制冷剂的工作原理

制冷剂的工作原理 溴化锂制冷工作原理 及操作要点 人力资源部 二?一?年六月三十日 1 制冷剂的工作原理 溴化锂制冷机是靠在低压(约6.78mmHg)下冷剂水，在蒸发器、传热管上蒸发，吸取传热管内水的热量，这个过程制取冷水的。 制冷水蒸发之后，蒸发器内压力就升高，当压力到一定数值后蒸发就会停止，溴化锂溶液吸收水蒸汽的能力很强，所以采用溴化锂溶液作吸收剂，溴化锂溶液连续地吸收冷剂蒸汽，就可以维持蒸发器内的低压力(6.78mmHg)，吸收冷剂蒸汽的部件称为吸收器。 溴化锂溶液吸收冷剂蒸汽后浓度变稀，浓度越稀，吸收能力越弱，当溶液达到饱和后就不能再吸收冷剂蒸汽。为此必须用热能源将稀溶液再加热，稀溶液受热后重新发生冷剂蒸汽，浓度变浓。发生冷剂蒸汽的部件称为发生器。分离出冷剂蒸汽在冷凝器内被冷却水冷却，凝结为冷却水，冷剂水再喷淋到蒸发器传热管上蒸发制冷，这样不断循环，蒸发器就连续不断地制取低温水。 制冷站冷机组有高、低压两台发生器。热源直接加热的发生器，称为高压发生器。高压发生器中产生的高压冷剂蒸汽，再次作为低压发生器的热源，高压发生器中的加热源得到两次利用，因而机组的热力系数提高。 蒸汽制冷机的工作循环 吸收器内的稀溶液由泵送往高压发生器，途中流经低温热交换器，凝水交换器和高温热交换后，进入高压发生器稀溶液被管内饱和水蒸汽的热量加热，发生出高压冷剂蒸汽，浓缩成中间溶液，中间溶液流经高温换热器传热管间，加热管内流向高压发生器的稀溶液后，进入低压发生器。中间溶液在低压发生器内被来自高压发生器的高压冷剂蒸汽再次加热，发生出低压冷剂蒸汽，浓缩成浓溶液，浓溶液流经低温热交换器传热管间，加热管内稀溶液，温度降低后进入吸收器，高压发生器产生的高压冷剂蒸汽在低压发生器传热管内冷凝成冷水经节流后进入冷凝器，低压发生器产生的低压冷剂蒸汽进入冷凝器内，被冷却水冷凝成冷剂水，二股冷剂水经U形管流入蒸发器液囊，再经冷剂泵送往蒸发器上部的喷淋系统，均匀喷淋在传热管面，吸收管内的热量而蒸发，产生的冷剂蒸汽进入吸收器，被浓溶液吸收，冷剂蒸汽被吸收后释放出的大量热量由冷却水带来。 溴化锂溶液的性质 溴化锂的一般性质与食盐(NaCl)相似，在大气中不变质、不分解、不挥发，极易溶于水，未添加缓蚀剂(铬酸锂LiCrO)的溴化锂溶液是无色透明的液体，无毒，添加铬酸锂后呈淡黄色，有毒，入24 口有咸苦味，溅到皮肤上微痒，要避免溴化锂溶液直接接触皮肤。防止溅入眼内，一旦溅入眼内或溅到皮肤上，可用清水洗净。 溴化锂溶液的质量直接影响机组的性能，应严格控制，应满足下列技术指标: 1)浓度50%?0.5% 2)碱度 PH值在9.5,10.5的范围内 3)铬酸锂的含量 0.1%,0.3% 溴化锂溶液对碳素钢材和铜材均有较强的腐蚀性，尤其在有氧的条件下，腐蚀相当快。因此，隔氧是防腐的根本措施。此外，在溶液中添加适量的铬酸锂，并保持PH在9.5,10.5的范围内，也是必不可少的措施。由于一定浓度的溴化锂溶液的密度随温度变化很小，所以在实际应用中可以用波美计直接测得溶液的浓度。 主要部件: 蒸汽机由高压发生器、低压发生器、冷凝器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器、凝水热交换器、自动抽排气装置，自动溶晶管、溶液泵、冷剂泵、管路阀门以及MM控制系统组成。 1 ?高压发生器: 2 高压发生器为管壳式结构，由封头、筒体、管板、铜管汽包等组成。来自吸收器的稀溶液在高发内 被管内饱和水蒸汽的热量加热沸腾，发生出高压冷剂蒸汽后浓缩成中间溶液。 ?低压发生器 低压发生器为管壳式结构，由筒体、铜管、隔热层、挡液板、铜管支撑板等组成。 来自高发的高压冷剂蒸汽，在低发的铜管内冷凝成高压饱和冷剂水，铜管外的中间溶液被加热，发生低压冷剂蒸汽后，浓缩为浓溶液。 ?冷凝器 冷凝器与低压发生器在同一筒体内，中间由隔热层和挡液板隔开，两部分的压力接近相等。冷凝器由筒体铜管、铜管支撑板和抽气管等组成。 来自低发的低压冷剂蒸汽，和高压饱和冷剂水经节流后闪发出的冷剂蒸汽，在冷凝器的铜管外被铜管内的冷却水冷却后，凝结成冷剂水，冷剂水经过U形管流向蒸发器。 ?蒸发器 蒸发器为管壳式结构，由筒体、铜管、挡水板、喷淋管、水盘等组成。 冷剂水由冷剂泵送往蒸发器上部的喷淋系统，均匀分布到蒸发器铜管上，吸热蒸发，而使管内的冷水温度降低。 ?吸收器 吸收器与蒸发器共用同一筒体，两者的压力接近相等，浓溶液由布液装置淋激到铜管上，吸收由蒸发器产生的冷剂蒸汽，水蒸气被吸收后所释放的热量被铜管内冷却水带走。 ?高温热交换器、低温热交换器和凝水热交换器 三种交换器均为管壳式结构，由壳体、铜管、折流板等组成。 来自吸收器的低温稀溶液先流经低温热交换器铜管内，被铜管外的浓溶液加热，然后再流经凝水热交换器管外，被铜管内高温热水加热，最后流经高温热交换器铜管内，被铜管外的中间溶液再次加热而升温，从而收回热量。 ?自动抽排气装置 自动抽排气装置由引射器，储气筒、压力传感器、阀门、阻油器与真空泵等组成。 在机组制冷运行时，靠溴化锂溶液的引射作用将冷凝器和吸收器中的不凝性气体抽出，随同溶液一齐进入储气筒，不凝性气体经分离后储存在储气筒上部，溶液流回吸收器，当储气腔内的不凝性气体压力达到一定值时，由压力传感器发出报警信号，可启动真空泵进行抽气。 ?自动溶晶管 在低压发生器与吸收器之间有一旁通管，一端与低压发生器的液囊相连，另一端接在吸收器筒体中部，这根管子称为自动溶晶管。当低温热交换器内的浓溶液因结晶堵塞时，低发液位上升，浓溶液溢流入自动溶晶管，直接进入吸收器。未经过低温热交换器降温的浓溶液进入吸收后，使吸收器中的稀溶液温度升高，高温稀溶液流经低温热交换器，加热铜管外的浓溶液，由此达到自动溶晶的目的。 ?溶液泵、冷剂泵 溶液泵与冷剂泵均为靠自身液体润滑，冷却的屏蔽泵，溶液泵把吸收器中的稀溶液送往高压发生器，冷剂泵把冷剂水从冷剂液囊送到蒸发器管束上部，进行蒸发，吸取管内水的热量。 3 机组开、停机的操作 (一)双良机组 首先将下箱体的总电源开关ON位置，再将上箱体里面的控制电源开关(单极开关)置于ON位置，触摸屏工作电源接通，在出现“欢迎”画面三秒后，改为所示的主菜单，用手触摸“开展方式”键即出现工况选择画面，机组自动启动。 在控制方式画面上按“自动”键再按“确认”键即自动切换到“机组运转监视”画面，按“系统启动”键后，画面进入启动确定画面，按“确定”键后，机组即启动并同时转入机组运转监视画面。 机组手动启动: 在控制方式画面上按“手动”和“确认”键后即出现手动的“机组运转监示”画面，在手动工况下外部系统连锁功能及机组的安全保护功能仍全部有效，按“确认完毕”键才有效。 按“溶液泵启”开始运行。 开启蒸汽电磁阀，逐步开启蒸汽调节阀，每按一次蒸汽调节阀，阀开5%，每按一次蒸汽调节阀门关，阀门关5%。根据需要启、停冷剂泵，(蒸发器液囊内冷剂水满过视镜3分钟后启动。 机组停机操操作 机组停止时，按“系统停止键”，机组停止制冷并经稀释，带符合预定要求后自动停机。 (二)三洋机组开停机 开机前首先开低温水进出口阀门和冷却水进口阀门，然后按机组“启动”键，等溶液泵和冷剂泵指示灯亮即可开蒸汽阀门(注意:蒸汽阀门一次不可开大，要慢慢使使高发再生溶液温度提高)。 停车时，首先关蒸汽阀门，然后按机组“停止”键即可机组进行稀释。 机组运行管理 ?机组真空管理 机组制冷运行过程中，一般使用自动抽真空，当机组内有大量空气或自动抽真空不足以抽出机组内空气时，才使用真空泵抽真空。 制冷运行过程中单独自动抽冷凝器时，只打开冷凝器、抽气阀，其余阀门全关闭，单独自动抽吸器，只打开吸收器自抽阀，其余阀门全关闭，不能同时自动抽冷凝器和吸收器，否则冷凝器内的空气将流入吸收器。 当储气筒内的压力升高到一定值时，应启动真空泵。 ?冷剂水的管理 机组长期运转后，冷剂水难免混入少量溴化锂溶液，随着冷剂密度的增加，机组制冷量下降，当冷剂水的密度大于1.04时应进行再生，再生时关闭冷剂水喷淋阀，打开旁通阀，将混有溴化锂溶液的冷剂水全部旁通至吸收器，直至再生的冷剂水的密度小于1.02时，关闭旁通阀，打开冷剂水喷淋阀进行喷淋。 防止与消除结晶 若低温交换器内浓溶液结晶，其征兆一是制冷效果显著下降，二是由于浓溶液在低温交换器中流动受阻低压发生器液位升高，自动熔晶管发烫，三是进入吸收器的浓溶液管道变凉。熔晶方法如下:饱和水蒸汽阀门关一小半运行，使低发浓溶液走熔晶管进入吸收器，这样使稀溶液温度升高，高温的稀溶液流过低温热交换器时，加热浓溶液，达到熔晶的目的。 结晶严重时可用蒸气或其他热源对可能结晶的部位加热，同时用木棰敲击直至结晶消除。 真空泵的管理 定期测试真空泵的抽气极限真空值。 机组运行中运转真空泵应打开气镇阀，抽除冷剂蒸汽。 应经常检查真空泵油是否已乳化变白，若乳化变白应更换真空泵油。 若带有真空电磁阀，还应经常检查真空电磁阀动作的可靠性与密封性。 运转过程中如果油温过高，需用冷凝水浇在真空泵泵壳外面，冷却发热部位或更换新油。 溶液的管理 4 机组运行一段时间后，缓蚀剂铬酸锂，由于生成保护膜，耗量较大，若溶度低于0.1 %，应及时补充到0.3 %左右，溶液酸碱度pH值保持在9.5~10.5之间，高于10.5时，可加入氢溴酸调整，低于9.5时可加入氢氧化锂调整。 机组停机管理 短期停机(1~2周)保养，主要是保持机内的真空度，若发现有空气渗入机组内，应及时启动真空泵排除。 长期停机 在停机稀释运行时，将冷剂水全部旁通入吸收器，使整个机组内的溶液充分混合稀释，以防结晶。 将冷凝器、吸收器、蒸发器水室的积水排净。 检查和清洗傅热管，若传热管内有泥沙、棉织物等杂物，应排除干净。若管内结水垢，可采用酸洗法。 查看溴化锂溶液的颜色，并与初期的样品对比，若颜色变为黑红色(含杂质)可能沉淀或过滤法处理。 务必保持机组的高真空，每周由专人定期检查，并做好记录。 机组运行时记录管理 机组运行时要每小时认真做好每项记录，同时观察机组运行情况，记录要清楚、详细、准确，以便维修时的参考。 机组故障及排除方法 故障现象 原 因 排 除 方 法 ?溶液循环量不当 ?调节稀释溶液调节阀 ?机组有不凝性气体 ?运转真空泵并排除泄漏处 制冷量低于?冷剂水被污染 ?进行冷剂水再生 值 ?冷却水温度过高 ?适当加大冷却水量 ?冷剂水过多 ?放出冷剂水 ?机组密度性不良，有空气进入 ?启动真空泵，抽出不凝性气体，排除泄露点 ?饱和水蒸汽耗量超出额定值 ?调整到额定值 高压发生器高压?冷却水温度过高或流量过小 ?检查凉水塔是否停机，并调整冷却水量 高温 ?冷却水系统传热管结垢严重 ?除垢 ?溶液循环量偏小 ?增加溶液循环量 机组运行不通蒸关闭蒸汽或开蒸汽旁通阀门，通知维修人员检修阀电磁调节阀不运动不过蒸汽 汽 门 线路接触或机内局部温度变化认真检查各温度参数微机屏故障内容，如无异常重机组无故障停机 太大，时显示停机故障 新启动机组。如多次出现情况，通知有关人员处理 高发液位不正液位电极污染，高发液位无液 常，机组无法启面，而长时间显示高液位，机组通知有关维修人员清洗液位电极 动 无法启动 5 冷水或冷却水断机组运行中报警停机并显示该及时关闭蒸汽阀门通知泵房，查找停水原因 水 故障 首先检查是否水温(低温水路)低(低温水出口温低温水低温造成机组运行中故障停机显示低温度不低于12?)，如低，可减蒸汽或通知有关人员 停机 水水温过低 停机。如出口水温正常，检查传感器，或通知有关 人员，除必要时可短接处理 检查冷却水是否断水，冷却水水温过高，冷却水阀冷凝温度过高 冷凝温度过高，超45?停机 门是否开展，或蒸汽量过大，或负荷过大造成机组 局部换热不及时 电脑操作无法控制蒸汽入口压管路有大量凝水，放水，仪表线路，及时汇报处理，蒸汽控制不良 力 蒸汽自调阀过热，暂时启用蒸汽旁通阀门 电源断电，泵停止运转，溶液泵检查供电系统，排除故障，恢复供电，检查泵的过运行中突然停机 与冷剂泵过载，热继电器动作 载原因并予排除使之正常 停车时稀释循环时间太短，环境延长稀释循环时间使溶液充分混合，加热蒸馏水稀停车后溶液结晶 温度过低 释溶液，使之在该环境温度下不结晶 三洋机组在运行中停电 如果出现瞬时停电(大约100 ms以上)，数字表示部分的表示是闪烁不停的，此时制冷机立即完全停机。 在瞬时停电时，由于出现完全停机，不能进行稀释运行，因此在恢复供电时，必须立即开始进行稀释运转。 传感器异常表示 制冷机各部分计测用的温度传感器，如出现短路或断路，数字表示部分的发光二极管闪烁不停，如果高温再生器、温度传感器、冷水温度传感器出现异常，制冷机会安全停机，除此之外的传感器即使出现异常，制冷机也不会停机。但控制有可能出现不良，有必要尽快和有关维修人员进行联系。 异常时的处理 如果发生了异常，根据异常原因最适当的稀释运转并安全停机，与此同时，机组报警，异常总表示发光二极管和停止键发光二极管灯灭，表示异常场所的发光二极管灯亮，能够很容易的确认异常场所，必须查清异常原因处理之后才能再次起动机组。 机组气密性检查 压力找漏，往机组内充入0.1~0.12 MPa压力的氮气(对已注入过溴化锂溶液的机组)或无油压缩空气，对焊缝、阀门、法兰密封面、视镜等可能泄露的部位，涂以肥皂水，有泡沫产生并扩大的部位就有泄露。 真空监测:用真空泵把机组内压力抽到30 Pa以下，停真空泵，24小时后，机组内的绝对压力上升值不应超过5 Pa。 机组运行时的安全系数 冷凝温度不超过45? 高发溶液温度不超过150? 蒸发温度不低于3? 冷水出口温度不低于12? 冷却水进口温度不低于18? 真空度不低于30 mmHg 冷水流量不低于50% 稀溶液浓度50%?5% 冷剂水的密度不高于1.04 熔晶管温度不超过65? 2 饱和水蒸汽压力不超过4 kg/cm高发溶液在视镜2/3处 冷剂泵不得空转 6