋰溶液在7 kPa的壓力下在發(fā)生器內(nèi)與熱水間接換熱時(shí)產(chǎn)生冷劑蒸汽來實(shí)現(xiàn)冷凍低溫水（7～13℃）來滿足生產(chǎn)需要的，因此機(jī)組的真空管理是溴化鋰機(jī)組運(yùn)行的關(guān)鍵，在機(jī)組真空管理上規(guī)定了真空泵抽真空的范圍為8～15 mmHg，要求每班對(duì)蒸發(fā)器、發(fā)生器、吸收器抽真空一次來確保機(jī)組的正常運(yùn)行，且真空每班波動(dòng)范圍不大于15 mmHg。真空是溴化鋰機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行關(guān)鍵性指標(biāo)之一，不管溴化鋰機(jī)組停機(jī)或運(yùn)行都要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3 冷卻水低溫時(shí)的運(yùn)行管理措施

溴化鋰吸收式機(jī)組的冷卻水進(jìn)口管理，名義工況為32℃。但實(shí)際使用中，機(jī)組運(yùn)行不是在名義工況，特別是在夏初和深秋，冷卻水溫度低于設(shè)計(jì)值，同時(shí)，白天和夜晚又有很大差別。如果冷卻塔風(fēng)機(jī)停止，由于機(jī)組冷卻負(fù)荷大，冷卻水溫度會(huì)不斷提高。若啟動(dòng)冷卻塔風(fēng)機(jī)，由于外界氣溫低，水易蒸發(fā)，冷卻水溫度又會(huì)逐步下降，用于工藝流程或特種空調(diào)常年使用的機(jī)組，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間更長，冷卻水的變化幅度更大，這就提出了冷卻水低溫時(shí)如何管理吸收式機(jī)組的問題。

當(dāng)冷卻水進(jìn)口溫度降低時(shí)，吸收器稀溶液溫度就降低。從溴化鋰溶液特性曲線可知，稀溶液的濃度也降低。同時(shí)，由于通過冷凝器的冷卻水溫度降低，冷凝溫度就降低，冷凝壓力降低，因而濃溶液與稀溶液的濃度差增大，機(jī)組制冷量增大，同時(shí)，機(jī)組能量消耗率降低，熱效率提高。

如上所述，在冷卻水進(jìn)口溫度低的情況下，機(jī)組性能提高、COP值（制冷性能系數(shù)）提高、節(jié)約能源，因而應(yīng)提倡機(jī)組在低溫度冷卻水溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)。但冷卻水溫度不易過低，機(jī)組在過低冷卻水溫度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)注意排除下列可能出現(xiàn)的故障。

3.1 結(jié)晶

冷卻水進(jìn)口溫度降低時(shí)，吸收器稀溶液的溫度降低，冷凝壓力降低，濃溶液濃度增加。濃溶液濃度上升及稀溶液溫度降低，均可導(dǎo)致濃溶液在溶液熱交換器中產(chǎn)生結(jié)晶。此時(shí)，應(yīng)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生結(jié)晶的現(xiàn)象密切注意，并采取相應(yīng)的措施。如通過冷卻水量的調(diào)節(jié)，保證進(jìn)入機(jī)組的冷卻水進(jìn)口溫度在一定數(shù)值上。公司現(xiàn)用機(jī)組在自動(dòng)控制上對(duì)機(jī)組的冷卻進(jìn)行低溫限度控制，當(dāng)冷卻水溫度低于28℃時(shí)，機(jī)組將進(jìn)入減載運(yùn)行。

3.2 冷劑水不足

冷卻水溫度低時(shí)，由于稀溶液的濃度大幅度減小，大部分冷劑水都要補(bǔ)充至溶液中，造成機(jī)組中冷劑水量不足，甚至冷劑泵過載而被迫停機(jī)。因此，作為適應(yīng)機(jī)組在冷卻水低溫工況下運(yùn)轉(zhuǎn)的措施之一，加大機(jī)組內(nèi)的冷劑水貯量，冷劑水量不足時(shí)可以向機(jī)組內(nèi)補(bǔ)充脫鹽水來增加冷劑水量。

3.3 冷劑水污染

冷卻水進(jìn)口溫度低時(shí)，稀溶液的濃度大幅度降低，同時(shí)，冷凝壓力降低。造成發(fā)生器發(fā)生劇烈，溴化鋰液滴易隨同冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，造成冷劑水污染，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)充分注意。

冷卻水進(jìn)口溫度減低時(shí)，不同的機(jī)組性能的變化速度不盡相同，機(jī)組性能提高有一定的限度，當(dāng)超過這一限度時(shí)，機(jī)組性能就不再提高，在此情況下，降低冷卻水溫度運(yùn)轉(zhuǎn)也無多大作用。因此，機(jī)組運(yùn)行時(shí)，應(yīng)盡可能維持冷卻水進(jìn)口溫度在28～32℃這一范圍內(nèi)。

4 部分負(fù)荷的運(yùn)行管理

溴化鋰吸收式機(jī)組能量調(diào)節(jié)特性有其上下限。熱水型溴化鋰吸收式機(jī)組能量調(diào)節(jié)范圍一般為10%～100%。如果機(jī)組的能量在調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)，則運(yùn)行正常。但運(yùn)行中應(yīng)注意的是蒸發(fā)器中冷劑水量的不足，避免冷劑泵吸空，以及因溶液濃度低，使吸收器中溶液量增多，影響吸收器的抽氣能力等。當(dāng)?shù)陀谀芰空{(diào)節(jié)范圍下限時(shí)，通過控制冷凝溫度、供液量來控制蒸發(fā)溫度的方法來調(diào)整機(jī)組的制冷能力。如果生產(chǎn)工況允許的情況下，熱水型機(jī)組可做間歇運(yùn)行也是比較可靠的。停機(jī)時(shí)，機(jī)組進(jìn)行稀釋循環(huán)，然后冷劑泵及溶液泵停止，機(jī)組停止運(yùn)行。隨著冷水溫度的上升，可根據(jù)溫度變化及時(shí)進(jìn)行開機(jī)操作。

5 溴化鋰溶液的管理

5.1 溴化鋰溶液pH值的控制

在溴化鋰機(jī)組運(yùn)行過程中需加強(qiáng)對(duì)溶液pH值的控制，防止溶液運(yùn)行過程中對(duì)機(jī)組的腐蝕后由于Fe3+的增多導(dǎo)致溶液的性能發(fā)生變化而影響機(jī)組的制冷效果。通過添加鉻酸鋰或鉬酸鋰來調(diào)整溶液的酸度，通過氫氧化鋰來調(diào)節(jié)溶液的堿度，將溶液的pH值有效控制在9～11來減緩機(jī)組在運(yùn)行過程中遭受溶液腐蝕。

5.2 辛醇的添加管理

根據(jù)機(jī)組制冷能力和抽真空過程中產(chǎn)生的氣體濃度來判斷機(jī)組的工作效率，在機(jī)組操作控制中流量、冷劑水噴淋閥開度、熱水閥門開度保持不變、環(huán)境溫度變化幅度不大的情況下，如果機(jī)組的制冷效率下降，就可以判定溴化鋰溶液中的辛醇濃度低于3%，就需要向機(jī)組內(nèi)添加辛醇以增加機(jī)組的制冷效率。

5.3 溶液濃度的稀釋和提濃

溴化鋰機(jī)組在運(yùn)行過程中溶液濃度太高，容易導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)溶液結(jié)晶導(dǎo)致機(jī)組無法正常工作；運(yùn)行中溶液濃度過低，機(jī)組的制冷效果將會(huì)降低；因此，控制好溶液的濃度（稀溶液50%）是機(jī)組制冷效果高低的重要保證。當(dāng)稀溶液濃度高時(shí)適量添加脫鹽水來調(diào)整溶液濃度；當(dāng)溶液濃度低時(shí)需在運(yùn)行當(dāng)中適量的排出進(jìn)吸收器冷劑水量來調(diào)整溶液的濃度。稀溶液和濃溶液之間的濃度差是機(jī)組制冷能力重要控制方法，一般溶液濃度差控制在5%～8%時(shí)溴化鋰溶液的能力較好。

6 結(jié)語

溴化鋰機(jī)組管理人員經(jīng)過幾年的融合探索，掌握了機(jī)組運(yùn)行調(diào)試的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使生產(chǎn)能夠長周期穩(wěn)定運(yùn)行。并且由于使用轉(zhuǎn)化器產(chǎn)生的熱水為機(jī)組熱源，不但使熱水熱量得到有效利用，還降低了原循環(huán)冷卻熱水的流量，達(dá)到了節(jié)能降耗目的。