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制冷与空调

2017-09-01 50页 doc 318KB 62阅读

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制冷与空调制冷与空调 陕西省电工作业考核指导书 目录: 第一章 安全基础知识培训内容 ..................................................................................................... 2 1.1基础知识:物质与工质、压力、温度、物质状态变化、热能、热重与比热、沸腾、 蒸发、冷凝、饱和状态及其参数、液体过冷、蒸汽过热、传热的基本方式等。 ........... 2 1.2能量转换与守恒、热力学第一定律、热力学第二定律 .......
制冷与空调
制冷与空调 陕西省电工作业考核指导书 目录: 第一章 安全基础知识培训内容 ..................................................................................................... 2 1.1基础知识:物质与工质、压力、温度、物质状态变化、热能、热重与比热、沸腾、 蒸发、冷凝、饱和状态及其参数、液体过冷、蒸汽过热、传热的基本方式等。 ........... 2 1.2能量转换与守恒、热力学第一定律、热力学第二定律 ................................................. 6 1.3制冷剂的性质、危害、贮运及安全防护的方法 ............................................................. 6 1.4载冷剂和润滑油的性质、安全使用要求 ......................................................................... 9 1.5有关制冷空调的安全生产法规、规章的安全知识 ....................................................... 11 1.6与制冷、空调相关的电气、电气焊、防火、防爆等安全知识 ................................... 12 第二章 蒸汽压缩式制冷与空调设备运行操作人员 ................................................................... 17 2.1安全基础知识 ................................................................................................................... 17 2.2单级和双级压缩式制冷原理 ........................................................................................... 18 2. 3制冷空调设备的分类、作用、工作原理和结构 .......................................................... 24 2.4冷冻水系统、冷却水系统及水质的安全要求 ............................................................... 27 2.5制冷与空调作业的危险性 ............................................................................................... 27 2.6安全控制装置(压力控制、温度与液位显示控制、安全阀与易熔塞、断水保护等安 全装置)的作用、结构、安装要求、参数设定值与常见故障的判断 ............................. 30 2.7制冷与空调作业事故(制冷剂大量泄漏、燃烧、爆炸、冻伤、窒息)发生的原因、 预防与处理办法 ..................................................................................................................... 37 2.8常见系统故障(压缩机及系统的超压、超温、制冷剂泄露、断电、断水、液击及异 常声音等)发生的原因、判断与排除办法 ......................................................................... 46 2. 9冷藏库作业的安全要求 .................................................................................................. 49 2. 10防护用品的使用方法 .................................................................................................... 49 第三章 溴化锂吸收式制冷与空调设备运行操作人员 ............................................................... 53 3.1安全基础知识。 ............................................................................................................... 53 3.2 溴化锂吸收式制冷工艺及其特性。 ............................................................................. 54 3.3 缓蚀剂、表面活性剂的种类、作用和使用方法。 ...................................................... 54 3.4 溴化锂溶液的再生方法。 .............................................................................................. 59 3.5 吸收式制冷的工作原理及典型系统。 .......................................................................... 59 3.6 蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组、直燃型溴化锂吸收式冷温水机组的结构与工作原 理。 ......................................................................................................................................... 60 3.7 溴化锂吸收式冷水机组运行时的危险性与故障。 .................................................... 62 3.8水质对吸收式冷水机组运行的影响和对水质的要求。 ............................................... 63 3.9仪表(压力表、温度计及真空表)、安全装置(安全阀、压力、温度、液位显示控制器、 断水保护器、燃烧系统安全装置等)的作用、结构、安装要求和参数设定值。 ............ 64 3.10 溴化锂吸收式冷水机组的自控系统。 ...................................................................... 66 3.11 真空泵的操作和维护方法。 ...................................................................................... 66 3.12 溴化锂吸收式冷水机组的安全操作规程、安全运行的标志、安全维护的方法和安 全。 ......................................................................................................................... 67 3.13 溴化锂吸收式制冷机的常见故障(冷冻水和冷却水断水、断电、泄漏、溶液结晶、 冷剂水污染、屏蔽泵电机的烧毁等)的与判断。 ........................................................ 70 1 陕西省电工作业考核指导书 第一章 安全基础知识培训内容 1.1基础知识:物质与工质、压力、温度、物质状态变化、热能、热重与比热、沸腾、蒸发、冷凝、饱和状态及其参数、液体过冷、蒸汽过热、传热的基本方式等。 1、物质: 具有一定质量及占有空间的 任何物体称为物质。 2、工质: 实现热能和机械能相互转化的媒介物质称为工质,依靠它在热机中的状态变化(如膨胀)才能获得功,而做功通过工质才能传递热( 充当工质的最基本条件是:要有好的流动性和受热后有显著的膨胀性,并有较大的热容量及安全可靠。工程中最适于 充当工质的是:气体或由液态过渡为气态的蒸气,如蒸汽轮机中的蒸汽,内燃机中的燃气,制冷装置中的氨蒸气等。 3、压力: 单位面积上所受到垂直作用的力称为压力,物理中习惯称为压强。 式中:p——压力,Pa(帕斯卡,简称帕); F——作用力,N(牛顿); 2 A——面积,m。 有时Pa太小,常采用千帕(kPa)或兆帕(MPa)单位。 36 1kPa=10Pa,1MPa=10Pa 对于气体,压力是气体分子不断运动时碰撞容器器壁的结果。对于液体,自身重力也能产生压力。目前还常用液柱高度H来表示压力,这是不允许的,现已废除。液柱和帕的换算关系为: 1mmH0(毫米水柱)=9.806Pa; 2 1mmHg(毫米汞柱)=133.32Pa。 此外,在物理学中将0?时760mmHg所表示的压力为标准大气压(或称物理大气压)即在纬度45。的海平面上,大气的常年平均压力。用atm表示,其值latm=101325Pa。 在我国法定计量单位中,工程大气压(atm)已废除。标准大气压作为一个概念被保留, 5但不能作为压力的度量单位。曾因为Pa值太小,以10Pa为1巴(bar)作为Pa的特殊表达式,但现在也不能作为法定计量单位。 2 陕西省电工作业考核指导书 在实际使用中,经常遇到的是绝对压力、表压力和真空度。绝对压力是指容器内的气体或液体对于容器内壁的实际压力,用符号p表示。气体压力的大小常用弹簧管式压力表来测量,如图2—2所示。弹簧管式压力表测得压力为表压力,用符号P表示。表压力是指绝对压力g 与当地大气压力(B)之差,其关系式为: P=p—B g 在工程上常用表压力,但在计算时必须使用绝对压力。 当密闭容器中气体压力低于大气压力时,大气压力与容器内气体压力差称为真空度,符号为p。其关系式: v p=B—p v 在工程上;用于测量高于大气压力的压力仪表称为压力表,用于测量低于大气压力的压力表为真空表。既能测高压,又能测真空度大小的压力表叫连程压力表或称真空压力表。 绝对压力、表压力和真空度之间关系可见下图。 温度:温度是物质冷、热程度的标志,而不是热的量。温度高低的程度可用温度计来测量,常用温标有: (1)摄氏温标在标准大气压下,把水的冰点定为0?,沸点定为100?,两点之间均分为100格,每格为1?(1摄氏度),以符号t表示,其测量单位记作?。 (2)绝对温标(即热力学温标,又称开氏温标)在热工计算中常用绝对温度作为状态参数,符号用r表示,单位为开(尔文),代号为K。它把纯水的冰点定为273.15?,水的沸点为373.15?,理论上把物质中分子全部停止运动之点作为零点称为绝对零度。其每一度的大小与摄氏温标相等。 绝对温度r和摄氏温度t之间的关系是: T=t+273.15?t+273 K 。 (3)华氏温标 目前有些进口制冷和空调设备使用华氏温标(F)。把它换算成摄氏温度的计算式为: 3 陕西省电工作业考核指导书 (F-32) ? 自然界一切物质都是由大量分子组成的,组成物质的分子间有一定的距离,分子间存在着相互作用力;同时分子又处在永不停息的无规则运动中,这种运动称之为热运动。 4、物质状态变化、热重与比热 由于分子间的作用力及其热运动等原因,使物质在常态下呈现固态、液态和气态。 同种物质在不同条件下,由于分子间作用力和分子热运动的结果也会以不同的状态存在。物质状态的变化当物质在吸热或放热时,除了温 度变化以外,还有状态的变化,即固态、液态、气态之间的相互转化。液体变成固体的过程称为凝固;固体变成液体的过程称为溶解,液体变成气体的过程称为汽化;固体直接变化成气体的过程称为升华,反之称为固化(或凝华)。 物质在状态变化过程中,伴随着吸热或放热现象,这种形式的热量统称为潜热,如溶解潜热、凝固潜热;汽化潜热、液化潜热;升华热和固化热。在状态相互变化过程中潜热量相等。 5、沸腾、蒸发: 汽化有两种形式,即蒸发和沸腾。在任何温度下,在液体表面上进行汽化的过程称为蒸发。在沸点温度下,在液体内部和表面同时发生剧烈的汽化过程称为沸腾。在制冷技术中,制冷剂在蒸发器内不断吸收被冷却物体的热量,由液体变成气体,实际上这是沸腾,但习惯上常称为蒸发。 6、热能: 即内能,它是指一个物体所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。 7、热量: 热量是表示物体吸热或放热多少的物理量。它是能量的一种表现形式,只有在热能转移过程才有意义。热量用符号Q表示,其单位为J(焦耳)。目前进口设备有采用米制热量单位cal(卡),英制单位Btu(英热单位),和冷吨(冷冻吨),这些单位都不是法定计量单位。它们与法定计量单位的关系为: 1Cal=4.1868J 1Btu=1055J 1uSRT(美国冷吨)=3.517kw 1BRT(英国冷吨)=3.923kw 1JRT(日本冷吨)=3.851kw 8、比热: 比热是指单位质量的物体温度缺高(或降低)1?所吸收(或放出)的热量。其符号为C,单位为J,(kg?K)。在压力不变的条件下的比热为定压比热,其符号为C;在容积不变条件p 下的比热为定容比热,用符号C表示。由于定压加热气体时气体要膨胀,部分热量消耗于v 气体膨胀作功,因此C>C。C与C之比叫绝热指数,其值大于l,比值符号为k。在制冷pvpv 中气体制冷剂被压缩后的温度与绝热指数有关。 9、冷凝: 气体变成液体的过程称为液化(或冷凝)。 10、饱和状态及其参数: 装在密闭容器里的液体,液体分子不断地从液面扩散到液体上面的气体中去,同时部分气体分子由于不规则运动又返回到液体中来,当两者达到平衡时称为饱和状态。在此状态下的蒸汽称为饱和蒸汽,与其对应的压力和温度称为饱和蒸汽压力和饱和蒸汽温度。 11、蒸汽过热: 4 陕西省电工作业考核指导书 过热蒸汽和过热度 在饱和压力下,继续对饱和蒸汽加热,使其温度高于饱和 温度,这种状态称为过热。这种蒸汽称为过热蒸汽。过热气体温度和其饱和温度之差为过热度。 12、液体过冷: 在饱和压力不变的条件下,饱和液体继续冷却,这时液体状态为过冷。其液体为过冷液体。液体的饱和温度和过冷液体温度的温差称为过冷度。 临界温度和临界压力各种气体当压力升高时,其比容减小。随压力不断地升高,蒸汽的比容逐渐接近液体的比容,当两者比容相等时称为临界状态。对应临界状态点的压力和温度称为临界压力和临界温度。在临界温度以上的蒸气,无论加多大的压力,都不能液化。 13、传热的基本方式: 根据传热机理的不同,热的传递有三种基本方式:热传导、对流传热和辐射传热,但根据具体情况,热量传递可以以其中一种方式进行,也可以以二种或三种方式同时进行。在无外功输入时,净的热流方向总是由高温处向低温处流动。 (一)热传导(又称导热) 热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程叫热传导,简称导热,热传导在固体、液体和气体中都可以发生,但它们的导热机理各有所不同。气体热传导是气体分子作不规则热运动时相互碰撞的结果,物理学指出,温度代表着分子的动能,高温区的分子运动速度比低温区的大,能量高的分子与能量低的分子相互碰撞的结果,热量就由高温处传到低温处;液体热传导的机理与气体类似,但是由于液体分子间距较小,分子力场对分子碰撞过程中的能量交换影响很大,故变得更加复杂些;固体以两种方式传导热能,即自由电子的迁移和晶格振动。对于良好的电导体,由于有较高浓度的自由电子在其晶格结构间运动,则当存在温度差时,自由电子的流动可将热量由高温区快速移向低温区,这就是良好的导电体往往是良好的导热体的原因,当金属中含有杂质,例如合金,由于自由电子浓度降低,则其导热性能会大大下降;而在非导电的固体中,热传导是通过晶格结构的振动来实现的,通常通过晶格振动传递的能量要比自由电子传递的能量小。 (二)对流传热 对流传热是由流体内部各部分质点发生宏观运动而引起的热量传递过程,因而对流传热只能发生在有流体流动的场合,在化工生产中经常见到的对流传热有热能由流体传到固体壁面或由固体壁面传入周围流体两种,对流传热可以由强制对流引起,亦可以由自然对流引起,前者是将外力(泵或搅拌器)施加于流体上,从而促使流体微团发生运动,而后者则是由于流体内部存在温度差,形成流体的密度差,从而使流体微团在固体壁面与其附近流体之间产生上下方向的循环流动。 (三)辐射传热 因热的原因而产生的电磁波在空间的传递称为热辐射。热辐射与热传导和对流传热的最大区别就在于它可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。 热辐射的另一个特征是不仅产生能量的转移,而且还伴随着能量形式的转换,即在高温处,热能转化为辐射能,以电磁波的形式向空间发送,当遇到另一个能吸收辐射能的物体时,即被其部分或全部地吸收而转化为热能。辐射传热即是物体间相互辐射和吸收能量的总结果。应予说明的是,任何物体只要在绝对零度以上,都能发射辐射能,但仅当物体间的温度差较大时,辐射传热才能成为主要的传热方式。 5 陕西省电工作业考核指导书 1.2能量转换与守恒、热力学第一定律、热力学第二定律 一、能量转换与守恒: 自然界中存在各种各样的能量,如机械能、热能、电能、化学能、光能、声能、原子能等。这些能量形式之间在一定条件下可以相互转化,任何一种形式的能量,在转化成其他形式的能量过程中,总的能量都是守恒的。 二、热力学第一定律: 能量既不会消失也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体,而能量的总量保持不变,这就是能量转化与守恒定律,也就是热力学第一定律的内容。 热力学能是指以一定方式储存于物质内部的能量。从微观上看,内能包括振动、移动、转动的动能以及分子间相互作用力的存在而具有的位能。其符号为U,单位为J。 熵和比熵 熵是状态参数。在数值上等于系统的内能和压缩功之和,符号为H,单位为J。在制冷、空调系统的分析、计算中常用比熵。比熵是熵除以质量,即单位物质中具有的热量,符号为h,单位为J,kg。 三、热力学第二定律: 热力学第二定律说明的是人能与机械能之间相互转换的条件和方向。高文武体能自发的向低温物体传热,但低温物体自发的向高温无题传热是不可能的。要实现你想传热,必须消耗机械能。有现实生活我们知道,热量不可能全部转化为机械能。 上述内容就是热力学第二定律的内容,概括起来有两点: 1(热量由低温物体向高温物体自发传递是不可能的; 2(热量全部转化为机械能是不可能的,消耗一定能量,可以使能量从低温物体转移向高温 物体。 热力学第二定律指出了热力过程的方向性,即热量能自发地从高温物体传向低温物体,而不能自行逆流。制冷装置就是根据该定律,用消耗一定的压缩功或热能作为补偿条件,将热量从低温介质传递到高温介质,从而达到连续制冷的目的。 1.3制冷剂的性质、危害、贮运及安全防护的方法 一 、制冷剂: 制冷剂是制冷系统中实现制冷循环的工作介质,也称为制冷工质。制冷剂的状态参数在制冷循环中不断发生变化,从液态变成气态,再从气态变成液态。制冷机借助于制冷剂的状态变化将从低温热源吸收的热量连续不断地传递给高温热源,以完成制冷循环。 (一)制冷剂的种类和命名 制冷剂的种类较多,各个国家、各制冷剂生产厂家对制冷剂的命名较为混杂。目前,世界上多数国家均采用美国供暖制冷空调工程师协会标准(ASHRAE standard 34—78)的规定。我国在GBT7778,1987中也明确规定采用这个标准。这一标准的命名方法,是将制冷剂的代号同它的种属和化学构成联系起来,只要知道它的分子式,就可以写出它的代号。代号是由字母R和它后面的一组数字及字母组成,具体方法如下: 1(无机化合物 可作为制冷剂的无机化合物有氨、空气、水等。它们的代号由R700加上该无机化合物 6 陕西省电工作业考核指导书 的分子量的整数部分。当有两种或两种以上的制冷剂分子量整数部分相同时,可在其余的制冷剂的编号上加上一个a、b„„以示区别(表2—2)。 2(氟利昂 氟利昂是饱和碳氢化合物的卤族元素衍生物的总称。用于生产氟利昂制冷剂的饱和碳氢化合物主要是甲烷(CH)、乙烷(CH)等。饱和碳氢化合物的分子通式是CH。当H426m2m+22m+2被氟(F)、氯(C1)和溴(Br)部分或全部取代后,所得衍生物——氟利昂的分子通式是CHFClBr。且n+x+y+z=2m+2。 mnxyz 氟利昂的代号是用R和跟随的数字(m-1)(n+1)(x)B(z)组成,如果z=0,则B可省略。 需要注意的是: (1)对于甲烷类衍生物,习惯上省略R后面的第一个数0,而写成两个数字。例:CFCl3按规则写成R011,命名时写成R11。 (2)对于同分异构体,它们具有相同的编号,但最对称的一种只用编号后面不带任何字母来表示。随着同分异构体变得越来越不对称时,则附加a、b、c等字母。例如,CHF,2CHF表示为R134;cF,cHF表示为R134a。氟利昂的命名详见表2—3。 232 3(饱和碳氢化合物 饱和碳氢化合物也按照氟利昂的编号规则书写。如甲烷为R50,乙烷为R170,丙烷为R290。但丁烷写成R600,异丁烷写成R600a。 4(不饱和碳氢化合物及其卤族元素衍生物 不饱和碳氢化合物及其卤族元素衍生物在R后面先写一个“l”,然后再按氟利昂命名规则编写,见表2—4。 5(环状有机化合物 环状有机化合物是在R后面先加一个字母C,然后按氟利昂的编号规则书写。例如,六氟二氯环丁烷写作RC316,七氟一氯环丁烷写作RC317,八氟环丁烷写作RC318。 6(共沸制冷剂 共沸制冷剂是由两种或两种以上互溶的单组分制冷剂在常温下按一定的质量比或容积比相互混合而成的制冷剂。它与单组分制冷剂的性质一样,在一定的压力下具有恒定的蒸发温度t,且饱和状态下气相和液相的组分也相同。共沸制冷剂的命名是R后在500序号中按o 实用的先后次序编号,见表2—5。 此外,还有一些共沸制冷剂尚未列入编号中,它们有R114,R2l(74.6,25.4)、R290,R115(31.6,68.4)、R13B1,R22(80.5,19.5)、R40,R12(22,78)、R22,R290(68,32)、R218,R22(34,66)、R227,R12(13.5,86.5)、R152,R115(16,84)等。 7(非共沸制冷荆 非共沸制冷剂是由两种或两种以上相互不形成共沸溶液的单组分制冷剂混合而成的溶液。当溶液被加热时,在一定的蒸发压力p下,较易挥发的组分蒸发的比例大,难挥发的o 组分蒸发的比例小,形成气、液相的组分比例不相同,并且制冷剂在整个蒸发过程中温度是变化的。在冷凝过程,也具有相同的特征。 目前,已经实用的非共沸制冷剂是R后在400序号中顺序规定识别编号,见表2—6。 以上的分类方法是按制冷剂的化学种类来划分的。人们按照制冷剂的标准蒸发温度,将它分为三类,即高温、中温和低温制冷剂。所谓标准蒸发温度,是指在标准大气压(101(325kPa)下的蒸发温度。就是通常所说的沸点。见表2—7。 近年来,美国杜邦公司首先提出了一种对制冷剂的新的命名方法,以区分各种氟利昂对大气臭氧层的破坏程度,即以CFC表示碳氢化合物中的氢原子完全被氯与氟原子所置换后的生成物,例如CFC1用CFC11,CFC1用CFC1表示等,该类氟利昂对大气臭氧层有严32212 重破坏作用;以HCFC表示碳氢化合物中氢原子部分地被氯与氟原子所置换,例如CHFC、2 7 陕西省电工作业考核指导书 CHFC分别表示为HCFC22、HCFC142b,该类氟利昂对大气臭氧层有轻微破坏作用;以232 HFC表示碳氢化合物中氢原子只有一部分被氟原子所置换,而且不含氯原子,例如,ChF、242CHF分别表示为HFC152、HFC134a,该类氟利昂对大气臭氧层没有破坏作用;以。HCC224 表示碳氢化合物中氢原子部分地被氯原子所置换,不含有氟,例如CHC1用HCC40表示。 3 二、性质: 制冷剂的性质将直接影响制冷机的构造、尺寸和运转特性,同时也会影响制冷循环的形式、设备结构及经济技术性能。因此,制冷剂应具有较好的热力性质和物理化学性质,具体要求如下: 1(临界温度要高,以便在常温下或普通低温下能够液化。 2(凝固温度低,可使制冷系统安全地制取较低的蒸发温度,制冷剂在工作温度范围内不发生凝固现象,因而不影响其流动性。 3(具有适宜的饱和蒸气压力。即蒸发压力p不宜低于大气压力,以避免外部空气从不0 严密处渗入系统,造成制冷机的无效耗功和腐蚀。冷凝压力p也不宜过高,以免引起压缩k 机耗功增加和设备金属材料消耗的增加。 4(单位容积制冷量大。对于制取相同的制冷量而言,它可减少制冷剂的循环流量,缩小制冷机的结构尺寸。 5(粘度和密度小,以减小制冷剂在系统中的流动阻力。 6(导热系数要高,可提高换热设备的传热系数,减少设备的传热面积。 7(等熵指数要小,可使压缩过程耗功减小。压缩终了时,气体的排气温度不过高,有利于机器的安全运行和寿命的提高。 8(不燃烧、不爆炸、无毒,对金属材料不腐蚀,与润滑油不发生化学作用,高温下不分解。 9(应具有良好的电绝缘性。特别是在半封闭式和全封闭式制冷机中,电动机线圈与制冷剂、润滑油直接接触,要求制冷剂具有较高的电击穿强度和导电系数。 10(价格低廉,便于获得。 11(对人类健康及全球环境无破坏作用。 由于制冷剂的种类繁多,其性质差别也就很大,完全满足上述要求的制冷剂尚未发现,因此在选择时要根据实际情况综合考虑。 三、危害: 1(制冷剂对人生理的影响 目前,制冷与空调设备使用的制冷剂品种已达70至80种,绝大部分用于化工低温和特殊场合,用于食品冷冻和空调制冷的仅卡多种。常用的制冷剂对人类的危害大致分为以下二个方面,首先是对人身和设备的直接危害,其次是对环境的破坏。间接的危害人类。直接危害表现在制冷剂自身所具有的毒性、燃烧爆炸性和对材料的腐蚀性。对环境的破坏表现在使大气臭氧量急剧减小,地球温室效应增加。常用制冷剂的燃烧爆炸性见表8—2。 制冷剂对人生理上的影响,较为重要的有中毒、窒息和冷灼伤。引起人中毒的制冷剂有氨和二氧化硫,引起窒息的制冷剂有氟利昂类,所有的制冷剂都会引起冷灼伤。 制冷剂的毒性分为6级,1级毒性最大,6级最小。每一级之间还分等级,以a、b表示,a级的毒性比b级大。二氧化硫为1级,它是一种早期使用的制冷剂,目前很少使用。氨为2级,当空气中氨的浓度在0.5,,1,时,人在此环境中停留30min就会患重症或死亡。 制冷剂毒性大小比较见表8—3,按其对人体毒性大小进行排列。 空气中氨的含量对人体生理影响见表8—4。 为了防止制冷剂对人体的伤害,应该使机房内空气中的制冷剂的含量不要超过允许的限 8 陕西省电工作业考核指导书 33度,这一限度大致如下:氨0.29,m,碳氢化合物30,40g,m,各种氟利昂100,700g,3m。 2.氟利昂制冷剂的危害 (1)氟利昂制冷剂的窒息性 窒息可分为突然窒息和逐渐窒息两类。突然窒息是指在空气中制冷剂含量很高,操作人员立即失去知觉,好像头部受到打击一样而跌倒,可能在几分钟内死亡。这种窒息发生在设备检修中不按照安全技术规程进行操作的情况下;另一类是逐渐窒息,主要是由于制冷剂泄漏,使空气中的氧气含量逐渐降低,而使人慢慢的发生窒息。这种情况通常很容易被人们所忽视,因此对人造成伤害的可能性就更大。要避免逐渐窒息对人员的危害,必先了解窒息对人体生理的影响。 当空气中的氧气含量降低到14,(体积比)时,出现早期缺氧症状。即呼吸量增大,脉搏加快。注意力和思维能力明显减弱,肌肉的运动功能失调。当空气的氧气含量降到10,时,仍有知觉,但判断功能出现障碍,很快出现肌肉疲劳,极易引起激动和暴燥。当空气中氧含量降到6,时,出现恶心和呕吐,肌肉失去运动能力,发生腿软,不能站立,直至不能行走和爬行,这一明显症状往往是第一个也是唯一的警告,然而一经发现为时已晚,严重者窒息已经发生。这种程度的窒息即使经过抢救可能苏醒,也会造成永久性的脑损伤。 氟利昂制冷剂的窒息属于单纯性窒息。它的比重比空气大,氟利昂气体在空气中的含量增加,会造成氧含量相应降低。当氟利昂制冷剂气体在空气中的浓度百分比达到30,以上时,会使人呼吸困难,甚至窒息死亡。 氟利昂制冷剂与80?以上火焰接触时会产生卤代烃气体和微量的有毒气体如光气及一氧化碳等气体。 (2)化学冻伤 氟利昂制冷剂属于微毒性,因此当液体制冷剂溅到人体肌肤上时,会产生化学冻伤但不伴有化学烧伤。 (3)物理爆炸 氟利昂制冷剂属于低压液化气体,在装瓶运输储存和制冷系统调节不当,或密闭容器中满液状态时,在遇到温度上升时会产生爆炸。 (4)氟利昂的环境污染 由于氟利昂的大量使用,泄漏后对大气环境带来了长期的破坏,使臭氧层减薄并出现空洞,紫外线辐射增加。紫外线是人类皮肤癌形成的主要原因。预计臭氧层每减少1,,则皮肤癌患者将增加3,,6,。此外氟利昂的泄漏还造成地球的温室效应,众所周知大气的温室效应过去主要是C0所造成的,但R12的温室效应比C0大4500倍,目前已到了非常严22 重的地步。海平面上升,城市面临更加酷热的气候。 四、贮运: 五、安全防护的方法: 1.4载冷剂和润滑油的性质、安全使用要求 载冷剂又称冷媒,它是被用来将制冷系统所产生的冷量传递给被冷却物体的媒介物质或中间介质。采用载冷剂的优点是可以将制冷剂限制在一个小的制冷系统范围内,以减少制冷机房中的管子和管接头,从而减小泄漏的可能性,并易于解决冷量的控制和分配问题。大容量、集中供冷的制冷装置都采用载冷剂,这种方法在食品冷藏中还可防止食品污染。采用载 9 陕西省电工作业考核指导书 冷剂的缺点是使制冷剂与被冷却对象温差加大。 一、载冷剂性质: 作为载冷剂的物质应在所需要的温度下保持液态。要求它在系统中循环时,不凝固、不挥发、对人体无危害、载冷量大、耗功小。因此载冷剂应具备如下性质: 1(载冷剂蒸气与空气混合后,不会燃烧或爆炸;无毒,化学稳定性好;在大气条件下,不分解、不氧化,不改变其物理性质。 2(在使用温度范围内呈液态,凝固点应低于制冷剂的蒸发温度,沸点越高越好。 3(密度小、黏度小、传热性能好,因此所需载冷剂的流量小,同时可以减少它在流动时的阻力,节省泵的耗功。 二、润滑油性质: 1.黏度 黏度是润滑油的一个重要指标。粘度过大会使压缩机摩擦功率增大,消耗电能增加粘度过小会使轴承不能建立所需要的油膜。润滑油的黏度随温度变化很大。在制冷中应选用黏度随温度变化小的润滑油。 2.闪点 油温上升时,一部分又不断蒸发,随着蒸汽的增多,当达到某一温度时,其蒸汽和空气中的混合物与火焰接触后发生闪火现象时的最低温度成为闪点。油温达到闪点时,轻则使油变质碳化,重则着火、爆炸。因此要求油的闪点比排气温度高20~30?。对于R12、R22和R717制冷压缩机使用的润滑油,其闪点应在160~170?以上。 3.凝固点 是指在一定条件下,有完全失去流动性的最高温度。国产冷冻机油的凝固点约在-40左右。如果油的凝固点太高,油会在蒸发器中凝结,因而影响传热效果。当在制冷压缩机曲轴箱内的汽缸温度很低时,会使油凝结,失去润滑作用而损坏运动部件。因此,润滑油凝固点越低越好,一般应比制冷剂最低蒸发温度地5~10?。 4.含水量与杂质 冷冻机油与水混合后会使油乳化,并在曲油箱内产生大量的泡沫,从而破坏油膜,使机件润滑恶化;还可导致佛里昂系统的冰堵,加剧油的化学变化和引起对金属的腐蚀。润滑油中的机械杂质会使运动件磨损加剧,堵塞油路和过滤器。 5.浊点 润滑油开始析出石蜡的温度称为浊点。 6.化学稳定性和抗氧化性 润滑油应具有良好的化学稳定性。纯净润滑油不会腐蚀金属,但当润滑油中含有水分或制冷剂时,则会发生腐蚀。另外,润滑油的酸性和碱性要小,酸性要小于0.03mg KOH/g.润滑油在高温条件下与水、金属、空气、制冷剂、密封垫等接触时,不应发生分解、聚合、氧化等反应。 7.电绝缘性 润滑油的电绝缘性对于全封闭和半封闭压缩机具有重要意义,它们要求润滑油击穿高压高于2500V。、 三、载冷剂的安全使用要求 1.有雨水在常温下的凝固温度为0?,只能用0?以上的载冷剂。 2.为降低盐水对金属的腐作用,可在盐水溶液中加以定量的腐蚀剂。 3.有机质载冷剂腐蚀性小,无机质的腐蚀性较大。载冷剂PH应保持在7.5~8之间,酸性太强时可加苛性钠中和。 4.载冷剂的浓度不宜太低,并应减少与空气接触。 10 陕西省电工作业考核指导书 四、润滑油的安全使用要求: 1. 不能与润滑油混合使用; 2. 使用粘度达15%时应换新油,以免碳结; 3. 用过后要经再生,并经化验合格后才能重新使用; 4. 常年运行的制冷机每年应换油一次。 1.5有关制冷空调的安全生产法规、规章的安全知识 1、#安全生产责任制# “安全生产,人人有责”是安全生产工作的基本方针。企业各级领导和管理人员在组织生产的时候要负安全责任,每个职工在进行安全生产的时候,同样要负安全责任。各级人员及各部门人员的职责,应根据其工作性质用条文规定,即安全生产责任制,每个人、每个部门按照安全生产责任的规定,认真负起自己的职责,安全生产才会有保证。 安全生产责任制包括干部管理安全责任制和工人岗位安全责任制。其内容一般包括岗位安全职责,为完成专责必须进行的工作和基本方法,以及应该达到的基本安全要求。 1(企业安全职责的原则要求 (1)企业法定代表人对本企业安全生产负全面责任,推动企业认真贯彻实施国家有关制冷空调安全规范。 (2)制冷空调装置使用单位安全技术负责人(主管副厂长或总工程师)必须对制冷空调装置的安全技术管理负责。 (3)企业管理部门(动力、设备)负责实施国家制冷空调安全规范。 (4)根据实际情况在安全技术管理机构中,配备相应的制冷安全技术管理人员。 (5)企业安全技术部门负责对制冷空调作业操作、维修人员的安全技术培训管理工作。并负责对本企业发生伤亡事故按国家有关规定处理。 2(制冷空调站负责人岗位安全职责的原则要求 (1)掌握国家有关制冷空调安全规范,熟悉设备技术性能、操作及维护方法,掌握运行状况。 (2)负责制冷空调安全运行,建立健全正常运行工作秩序,做好班中巡回检查工作,对设备隐患整改负责组织落实。 (3)对职工不按规定穿戴防护用品,违章作业行为,应进行批评教育,并责令其改正。 (4)组织班组开展安全学习活动,贯彻落实制冷空调安全规范,教育职工遵章守纪。安全活动应有文字记载,并且要填好教育卡片。 (5)负责对新调入的工人进行上岗前安全教育。 (6)对重大设备检修、抢修等要进行现场监护。 (7)发生工伤事故,应立即上级部门,并保护好现场。 3(制冷空调作业人员岗位安全职责原则要求 (1)严格执行安全操作规程及有关安全制度,做好安全运行。 (2)按时巡视检查设备、认真填写各项报表和值班。 (3)根据主管领导安排,认真做好机组(库)开车准许工作和现场监护。 (4)负责当值异常情况和事故处理,并立即向主管领导报告,配合电气及检修人员工作 11 陕西省电工作业考核指导书 及时处理故障。一旦发现检修人员危及人身和设备安全时有权制止,待符合安全条件后方可重新工作。 (5)按照规定做好交接班工作。 (6)做好各种安全用具及防护用品的管理工作。 2、安全教育制度 为了不断提高广大职工对安全生产的认识,组织职工学习安全技术知识,加强对职工安全教育,安全教育制度就是为此目的而制定的,它包括对新工人上岗前的教育,特种作业人员的安全教育和经常性的安全教育等。 3、安全检查制度 制冷空调设备运行过程中,为了能及时发现问题,堵塞不安全漏洞,就必须进行安全检查。检查方法有定期和不定期的,有季节性检查、全面检查和专业性的安全检查等。这些检查在企业内应用制度的形式固定下来,以便遵照执行,保障安全生产。 4、专业性的安全管理制度 这种安全管理制度,主要是针对某种设备、某种物品、某种工艺过程、某种场所保证安全管理制度的,如易燃易爆物品的安全管理制度,压力容器安全管理制度,变电所安全管理制度等。 5、安全技术性质的规章制度 1(各工种安全技术操作规程 在工业企业里,每个工种都制定了安全操作规程。如车工安全操作规程、焊工安全操作规程、压力容器安全操作规程、制冷空调设备安全操作规程等。这些安全操作规程的目的就是保证操作安全。它的内容包括了生产工艺上的安全技术要求,使用这些设备的安全要求,设备安全维修保养要求等。其中许多条文基本上是从事故教训中得来的。因此,它是生产操作保证安全的法规。只有照这些法规操作,才能不发生事故。 2(专业性安全技术规程 这是针对某种工艺、某种设备为保证其安全而确定的技术规程。这种安全技术规程比各个工种安全操作规程要全面些、重要些,如制冷空调设备开、停机安全操作规程、充注制冷剂安全操作规程等。 1.6与制冷、空调相关的电气、电气焊、防火、防爆等安全知识 一、电气作业安全操作 1(用电设备使用安全要求 (1)操作人员必须掌握用电安全和所用电设备的性能。使用前必须按规定穿戴和配备好相应的劳动保护用品。并检查电气装置和保护设施是否完好,严禁带病运转。 (2)停用的设备必须拉闸断电,锁好开关箱。负责保护好所用设备的负荷线、保护零线和开关箱。 (3)搬迁或移动用电设备必须切断电源。经电工做妥善处理后再进行迁移。安装维修或拆除临时用电设备时,必须有电工完成。 2(手动电动工具的使用安全 (1)施工中对电钻、电锤等手持电动工具使用前,应对其外壳、手柄、负荷线、插头、开关等进行检查,保证完好无损。空载试运转正常。 (2)手持砂轮机、角向磨光机等必须装设防护罩,操作时加力要平稳,不得用力过猛。 (3)严禁超负荷使用,随时注意音响温升,发现异常现象应立即停机检查。作业时间过 12 陕西省电工作业考核指导书 长,温度升高时,应停机待自然冷却后再进行作业。 (4)作业中不得用手触摸刃具、磨具、砂轮,发现有磨损、破损情况时应立即停机整修或更换后再进行作业。机具运转时不得撒手。 (5)使用冲击钻时应注意: ?钻头应顶在工作点上再打钻,不得穿打或顶死。 ?钻孔时应避开混凝土中的钢筋。必须垂直顶在工件上,不得在钻孔中晃动。 ?使用钻头直径在25mm以上的冲击钻时,作业场地四周应设护栏。 (6)使用角向磨光机时应注意砂轮的安全线速为80m,min。做磨削时应使砂轮与工作面保持150一300的倾斜位置。做切削时砂轮不得倾斜。 (7)转移工作地点时应切断电源,不准将负荷线接长而出现接头。登梯作业时,光滑地 0面应有防滑措施。梯子与地面夹角60为宜。不准探身和站在梯子最上一磴。高空使用手持电动工具时,梯子要绑牢,系安全带并设专人监护。 (8)在潮湿作业场所或金属构架上作业,严禁使用I类电动工具,必须使用?、?类电动工具。 (9)应有专人保管手持电动工具,要建立台帐和修理记录。定期绝缘性能,每季度至少全面检查一次,雨季前应及时检查。 (10)视作业场所不同配备相应的漏电保护器或防护用具(如绝缘手套等)。 3(移动式用电设备的使用安全要求 (1)电焊机放置地点要通风良好,室外设备电器和电源开关应防雨。 (2)无齿锯切削时,出屑方向应避免对着电源刀闸及易燃易爆物品。 (3)设备应做接地、接零保护,接地、接零必须可靠、牢固。不得将电焊机的接地线与脚手架、塔吊导轨、工程钢筋等设备及设施相连接。 (4)更换使用场所时应详细对用电设备进行一次检查,方能使用。设备上的安全附件必须齐全有效。 (5)操作人员应配备合格的防护用品。例如,电焊作业配备绝缘鞋、电焊手套等。 (6)应建立移动式用电设备的使用管理台帐、修理记录,定期进行检修。 (7)在隧道、人防工程,有高温、导电粉尘或高度低于2(4m等场所作业时,所用照明灯具,其电源电压不应大于36V。在潮湿和易燃及带电体场所的照明电源电压不应大于24V。在特殊潮湿的场所、导电良好的地面、锅炉或金属容器内工作的照明灯具、电源电压不得大于12V。 二、电气焊(割)安全操作要求 1(气焊设备与作业危险 气焊(割)设备主要有焊枪(炬)、氧气钢瓶、乙炔气瓶(液化气瓶)和连接软管及减压阀等。气焊(割)的危险性主要是氧气与乙炔气等易燃物质混合燃烧和爆炸,与油脂发生化学反应产生的爆炸和火灾。 乙炔气具有易燃和易爆炸的危险,燃烧温度达到3200?,它的爆炸极限是2(2,,81,,在高压氧气情况下其爆炸极限可达2.8,,93,。 2(气瓶安全操作要求 (1)乙炔气瓶使用安全要求: ?瓶体应保持直立,以防丙酮随乙炔排出。 ?瓶体温度应小于40?,不能在阳光下暴晒。 ?禁止敲击、碰撞震动。 ?冬季使用时若冻结,可用小于40?的温水解冻。 13 陕西省电工作业考核指导书 ?与明火距离应不小于10m。 ?瓶内气体不能用尽,应有0.05—0.1MPa的余压。 ?气瓶不应绝缘,应时刻接地以防止静电的产生。 ?使用时必须安装减压器,将瓶内高压气体减小到工作需要的压力,并保持压力稳定。 (2)氧气瓶使用安全要求: ?禁止剧烈震动撞击,检查气瓶防震胶圈和瓶帽是否安全。 ?防止直接受热,要远离明火等高温环境,夏季防止阳光暴晒。 ?冬季气瓶发生冻结时,严禁用明火加热。 ?使用时必须安装减压阀,安装减压阀前应先开启瓶阀,吹掉瓶口污物,工作时开启阀 门时动作要缓慢,操作人员应站在瓶口侧面。 ?禁止与任何油脂接触,当焊工手或手套上沾有油污时,应先擦洗干净。 ?氧气瓶内气体不能用尽,应有0.1MPa的余气。 ?氧气瓶和乙炔气瓶的距离不得小于3m。 (3)减压器使用操作安全要求: ?使用前应检查减压器的结合部位是否松动,是否有“直流”现象。 ?使用时略开瓶阀,吹掉瓶嘴污物后再装减压阀,不得漏气。 ?开启前,检查调压螺钉是否松,开启瓶阀要缓慢,人要站在侧面。 ?减压器不得沾有油脂,冻结时不能用明火烤。 ?使用结束后,先将瓶阀关闭,放掉余气,松开调压螺钉,待双表针回零位后取下减压 器并妥善保管。 ?乙炔气瓶和氧气瓶的减压器不能互用。 ?减压器必须定期检查。 (4)橡胶软管使用安全要求: 氧气橡胶管为黑色,内径为8mm,最高压力为,1.5MPa;乙炔管为红色,内径为10mm, 压力最高为0.3MPa。 使用时注意事项: ?必须使用专用胶管,不能混用。 ?胶管两端要牢固,氧气管应用喉箍或铁丝卡死,不能用绳子捆扎。 ?要经常检查胶管,不能有漏气现象。 ?胶管韵长度不应小于10m。 ?应避免接触油脂或尖锐金属物摩擦及受重压。 ?新胶管使用前,应先吹净管内的滑石粉。 ?在使用中,遇到胶管燃烧现象,不可惊慌,认准是哪根胶管,立即折叠胶管,断其 气路,关掉气体瓶阀,进行检查修理。 3(气焊(割)操作安全注意事项 (1)焊接前,应检查设备是否处于完好状态,操作人员要带上护目镜和手套。 (2)开启瓶阀要缓慢,不准同时开启乙炔阀和氧气阀。 (3)焊接工件时,火焰方向应避开设备易燃部位,应远离配电装置和易燃品。 (4)不准在未关闭气阀熄火前离开现场。焊炬及火嘴不应放在有泥砂的地方,以免堵塞。 (5)焊接场所必须有良好的通风设施。并配有必要的防火器具。 4(电焊作业安全操作要求 电焊作业的主要危险是火灾、触电、中毒及电灼伤等。 (1)电焊机使用安全要求: ?由于电焊机的空载电压为85,90V,存在触电危险,因此,电焊机必须有良好的绝缘, 14 陕西省电工作业考核指导书 外壳可靠接地或接零,其电阻值<4Ω。 ?电焊机不能超载,每台应有独立开关(自动空气开关)。 ?禁止在有蒸气、化学性沉积、尘垢、爆炸性、腐蚀性环境中使用。 ?露天使用须有遮阳及防雨、雪措施。 ?电源线长度应小于2m,加长需架空,不能破损。 ?加强个人防护,按规定使用绝缘防护用品。 (2)焊钳使用安全要求: ?焊钳各部位须绝缘良好。 ?焊钳各连接部件要牢固。 ?严禁使用自制的焊钳。 ?不要随意乱放。 (3)电缆使用安全要求: ?必须使用专用焊接电缆。 ?电缆长度应小于20—30m。 ?电缆绝缘要良好。 (4)预防火灾、烫伤和中毒等安全注意事项: ?焊接作业时操作人员必须使用护目镜面罩,要穿非化纤工作服,清除焊渣及搬动焊件时应带手套。 ?在可燃性物品附近施焊时其距离应大于5m。 ?高空作业时,应防止火花飞溅发生火灾,灼伤地面工作人员。 ?严禁在有压力容器及管道上焊接。 ?焊补漏油处,必须将油放尽,用碱清洗,打开封口,才能施焊,并避开封口。 三、制冷空调防爆知识 制冷作业发生的爆炸事故有两种:一种为化学爆炸事故,一种为物理性爆炸事故。化学爆炸是一种剧烈的化学反应同时伴随着巨大的能量释放。爆炸前后的物质发生了变化。化学爆炸必须满足三个必要条件:(1)可燃物质与空气(氧气)形成混合物。(2)可燃性物质在空气中的浓度(容积百分比)达到爆炸极限。(3)明火。而物理爆炸则是单纯的能量急剧释放过程,不伴随着化学反应过程,也即爆炸前后的物质不变。 1(化学爆炸事故 (1)氨气遇明火发生的爆炸事故 氨气是一种可燃可爆的气体,氨的爆炸极限约为15,,28,,空气中或系统(容器)中的氨气达到爆炸浓度(即爆炸极限)时,遇明火即发生爆炸。 (2)用氧气对制冷系统试压时发生的爆炸事故 在制冷设备安装和修理过程中,操作人员因违反安全操作规程,用氧气代替氮气或干燥空气对制冷设备进行试压检漏,因氧气特别是带压氧气具有极强的氧化特性,与压缩机里的润滑油发生剧烈的氧化反应,导致制冷设备发生爆炸。如1993年某省某医院在制冷空调机组修理过程中,修理人员用氧气进行试压时发生爆炸,造成一人死亡,三人受伤的重大事故。20世纪80年代至90年代曾发生多起用氧气对制冷系统试压时的爆炸事故。 (3)焊接氨制冷系统产生的爆炸事故 在对氨制冷系统进行焊接修补时,由于焊接前未能彻底清除设备里的存氨,以至氨遇明火发生爆炸事故。如某单位因低压循环桶下部集油管杂质引起堵塞,打算气割扩口作业。虽事先关闭各进出口阀及排空操作,但由于桶内壁及底部粘满混有氨液的油污,桶内混合气体含氨比例较大,气割时发生爆炸,炸开下部法兰,喷出的火焰将气割工的头发眉毛都烧焦。 (4)直燃式溴化锂吸收式制冷机组火灾爆炸事故 15 陕西省电工作业考核指导书 近些年来,直燃式溴化锂吸收式制冷机组广泛用于中央空调系统,但由于采用燃油或燃气系统,因而增加了火灾和爆炸危险性,国内曾发生供油系统漏油而产生的爆炸事故。 2(物理性爆炸 (1)制冷设备中的制冷剂具有较大的可压缩性,受压后体积收缩积聚能量,当容器的容积较大时,一旦遇到意外情况,容器或索统。酵道爆破,制冷剂就会瞬间急剧膨胀,释放出巨大的能量,形成物理性的爆炸,如制冷系统中制冷剂液体管路以及制冷剂的钢瓶等受热发生的爆炸事故均属此类,也称液爆。 (2)违章操作导致的设备超压爆炸事故 制冷空调系统运行中,操作人员违反安全操作规程,违章作业导致设备系统超压,若安全装置失灵,其压力超过设备强度,造成设备系统爆炸。如某单位使用的制冷机组,其操作人员酒后开糯时,违反安全操作程序,未开压缩机排气阀,导致排气压力超高,而压力控制装置此时失灵及安全阀失调,超压时无保护作用,引起压缩机缸盖爆炸,操作人员当场死亡。事故后检测安全阀,发现冀开启压力为4MPa。另外,曾发生在对制冷空调系统用氮气试膣时,由于氮气瓶未装减压阀,压力升高过快,造成充氮器具爆裂憋伤人事故。 四、制冷空调防火知识 氨制冷剂具有可燃性,遇到明火会燃烧,氨的自燃温度是630?,空气中的氨的含量达11,,14,时,即可点燃,产生爆炸和火灾事故。 制冷空调机房火灾的主要危险隐患有:?电器设备负荷电流过大,电缆发热;?电气短路如对地短路故障等;?动火或吸烟及使用明火设备;?易燃物品如填料、塔体及泡沫塑料等;?直燃式溴化锂吸收式制冷空调机组的燃油、燃气系统输送与使用等。另外,制冷空调机房内发生火灾会导致压缩式制冷空调系统受热超压爆炸或制冷剂大量泄漏的危险。因此,必须加强制冷空调机房的防火安全管理,建立防火安全管理制度,其原则要求简述如下: 1(制冷空调必须保证防火阀与空调主机间相应的灵活可靠,在发生火情后保证先切断主机电源再自动断掉防火阀。 2(氨制冷机房和布置在地下室的压缩式制冷空调机组的机房内严禁吸烟,严禁存放易燃易爆危险品。 3(开机前检查电源,无隐患后方可开机,工作时间不得离岗。 4(机房内严禁闲杂人员人内,需进机房时进行登记并签字。 5(维修时使用的油棉不得乱扔,及时清理到指定地点。 6(班后停机,要有专人检查、断电、关窗、锁门。 7(制冷空调机房人员要坚持检查制度,发现异常或火情应立即报告有关部门。要熟练掌握岗位设备情况,发现火情立即切断电源。 8(严禁动用明火,必须时经有关上级部门批准并填写动火证并做好安全防范措施后方可使用。 9(制冷空调作业区内应配备消防灭火器材,存放于指定地点,应设专人保管,不得乱堆乱放。定期检查,发现损坏、腐蚀时应及时更换,作业人员必须掌握二懂三会。 16 陕西省电工作业考核指导书 第二章 蒸汽压缩式制冷与空调设备运行操作人员 拟从事蒸汽压缩式制冷与空调设备运行操作的人员除按安全知识培训内容外,还应接受以下内容的培训。 2.1安全基础知识 制冷压缩机、空调冷水机组的开、停安全操作,按安全操作规程的要求,对本单位制冷空调压缩机或冷水机组开机和停机的操作;制冷剂的充灌与回收操作,按安全使用要求,正确使用制冷剂瓶和配件,并进行安全操作;制冷系统的加油操作和氨系统的放油操作,判别油的变质并根据安全操作规程加油、放油的安全操作;氨系统不凝性气体的排放,对氨系统不凝性气体的安全排放操作;故障与事故的排除,正确判断压缩机及系统的超压、超温、断电、断水、液击、异常声音、制冷剂泄漏、中毒等故障,分析原因,对事故进行安全处理和应急的操作;防护用品的正确使用(氨制冷作业必考),正确穿戴和安全使用过滤式防毒面具和氨气呼吸面具。 安全要求: 1(每台压缩机吸、排气侧、中间冷却器、油分离器、冷凝器、高压贮液器、氨液分离器、低压循环贮液器、氨泵进出口、集油器、油泵、分配站、充氨站、热氨管等均须装设压力表。 2(对冷藏温度要求严格的系统,应设置温度控制装置。空调用冷水机组应设温度控制装置。 3(制冷系统中不常使用的充氨阀、排污阀和备用阀等平时均应关闭并挂牌说明或将手轮卸下。 4(经空气分离器排放制冷系统中的空气等不凝性气体,必须放入水中。 5(冷凝器与贮液器之间应设均压管(阀),运行中均压阀呈开启状态,两台以上高压贮液器之间分别设气体、液体均压管(阀)。 6(蒸发器、氨液分离器、低压循环贮液桶、中间冷却器等设备的节流阀严禁用截止阀代替。 7(高压贮液器内液面不得高于其径向高度的80,,不得低于30,;排液桶内液面不得超过80,,循环贮液桶液面不得超过70,。 8(每台压缩机、氨泵、水泵、风机均应单独装设电流表,压缩机还应设有电压表。 9(压缩机的吸排气侧、轴封处、总、分调节站、供液集管、热氨调节站上均应设置温度计。 10(氨泵进、出液管之间应装有压差控制器,氨泵出液管上应设自动旁通阀。 11. 贮液器、排液桶、集油器等均须装设符合安全要求的液面指示器。 17 陕西省电工作业考核指导书 低压循环贮液桶、中间冷却器、氨液分离器上的金属液位计一侧,应加装以附加油罐为液位显示的安全准确的液面指示器。即用冷冻油面显示制冷剂液位高度的装置。 以上所说的符合安全要求的液面指示器,应为极式液位计。 12(制冷系统上的安全阀(氨制冷和氟利昂制冷)的排放口必须用放空管引向室外。安全阀所连接的放空管的公称直径,应不小于安全阀排放口的公称直径,几个安全阀共用一根放空管时,管径应不小于32mm,不大于57mm,管口应高于氨压缩机房檐1m以上,高出冷凝器平台3m以上。 13(压缩机应设高压、中压、低压、油压差等压力控制装置。每年经校验后,应做好记录,其调整值分别为:高压:1.6,1.4MPa;中压:1.2MPa;低压:0.05MPa;油压差:新系列:0.15,0.3MPa;无卸载装置的为:0.05,0.15MPa。 14(压缩机水套、冷却塔、水冷式冷凝器须设冷却水断水保护声光报警控制装置,风冷式冷凝器须设风机保护装置。 15(单级压缩机或两级压缩机应设置高压安全阀,其设定值为:压差1(6MPa(表压);低压级排气腔上的中压安全阀,其设定值为;压差0.6MPa(表压);在冷凝器、贮液器、排液桶、低压循环贮液桶、中间冷却器上也必须装设安全阀。以上设备属于高压的其设定值为:1.8MPa(表压);属于中低压的设备上的安全阀,其设定值为1.2MPa(表压)。 16(氨压缩机房应在高压系统设置紧急泄氨器,对冷凝器有贮液作用的压缩机组也应装设紧急泄氨器。 2.2单级和双级压缩式制冷原理 在普冷的技术领域内,蒸气压缩制冷、蒸汽喷射制冷、吸收式制冷和热电制冷等是常用的制冷方法,其中蒸气压缩制冷从19世纪70年代开始发展,到如今已有100多年的历史,是目前发展比较完善、应用最为广泛的方法之一。蒸气压缩式制冷的特点有以下几点: (1)能得到较宽的制冷温度范围,从稍低于环境温度到一150?左右的温度均可实现。 (2)单机容量大、规格多。单机制冷量从100W到数千千瓦。有大、中、小各种容量,可以根据需要选择,非常方便。 (3)中小容量范围的设备比较紧凑,可适应不同场合的需要,目前广泛用于空气调节、食品冷藏、石油、化工等领域。 (4)在普冷领域的较高温度范围内,效率较高,制冷系数较大。 (5)在温度较低时,其综合性能变差。通常当使用温度低于-70?时,级数增加,机器变得十分复杂,可靠性低,不易维护使用,成本也大大提高。 (6)要使用专门的制冷剂,而有的制冷剂造成对环境的污染和破坏。 在制冷技术的应用中,由于大多数场合所用温度在-50?以上,故蒸气压缩制冷在低温下的缺点不明显,加上新型制冷剂的研制,蒸气压缩制冷仍是目前制冷技术中的主流,广泛用于工业生产、食品冷藏、空气调节及科研实验等多方面。 根据不同的温度需要,蒸气压缩制冷循环可分为单级蒸气压缩制冷循环、多级蒸气压缩制冷循环和复叠式蒸气压缩制冷循环等,每一种循环有各自的特点和温度适用范围。本章重点介绍最基本的单级蒸气压缩制冷理论循环,它是构成其他循环的基础。 一、单级压缩制冷系统的组成和工作过程 蒸气压缩制冷属于相变制冷,它利用液体气化制冷的原理,使制冷剂从某一初始状态流经蒸气式压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器后仍回复到初态的制冷循环。这种制冷方法利用 18 陕西省电工作业考核指导书 制冷剂的液一气状态变化过程,实现定温吸热和放热,使制冷循环较为接近逆向卡诺循环。因而有较高的循环效率。 所谓单级蒸气压缩制冷循环,是指制冷剂在一次循环中只经过一次压缩,最低蒸发温度t可达-40?,30?。单级蒸气压缩制冷广泛用于制冷、冷藏、工业生产过程的冷却,以及0 空气调节等各种低温要求不太高的制冷工程。 (一)单级压缩制冷系统的组成 在蒸气压缩式制冷中,单级压缩是最基本、最简单的循环。一个单级蒸气压缩制冷循环至少需要有压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器四个基本部件组成,它们之间用管道依次联接,形成一个完全封闭的系统。制冷剂在制冷系统中循环,连续不断地从蒸发器中吸取热量和在冷凝器中放出热量,从而实现了制冷目的。单级蒸气压缩制冷循环的原理如图3—1所示。 1(蒸发器 蒸发器是使低温液态制冷剂和需要制冷的介质交换热量的换热器。低温液态制冷剂流 人蒸发器时,通过蒸发器管壁吸收周围介质(空气或液体载冷剂)的热量而沸腾气化,使 介质的温度降低或保持一定的低温状态,从而达到制冷目的。常用蒸发器有冷却液体载冷剂的蒸发器和冷却空气的蒸发器。 2(压缩机 压缩机消耗一定的外功后,把从蒸发器吸入的低温低压制冷剂蒸气压缩成高温高压蒸气,使蒸气的压力提高到与冷凝器温度对应的冷凝压力Pk,并把它们排人冷凝器中,从而保证制冷剂蒸气能在常温下被冷凝液化。如果把制冷剂比为“血液”,则压缩机可比为“心脏”。常用制冷压缩机的形式有活塞式、回转式和离心式。 3(冷凝器 高温高压的制冷剂蒸气进入冷凝器后,由于冷却介质(空气或水)的冷却作用,蒸气的温度降低,被冷凝成液体。所以冷凝器是让气态制冷剂向环境介质放热冷凝液化的换热器,有水冷式和空冷式。 4(节流装置 冷凝器冷凝得到的液态制冷剂的温度和压力为冷凝温度t和冷凝压力p,要高于蒸发kk温度f和蒸发压力p,在进入蒸发器前需要使它降压降温。节流装置的作用就是通过节流00 的膨胀、降压作用,将冷凝后的制冷剂液体的压力降低到蒸发压力p后,送人蒸发器蒸发0 制冷。可使制冷剂液体节流降压的设备有热力膨胀阀、浮球调节阀、手动节流阀及毛细管等多种。 (二)工作过程和特点 由图3—1所示的单级蒸气压缩制冷循环的工作过程简述如下:在蒸发器中产生的压力为p的制冷剂蒸气,首先被压缩机吸入并压缩到冷凝压力p,然后进入冷凝器中,被冷却0k 水或空气冷却凝结成压力为p的高压液体,制冷剂液体经节流机构绝热膨胀,压力降低到k 蒸发压力p,同时降温到蒸发温度t,变成气液两相混合物,然后进入蒸发器中,在低温下00 吸取被冷却对象(液体载冷剂或空气)的热量而蒸发成蒸气。这样,便完成了制冷循环。 综上所述,让制冷剂不断经历蒸发(沸腾气化)一压缩(升温升压)一冷凝(液化)一节流(降压降温)一再蒸发的循环,就可不断连续制冷。 单级蒸气压缩制冷循环具有以下特点: 1(制冷设备需组成一个封闭的系统,制冷剂在其中循环流动,并在一次循环中要连续两次发生相变(一次冷凝、一次蒸发)。 2(实现制冷循环的推动力来自压缩机,在它与节流装置的配合下,将制冷系统分为低压和高压两个部分。在低压部分中,通过蒸发器向被冷却物体吸热。在高压部分中,通过冷 19 陕西省电工作业考核指导书 凝器向环境介质放热。 3(制冷剂蒸气只经过一次压缩,从蒸发压力p压缩到冷凝压力p。 0k 二、两级蒸气压缩式制冷循环 两级蒸气压缩式制冷循环是目前广泛使用的制冷循环形式,图3—2所示为两级压缩氨制冷机在冷库制冷装置中的实际系统图。 通过低压压缩机1和高压压缩机2组成两级压缩,再和其他设备与 管路组成完整的两级压缩制冷循环系统,可以满足冷库一般-60?,-18?之间的库温降温要求。 (一)常见两级蒸气压缩式制冷循环的基本形式 两级蒸气压缩式制冷循环,按照它们的节流级数和中间冷却方式不同有各种形式,常见的有: (1)一次节流中间完全冷却两级压缩制冷循环。 (2)一次节流中间不完全冷却两级压缩制冷循环。 (3)一次节流中间完全不冷却两级压缩制冷循环。 (4)二次节流中间完全冷却两级压缩制冷循环。 (5)二次节流中间不完全冷却两级压缩制冷循环。 采用何种循环形式不但与所采用的制冷机型式有关,也与制冷剂的种类有关。一次节流方式适用于活塞式、螺杆式等错冷机,二次节流方式适用于离心式制冷机;对于采用R12、R502等制冷剂的两级循环应用中间不完全冷却方式是有利的;对于R717等制冷剂(从制冷系数、单位容积制冷量和制冷压缩机的排气温度等因素的分析可知宜采用中间完全冷却方式;对于R22等制冷剂,可以采用中间完全冷却方式,也可以采用中间不完全冷却方式,但在实际工程以采用中间不完全冷却方式为多。 1(一次节流中间完全冷却两级压缩制冷循环 一次节流是指向蒸发器供液的制冷剂液体直接由冷凝压力p节流至蒸发压力p的节流k0过程。而中间完全冷却是指在中间冷却过程中,将低压级排气等压冷却到中间压力P。下m的干饱和蒸气的冷却过程。这是目前最常用的两级压缩制冷循环形式。 一次节流中间完全冷却两级压缩制冷循环原理图如图3—3所示。 一次节流中间完全冷却两级压缩制冷循环工作过程是:在蒸发器h产生的压力为p的0低压蒸气,首先被低压压缩机a吸入并压缩到中间压力P,进入中间冷却器d,在其中被液m 体制冷剂蒸发冷却烈与中间压力p,相对应的饱和温度t,再进入高压压缩机b,进一步压mm 缩到冷凝压力p,然后进入冷凝器e,在其中被冷却和冷凝成液体。由冷凝器出来的制冷剂k 液体,经过中间冷却器内的盘管,在管内因盘管外液体的蒸发而进一步过冷,再经节流阀g节流到蒸发压力p,在蒸发器e中蒸发制冷;另一路经节流阀f节流到中间压力p,进入中00间冷却器,节流后的液体在中间冷却器内蒸发,冷却低压压缩机的排气和盘管内高压制冷剂液体,节流后产生的部分蒸气和因蒸发而产生的蒸气,随同低压压缩机的排气一同进入高压压缩机,压缩到冷凝压力h后排人冷凝器中。循环就这样周而复始地进行。如果高压液体不需要进入中间冷却器进一步冷却,可令它从旁通阀i流入节流阀g。 从循环的工作过程可以看出,与单级压缩制冷循环比较,它不仅增加了一台压缩机,而且还增加了中间冷却器和一只节流阀,且高压级的制冷剂流量,因加上了中间冷却器内产生的蒸气而大于低压级的制冷剂流量。 在循环中采用中间水冷却器,可将一部分热量在中间冷却器前被冷却水带走,可减少高压级制冷压缩机的功率消耗,以提高制冷循环的经济性。所以采用中间水冷却器对循环是有科的。但在使用中间水冷却器时会存在这样一种情况,就是低压级排气与冷却器之间存在一定量的传热温差,对于氟利昂这个温差较小,而对于R717这个温差就较大,并且节省的功 20 陕西省电工作业考核指导书 率也是很有限的,使用中间水冷却器会使管道系统复杂,又有可能提高低压级制冷压缩机的排气压力。因此在现代两级压缩制冷循环中一般已不再使用中间水冷却器,进人中间冷却器的制冷剂蒸气就是低压级排出的过热蒸气。在下面的热力分析中就不再考虑装设中间水冷却器。 一次节流中间完全冷却两级压缩制冷循环的压焓图和温熵图,如图3—4所示。图中: 8,1为制冷剂蒸气在蒸发器内的吸热过程,从低温热源获取冷量Q。 0 1—2为低压级压缩过程,耗功N。 oL 2—3为低压级排气在中间冷却器内的等压冷却过程,低压级排气被完全冷却成中间压力P下的干饱和蒸气。 m 3—4为高压级压缩过程,耗功N。 oH 4—5为制冷剂蒸气在冷凝压力p下的等压冷却冷凝过程,向高温热源放热Q。 kk 5—6为制冷剂液体经节流阀A由p至p的节流过程,并向中间冷却器供液。 k0 5—7为制冷剂饱和液体在中间冷却器盘管中的再冷却过程,盘管内制冷剂液体向中间冷却器内的中间压力p下的制冷剂放热Q(中间冷却器盘管和负荷)。 mm 7—8为制冷剂经节流阀B由pk至p。的节流过程,点8是向蒸发器供液的状态。 中间冷却器盘管内的液体与中间冷却器内的制冷剂液体存在一个温差,这一温差使循环中制冷剂液体得到过冷,其过冷度?t=t-t=t-t。如果高压液体不在中间冷却器盘管中再sck7s7 冷却时,制冷剂液体就通过旁通阀流动,图3—4中5与7状态点相重合,过冷度?t=0,sc这时循环图形相应变化成图3—5所示。 根据图3—5可求得一次节流中间完全冷却两级压缩制冷理论循环的主要热力性能指标为: (1)单位制冷量、单位容积制冷量 8 Q=h-h (3,1) 01 (3,2) (2)当制冷循环的制冷量为Q时,低压级制冷剂循环量 0 (3,3) (3)低压级制冷压缩机的理论功率 N =GW =G(h,h) (3—4) OLLOLL21 (4)高压级制冷剂循环量一般由中间冷却器的能量关系求得,忽略中间冷却器向环境介质的散热,根据图3—6列中间冷却器的能量平衡式,得 Gh+(G,G)h+Gh=Gh+Gh (3—5) L2HL6L5H3L7 整理可得高压级制冷剂循环量: (3—6) 高压级与低压级的制冷剂循环量之比: (3—7) 图3—6一次节流中闻完全冷却循环中间冷却器能量分析图 (5)高压级制冷压缩机理论功率 N= GW =G(h,h) (3—8) OH HOHH43 (6)冷凝器负荷 21 陕西省电工作业考核指导书 Q=Gq=G(h,h) (3—9) kHkH43 (7)中间冷却器盘管负荷 Q=Gq=G(h,h) (3—10) mLmL57 (8)理论循环制冷系 (3—11) (9)理论循环能效比 (3—12) (10)理论循环热力完善度 (3—13) 式中,ε是同低温热源温度T和高温热源温度T间工作的理想制冷循环制冷系数。 cLH 以上是理论循环的分析计算方法。实际循环的分析方法与单级实际制冷循环一样,需考虑蒸气的过热、压缩的增熵不可逆性等,同样需计算高压级和低压级的指示功率、摩擦功率和轴功率等。 从理论循环计算耗功率、制冷量和制冷系数的公式中就可看出,在蒸发温度t与冷凝温o度t给定的情况下,耗功率、制冷量和制冷系数的大小是随中间压力P(或中间温度t)而变kmm化的,所以合理地选择中间压力p可使循环功率消耗最少、制冷系数最大。这一结论对于m 两级压缩的理论循环和实际循环都是适用的。 2(一次节流中间不完全冷却两级压缩制冷循环 将低压级排出的过热蒸气等压冷却,降低一定量的温度而未达到饱和状态的冷却过程称为中间不完全冷却,目前氟利昂两级压缩制冷系统常采用这种形式。 一次节流中间不完全冷却两级压缩制冷循环原理图如图3—7所示。 一次节流中间完全冷却两级压缩制冷循环和一次节流中间不完全冷却两级压缩制冷循环的区别是:低压级的排气不在中间冷却器的制冷剂中冷却,而是与中间冷却器中产生的干饱和蒸气或湿饱和蒸气在节点(图3—7中2点与3点之间)相互混合冷却后再进入高压级制冷压缩机。因此高压级制冷压缩机吸入的制冷剂不是中间压力p下的干饱和蒸气,而是具m 有一定过热度的过热蒸气,这就是所谓的“中间不完全冷却”。 一次节流中间不完全冷却两级压缩制冷理论循环的压焓图和温熵图如图3—8所示,其中的状态3焦是过热蒸气状态,在这个状态点的蒸气被高压级吸入,故而称为不完全冷却。两者热力分析方法除了高压级制冷剂循环量和高压级耗功率的计算不同之外,其余的基本相同。一次节流中间不完全冷却两级压缩制冷理论循环的热力性能同样有: (1)单位制冷量、单位容积制冷量 Q=h-h (3,14) 018 (3,15) (2)已知制冷量Q(kw),低压级制冷剂循环量 o 22 陕西省电工作业考核指导书 (3,16) (3)低压级理论功率 N=GW=G(h-h) (3—17) oLL0L21 (4)高压级制冷剂循环量 高压级制冷剂循环量G同样由一次节流中间不完全冷却循环的中间冷却器的能量分析H 得到,根据图3—9列出一次节流中间不完全冷却循环的中间冷却器能量平衡方程式: (3,18) 整理得高压级与低压级制冷剂循环量之比: (3,19) 高压级制冷剂循环量: (3,20) 需要指出的是,在实际循环中,为使高压级制冷压缩机高效工作,图3—8中3状态点必须是湿饱和蒸气,这样必须对t `,的温度作出限制(一般取t `?15?),并通过能量平衡33 方程式确定3状态点。 (5)高压级制冷压缩机理论功率 (3—21) 其他热力性能指标读者可自行分析。 3(一次节流中间完全不冷却两级压缩制冷循环 所谓中间完全不冷却是指在两级压缩循环中不采用中间冷却的方式。 在冷藏运输以及某些特定的生产工艺制冷工段的制冷装置中,既要达到低温又要简化制冷系统,这时常采用一次节流中间完全不冷却两级压缩制冷循环(图3-10)。这种循环和前面所述的两级压缩比较,取消了中间冷却器,因而系统进一步简化,但这种循环方式不省功,也不能提高循环的制冷量和制冷系数。在实际循环中是其有利的一面,因为在这种特定条件下,采用一次节流中间完全不冷却两级压缩制冷循环,可以降低每一级的压力比,改善每一级制冷压缩机的工作性能,提高了制冷压缩机的输气系数、指示效率,相应提高循环的实际输气量,降低轴功率,并且一定程度上提高了制冷量和制冷系数。一次节流中间完全不冷却两级压缩制冷理论循环压焓图和温熵图见图3-11。 4(二次节流中间完全冷却两级压缩制冷循环 所谓二次节流就是指向蒸发器供液的制冷剂液体先从冷凝压力p节流到中间压力p,km再由中间压力p节流至蒸发压力p的节流过程。两次节流中间完全冷却方式一般适宜于氨00 离心式两级压缩制冷系统。图3—12表示了二次节流中间完全冷却两级压缩制冷循环(离心式)的工作原理。 其工作过程是:在蒸发器中吸热后的低压制冷剂蒸气经第工级(低压级)离心压缩机,a吸入经叶轮从蒸发压力p压缩至中间压力p,由第I级扩压管排出后进人中间省功器(中间0m 23 陕西省电工作业考核指导书 冷却器c)被完全冷却至中间压力p下的干饱和蒸气。第?级(高压级)离心压缩机b将制冷m 剂蒸汽继续将中间压力p压缩至冷凝压力p,然后经冷凝器等压冷却冷凝成饱和液体。 mk 制冷剂饱和液体经节流阀A节流到中间压力p,进入中间省功器,一方面完全冷却第m 一级(低压级)排气,其冷却第1级排气的气化蒸气和节流时产生的闪发性气体,作为补气随第1级排气一起进入第?级离心压缩机循环;另一方面,压力为p的饱和液体存在于中间m 省功器的下部,经节流阀B节流至蒸发压力p进入蒸发器吸热制冷。 0 图3,13是二次节流中间完全冷却两级压缩制冷理论循环的压焓图和温熵图。 5(二次节流中间不完全冷却两级压缩制冷循环 二次节流中间不完全冷却两级压缩制冷循环适宜于氟利昂离心式压缩制冷循环。图3,14表示了该循环的工作原理,图3—15表示了该理论循环的压焓图和温熵图。 (二)两级蒸气压缩式制冷循环的比较分析上面对五种两级压缩制冷循环进行了分析。从热力学角度看,这五种循环在制冷剂、蒸发温度t、冷凝温度t及中间温度t分别相同的0km条件下,彼此存在着一定的差别。其主要差别在于: 1(中间完全冷却和中间不完全冷却的差别 在其他条件相同的情况下,由于中间不完全冷却循环耗功大,因而中间不完全冷却循环的制冷系数要比中间完全冷却循环来得小。 2(一次节流和二次节漉的差别 由于在一次节流循环中,中间冷却器盘管具有传热温差?t,而使循环的单位制冷量减少。因而在相同的冷却条件下,一次节流循环要比二次节流循环的制冷系数来的小。但是,通常中间冷却器盘管出液端传热温差比较小(?t=3.7?),故而一次节流循环和二次节流循环实际的经济性差异也比较小。 尽管一次节流循环比二次节流循环实际的经济性要差些,但活塞式制冷机一般仍采用一次节流循环较多,其原因是在于: (1)一次节流可依靠高压制冷剂液体本身的压力供液到较远的用冷场所,适用于大型制冷装置。 (2)高压制冷剂液体不与中间冷却器中的制冷剂相接触,可减少润滑油进入蒸发器的机会,从而提高换热设备的换热效果。 (3)由于蒸发器与中间冷却分别供液,便于操作,有利于制冷系统的安全运行。 2. 3制冷空调设备的分类、作用、工作原理和结构 制冷空调一般分为:活塞式、离心式、螺杆式。 1活塞式: 总体结构: 活塞式制法压缩机的种类很多,但他们的工作都是靠气缸、气阀和在汽缸中作往复运动的活塞所构成的可变工作容积来完成工质蒸汽的吸入、压缩、排气、和膨胀过程的,所以活塞压缩机又称作往复活塞式制冷压缩机,各种活塞式制冷压缩机的不同特点在于原动力的机械能是通过不同的传动方式来使活塞在气缸内作往复直线运动的。 工作原理: 1.吸气过程 当活塞由上止点向下运动时,吸气管中的气体顶开吸气阀进入气缸,随着活塞的向 下运行,气缸的容积逐渐扩大,当活塞运动到下止点时,气缸内吸满气体,这就是吸气 24 陕西省电工作业考核指导书 过程。 2.压缩过程 当活塞由下止点向上运行时,吸气阀关闭,汽缸容积逐渐变小,压力逐渐升高,随 着活塞向上不断的运行,当气缸内的压力相等时,压缩过程即告结束。 3.排气过程 活塞继续向上运行,则气缸内的气体顶开排气阀,此时气体的压力不再升高,随着 活塞不断向上运行,把气缸内的气体排出,直到活塞运行到上止点,把气缸内的气体全 部排尽,这就是排气过程。 2.离心式: 总体结构: 离心式压缩机属速度型压缩机,它是依靠气体动能的改变来提高气体的压力。离心式压缩机工作时,不断将制冷蒸汽吸入,又不断将制冷剂蒸汽沿叶轮半径甩出去,所以称为离心式压缩机。 工作原理: 离心式压缩机工作时,气体首先进入吸气室,吸气室的流道略呈锥形,这样可使气体的流速略有增加,以减少损失,使气体能均匀地进入叶轮。由于叶轮的高速旋转,气体一边跟着叶轮高速旋转,一边由于离心力的作用在叶轮槽道中扩压流动,从而使气体的压力和流速都得到很大的提高。气体由叶轮流出后进入扩压器,由于扩压器是一截面逐渐扩大的环形通道,所以当气体流过时流速减慢而压力升高这样就把气体的速度能转变为压力能,最后进入蜗壳,并由蜗壳将扩压器流出的气体汇集起来。我可流通面积的扩大也会对其提起发哦一定的减速和扩压作用,并肩气体引导出离心式压缩机。 3螺杆式 1.总体结构: 螺杆式制冷压缩机主要由转子、机壳(包括中部的气缸体和两端的吸、排气端座等)、轴承、轴封、平衡活塞及输气量调节装置组成。图3-1是典型开启螺杆式压缩机的一对转子、气缸和两端端座的外形图。 1—吸气端座 2—阴转子 3—气缸 4—滑阀 5—排气端座 6—阳转子 25 陕西省电工作业考核指导书 2. 工作原理 工作原理: 当转子转动时,阳转子的齿周期性的侵入阴转子的齿槽,使基元容积变小,气体压力升高并不断地向排气端移动,从而把蒸压制冷剂吸入,病变为高压制冷剂排出。 螺杆式压缩机的工作是依靠啮合运动着的一个阳转子与一个阴转子,并借助于包围这一对转子四周的机壳内壁的空间完成的。 3. 工作过程 图3-2为螺杆式压缩机的工作过程示意图。其中,a、b为一对转子的俯视图,c、d、e、f为一对转子由下而上的仰视图。 26 陕西省电工作业考核指导书 2.4冷冻水系统、冷却水系统及水质的安全要求 冷冻水系统是指空调系统内负责把冷冻水运送到不同送风系统设备的系统。此系统包括所有在冷冻水输送网络内的设备,例如冷冻水管、制冷机、水塔及防垢装置等。 冷却水系统形式主要有两种:水泵前置式和水泵后置式,如图1、2。确定时要考虑水系统的承压能力。水系统的承压能力最大的地方是水泵出口,如图中的A点,系统承压有以下三种情况:系统停止运行时,水泵出口压力为系统静水压力h,Z;系统瞬时启动,但动压尚未形成时,水泵出口压力为系统静水压力和水泵全压之和h,Z+HP;正常运行时,水泵出口压力为该点静水压力与水泵静压之和h,Z+HP-v2/2g。冷水机组冷凝器耐压,目前国产机组一般为981KPa。水泵壳体的耐压取决于轴封的形式,水泵吸入侧压力在981KPa以上时,要使用机械密封。 水在水循环系统工作过程中,水质是会发生变化的。逐渐恶劣的水质,将会导致设备不能正常运行、效率降低,甚至严重地腐蚀设备。水质处理不单是对在用设备显得重要,对新安装的制冷空调系统也是同样重要的。新安装的空调设备及其水系统管道,往往存在油渣、浮锈、泥沙等。若不对这些杂物进行清除,当设备投入运行后,势必产生污垢热阻、垢下腐蚀等现象。水处理后可以使碳钢的腐蚀速度控制在,,,,,,内,对铜的腐蚀速度控制在,,,,,,,,内,污垢热阻小于,×,,,,,,,?,,;,,。如果没有经过水处理的水质,其腐蚀速度大于,,,,,,。进行水处理后,其防锈能力提高十倍多。 所以,对水循环系统进行水质处理,可使系统管道及设备的结垢、锈蚀和微生物的生长大大减少,从而使热交换设备的性能得到改善、制冷量提高、电耗降低,并延长设备使用寿命。 2.5制冷与空调作业的危险性 制冷设备是由压力容器组成的系统装置,制冷剂在制冷系统运转中,其压力发生变化, 27 陕西省电工作业考核指导书 处于压力运行状态,具有潜在的爆炸危险。制冷剂多数为低沸点气体,常压下沸点温度在-20?以下,这些液体一旦泄漏出来,溅到人的身上,会造成冻伤。工业制冷中一般采用氨作制冷剂,氨是有毒物质,泄漏出来,除了会冻伤人之外,氨气还将通过呼吸道和皮肤进入人体,使人中毒,严重者致人死亡。氟利昂制冷剂在常温下较稳定,但在空气中的浓度过高,会使人员产生窒息。另外,氟利昂在800?左右的高温下,会分解有毒物质,使人中毒。氨气在空气中达到一定浓度时遇明火会引起燃烧爆炸。制冷剂蒸汽在常温下液化,需要施加很高的压力才能实现,通常液化时的压力达到几个MPa,所以,一旦容器强度出现问题,会造成设备破裂而产生爆炸危险。容器和制冷系统中的液体制冷剂,若过量充装和储存,遇到环境温度升高,导致系统设备压力超高而引起制冷剂钢瓶和容器的爆炸。在制冷设备安装和修理过程中,因误用氧气对制冷设备试压时而发生多起爆炸事故。总之,制冷作业的事故归纳起来主要为爆炸、中毒、窒息、冷灼伤及火灾等。 一、制冷与空调作业事故种类 (一)制冷与空调作业爆炸事故 制冷作业发生的爆炸事故有两种:一种为化学爆炸事故,一种为物理性爆炸事故。化学爆炸是一种剧烈的化学反应同时伴随着巨大的能量释放。爆炸前后的物质发生了变化。化学爆炸必须满足三个必要条件:(1)可燃物质与空气(氧气)形成混合物。(2)可燃性物质在空气中的浓度(容积百分比)达到爆炸极限。(3)明火。而物理爆炸则是单纯的能量急剧释放过程,不伴随着化学反应过程,也即爆炸前后的物质不变。 1(化学爆炸事故 (1)氨气遇明火发生的爆炸事故 氨气是一种可燃可爆的气体,氨的爆炸极限约为15,,28,,空气中或系统(容器)中的氨气达到爆炸浓度(即爆炸极限)时,遇明火即发生爆炸。 (2)用氧气对制冷系统试压时发生的爆炸事故 在制冷设备安装和修理过程中,操作人员因违反安全操作规程,用氧气代替氮气或干燥空气对制冷设备进行试压检漏,因氧气特别是带压氧气具有极强的氧化特性,与压缩机里的润滑油发生剧烈的氧化反应,导致制冷设备发生爆炸。如1993年某省某医院在制冷空调机组修理过程中,修理人员用氧气进行试压时发生爆炸,造成一人死亡,三人受伤的重大事故。20世纪80年代至90年代曾发生多起用氧气对制冷系统试压时的爆炸事故。 (3)焊接氨制冷系统产生的爆炸事故 在对氨制冷系统进行焊接修补时,由于焊接前未能彻底清除设备里的存氨,以至氨遇明火发生爆炸事故。如某单位因低压循环桶下部集油管杂质引起堵塞,打算气割扩口作业。虽事先关闭各进出口阀及排空操作,但由于桶内壁及底部粘满混有氨液的油污,桶内混合气体含氨比例较大,气割时发生爆炸,炸开下部法兰,喷出的火焰将气割工的头发眉毛都烧焦。 (4)直燃式溴化锂吸收式制冷机组火灾爆炸事故 近些年来,直燃式溴化锂吸收式制冷机组广泛用于中央空调系统,但由于采用燃油或燃气系统,因而增加了火灾和爆炸危险性,国内曾发生供油系统漏油而产生的爆炸事故。 2(物理性爆炸 (1)制冷设备中的制冷剂具有较大的可压缩性,受压后体积收缩积聚能量,当容器的容积较大时,一旦遇到意外情况,容器或索统。酵道爆破,制冷剂就会瞬间急剧膨胀,释放出巨大的能量,形成物理性的爆炸,如制冷系统中制冷剂液体管路以及制冷剂的钢瓶等受热发生的爆炸事故均属此类,也称液爆。 (2)违章操作导致的设备超压爆炸事故 制冷空调系统运行中,操作人员违反安全操作规程,违章作业导致设备系统超压,若安全装置失灵,其压力超过设备强度,造成设备系统爆炸。如某单位使用的制冷机组,其操 28 陕西省电工作业考核指导书 作人员酒后开糯时,违反安全操作程序,未开压缩机排气阀,导致排气压力超高,而压力控制装置此时失灵及安全阀失调,超压时无保护作用,引起压缩机缸盖爆炸,操作人员当场死亡。事故后检测安全阀,发现冀开启压力为4MPa。另外,曾发生在对制冷空调系统用氮气试膣时,由于氮气瓶未装减压阀,压力升高过快,造成充氮器具爆裂憋伤人事故。 (二)火灾事故 氨制冷剂具有可燃性,遇到明火会燃烧,氨的自燃温度是630?,空气中的氨的含量达11,,14,时,即可点燃,产生爆炸和火灾事故。 (三)制冷剂的中毒、冻伤事故 1(氨泄漏造成的中毒事故 氨是一种有毒的刺激性气体,、能严重地刺激眼、鼻和肺粘膜。氨气不仅通过呼吸道和皮肤等造成人员的中毒事故,而且氨强烈的刺激性还造成对人眼睛的伤害,严重者造成眼睛失明。制冷作业中,曾发生多起由于氨的泄漏造成的人员中毒事故。 2(氟利昂的窒息中毒 氟利昂制冷剂大多具有轻微的毒性。但是,它的比重比空气大,易积聚。因此,在作业场所,特别是狭窄场所,如果氟利昂泄漏浓度较大时,会使人产生窒息。氟利昂在空气中的浓度30,时,会使人呼吸困难,甚至死亡。 3(制冷剂的冻伤事故 液体制冷剂溅到人的皮肤上会造成冻伤事故。液体制冷剂与皮肤接触,造成皮肤和表面肌肉组织的损伤,特别是氨制冷剂,它不仅会冻坏肌肉组织,还腐蚀皮肤。这种腐蚀作用的症状与烧伤的症状相似,也称为冷灼伤。 二、制冷空调作业事故特点 总结制冷空调作业所发生的事故,其事故的特点可以归纳为如下几点: 1(群死群伤,制冷作业的事故虽不是经常发生,但是,发生事故如爆炸、中毒等往往会造成多人伤亡,并造成设备财产的重大损失。从已发生多起的制冷作业用氧气试压导致的爆炸事故看,均造成多人伤亡。另外,氨气泄漏造成多人中毒的事故在制冷作业事故中也占有一定的比例。 2(财产损失大,制冷作业发生的事故不仅造成人员的伤亡,而且会造成较大的财产损失,根据以往事故来看,造成的直接的财产损失都较大,如,某冷库发生的漏氨事故,尽管未造成人员伤亡,但所存放食品均被污染,直接经济损失就达数万元。 3(社会影响大,近些年来,制冷空调装置应用很广泛,特别是公共场所如办公楼、商场、宾馆和文化娱乐场所等多采用大型制冷中央空调,有的采用燃气、燃油的制冷空调装置(溴化锂吸收式制冷机组),一旦发生火灾爆炸事故,其后果不堪设想,而且还会造成较大的社会影响。如氨制冷系统发生漏氨或爆炸事故,往往殃及周围,不仅威胁人员安全,污染周围环境,还会使周围居民产生恐慌心理。 4(操作人员违章操作造成的事故在制冷空调事故中所占比例较大,据统计,制冷空调事故中,60,,70,是由于作业人员违章操作造成的。 29 陕西省电工作业考核指导书 2.6安全控制装置(压力控制、温度与液位显示控制、安全阀与易熔塞、断水保护等安全装置)的作用、结构、安装要求、参数设定值与常见故障的判断 各类制冷空调装置均有其额定的安全工作条件,必须严格遵守。与此相适应,装置必须有一套相应的自动保护措施,以使机器设备在安全条件范围内工作。安全保护的目的是使压缩机、风机、泵安全运行,压力容器安全无损,整个系统运转正常可靠。 一、压力显示控制装置: 1.YWK系列压力控制器 YWK系列压力控制器主要用于制冷系统中0.08~2MPa压力范围内的自动控制。控制方式为两位式,在所调定的上下限位发出通路货短路的电讯号。在制冷系统中,压力控制其分为保护性和控制性两种。其中YWK——22用于压缩机保护性的高、低压控制,在系统出现问题时发出自动停机讯号,YWK_11、YWK——12则属于调节性的压力控制器。 工作原理: YWK——22型压力控制器,时将高压(冷凝压力)过高保护和低压(蒸发压力)过低保户两部分合并组装在一个器壳内。其高压部分在控制器右方,当系统管路中压力升高时,气箱内的波纹管被压缩,压力超过上限,波纹管上顶杆克服弹簧力,顶动跳脚板,推动电器开关动作,触头变位,切断电路使压缩机停车。 当开关动作后,跳脚板上突出边缘即被扣住,掀手动复位掀钮,可使跳脚板脱扣恢复正常。 低压部分在控制器左方,其波纹管内加有负压小弹簧,此小弹簧预先压缩,正常运转时,电气开关处于压紧的通路状态。当压力下降,气箱内波纹管被拉长,压力低于调定值下限,弹簧力向下推动跳脚板,电器开关动作,触头变位,断路停车。 2(KD系列压力控制器 KD型压力控制器的气箱,接受压力信号后产生位移,通过顶杆与弹簧的张力作用,并用传动杆直接推动微动开关,省去了杠杆机构。高、低压部分用两只微动开关分别控制电路,使继电器结构紧凑,调节方便。 (1)KD,155型压力控制器的构造。 其构造如图9—15所示: 其接线方法如图9—16所示: (2)KD—155型压力控制器的工作原理 低压汽体通过毛细管进入低压波纹管6,若低压汽体的压力畚于调定值时,由波纹管的弹力通过传动芯棒7和传动杆3,传动戮微动开关16的按钮上,并使其按下面电路闭合,压缩机正常运转。若吸汽压力低于调定值时,则调节弹簧2的张力克服波纹管的弹力,把传动芯棒抬起,解除传动杆对微动开关的压力,再由开关自身的张力使按钮抬起,于是电路断开,压缩机停止运转。 高压汽体通过毛细管进入高压波纹管,当其压力小于调定值时,这时调节弹簧的压力大于汽体压力,将传动螺丝抬起并解除传动杆对微动开关的压力。微动开关的按钮靠自身弹力 30 陕西省电工作业考核指导书 抬起,使电路闭合,压缩机正常运转。如果压缩机排汽压力超过调定值时,高压波纹管上的压力通过传动螺丝和传动杆压下按钮,使电路断开,压缩机停止运行。 调整压力控制器的压力控制值,可通过转动压力调节盘来调节,调整微动开关断开和闭合的差值可以通过转动压差调整节盘来调节。以低压为例,当顺时针转动压力调节盘时,使调节弹簧压缩,弹力增加,控制的低压额定值就增高,逆时针旋转时则压力降低。而压差调节盘顺时针转动时,则压缩碟形弹簧4,使差动值增加;反之则减少。高压的调节方法和低压是相似的。 3(FP型压力控制器 FP型压力控制器是一种组合式高、低压压力控制器。这种控制器设有指示调定值的刻度板,调整时,应参看压缩机吸、排气压力表的指示值。调整后应试验调定的断开压力和闭合压力是否符合要求。为了保证安全可靠,这种试验应重复进行三次。在调整低压幅差螺钉时,应切断电源以保证安全。 (1)FP型压力控制器的构造 其构造见图9—17。 图9—18所示为FP型压力控制器与制冷系统的连接方法图。 (2)FP型压力控制器的工作原理 低压控制元件控制蒸发压力,不要过低,以免制冷机在不必要的低温下工作而浪费电能。低压接管1和压缩机的吸气管道连接。当蒸发压力过低(低于调定值时),低压波纹管由于弹簧3的作用而伸张,低压顶针4退进波纹管中,低压杠杆5由于弹簧6的作用而按逆时针方向转动,因此与杠杆连接的触头板7向上运动而使触头10跳开,电路被切断,压缩机停止工作。随着蒸发压力的逐步上升,当蒸发压力上升至一定值时,低压波纹管被压缩。顶针由波纹管伸出,推动杠杆使整个杠杆按顺时针方向转动,并使触头板下落到触头19,接通磁力启动器,电路通电后,压缩机重新工作。 高压控制元件是控制冷凝压力,不应过高,以免造成事故。高压接管9和压缩机排汽管道连接,当排气压力过高(高于调定值)时,高压波纹管10被压缩,高压顶针12推动杠杆13运动,使高压断路开关14上翘,顶动触头板,电路切断,压缩机停止工作。随着制冷剂蒸汽在冷凝器中不断被冷凝,排汽压力也不断下降,当下降到一定值时,高压顶针的杠杆就朝相反方向运动,触头板和触头接通,压缩机因通电而重新运转。 高、低压压力控制器中装置了永久磁铁15,可以使触头板和触头19接通时、或断开时的速度加快,以免跳火而烧毁触头。 调整低压控制器的压力控制值(即切断电源的压力值)可旋转低压调整螺钉T,顺时针旋转,低压平衡弹簧收紧,拉力增加,撞制的低压额定值就增高,反时针旋转则减小。其可调范围较大。 调整高压控制器的压力控制值(即切断电源的压力值)可旋转高压控制螺钉M,顺时针旋转,高压平衡弹簧压缩,张力增大,控制的高压额定值就增高;反时针旋转则减小。 4(RT型压力控制器 RT型压力控制器在船舶制冷装置中常用的有低压压力控制器RT1(RT1A)和高压压力控制器RT5(RT5A),带有字母“A”的可用于氟利昂和氨,不带A只能用于氟利昂。 5(压力控制器的使用与维护 为了能在制冷系统中直接调整和测定压力控制器的控制值,可以与压力控制器并联一个标准压力表。其量程范围必须包括这个压力控制器在闭合和释放时所对应的压力值,可在压力控制器上接指示灯,在指示灯亮和熄的时候从压力表上读得。 为了保证压力控制器的正常使用应做到: (1)每年校验一次。按设定值调压,检查刻度是否准确,电讯号能不能及时发出。 (2)单件校验后,应装回系统后再人为地制造压力条件,观察保护作用是否可靠。 31 陕西省电工作业考核指导书 (3)控制器发出的讯号如有闪动不稳定现象,主要是开关里U形弹簧片有问题,应拆下开关调整弹簧片,使触头上下跳动稳定。有时也可能是丝杠上凹形螺母与开关传动杆的相对位置有移动,可拧松凹形螺母紧定螺钉,调整相对位置,使开关传动杆跳动稳定。 (4)维修时不能大拆大卸零件,没有必要,尽量不拆。 (5)气箱和波纹管部分如有渗漏,需送回制造厂修理。 二、压力保护 压力保护是制冷空调装置最重要的安全保护措施,它不仅保护机器、设备的安全运行,也与人身安全直接有关 (一)压缩机吸排气压力保护 压缩机作为制冷空调装置的主机,它的安全可靠对整台装置的安全可靠起重要的作用。压缩机保护的方法是当工作参数出现异常,有可能危及安全时,中止压缩机的运行。压缩机运行时危及安全的异常因素有很多,其中对压力容器和人身安全影响最大的是排气压力过高和吸气压力过低。 造成排气压力过高的原因主要有:操作失误,在排气阀未打开的情况下启动压缩机;风冷冷凝器翅片过脏或风机故障;。水冷冷凝器管内结垢过多、断水或水量过小;系统中不凝性气体过多;制冷剂充注量过多等。排气压力过高的危害主要有:高压侧压力过高,易造成压缩机壳体、冷凝器、储液器、高压侧管路等破裂;使压缩机温度过高,易烧毁压缩机电机;压缩比增大,易使压缩机过载。 造成吸气压力过低的原因主要有:操作失误,压缩机启动后未打开吸气阀;节流机构或制冷剂管路堵塞等。吸气压力过低的危害主要有:压缩比增大,排气温度升高,使压缩机温度过高,易烧毁压缩机电机;不凝性气体和水份易进入系统,造成排气压力过高;蒸发温度过低,易使冷媒水冻结;如压缩机壳体内压力过低,有可能造成真空击穿,破坏电机绝缘。 压缩机吸排气压力保护所用器件是压力控制器。根据所控制压力的高低,压力控制器有高压控制器、低压控制器、以及将高压控制器和低压控制器组合在一起的高低压控制器三种。根据所控制压力是否可调,压力控制器分为可调式和固定式两类。根据动作以后,继电器的复位情况,压力控制器分为高压手动复位低压自动复位、高压自动复位低压手动复位、高低压均手动复位和高低压均自动复位四类,其中最常用的是高压手动复位和低压自动复位型。 压力控制器是一种用压力信号来控制的继电器,由两套波纹管、平衡弹簧、杠杆机构、压力与压差调节机构、电触点等部分组成。高压接口用接管接于压缩机排气口,低压接口接于压缩机吸气口。当制冷系统压力变化超出设定值时,波纹管由于压力变化引起伸缩而产生位移,通过杠杆机构来推动开关动作。典型的可调式高压手动复位低压自动复位型高低压控制器如图7—57所示。 复位这样做的目的是防止故障排除之前压缩机反复启动,造成压缩机损坏或故障扩大。 如压缩机吸气压力低于设定值,低压继电器动作,切断压缩机电源,压力上升后,继电器自动恢复正常位置。如压缩机排气压力高于设定值,高压继电器动作,切断压缩机电源。压力下降后,继电器并不能自动恢复,需要人工按一下复位按钮才能恢复。在封闭式制冷系统中,多采用固定式压力控制器,或称高压开关。其优点是体积很小、结构简单、工作可靠、没有制冷剂泄漏点,缺点是动作压力不可调节、且只能是自动复位。这种压力控触器如图7—58所示,当压力高于压力控制器的动作压力时,球冠形膜片产生反转,电触点快速断开。当压力下降到恢复压力以下时,膜片跳跃恢复,使电触点闭合。 随着计算机控制在制冷空调中的普及,数字式压力控制器的应用越来越多。数字式压力控制器的基本工作原理及外形均和数字式温控制器相同,所用传感器为压力传感器,根据不同的使用要求和压力范围,有绝对压力传感器、表压传感器、大气压力传感器、真空度传感 32 陕西省电工作业考核指导书 器和压差传感器等多种类型。 (二)压缩机油压差保护 对于用油泵加压将冷冻机油送至压缩机各部分进行润滑的压力润滑式压缩机,为了防止冷冻机油压力不足而损坏压缩机,在缺油或油压不足的情况下,只允许工作50,90秒。由于油压是在压缩机启动以后才能建立,断开电源的动作必须延时执行,如在延时以后油压仍不正常,则断开压缩机电源。对制冷压缩机而言,可以利用的油压是冷冻机油的压力与蒸发压力之差,需保护的是油压差不足。 造成油压差不足的原因主要有:油量不足;油泵故障;油路堵塞;冷冻机油中溶入了较多的制冷剂等。油压差不足的主要危害是:摩损压缩机运动件,造成压缩机损坏,严重时会产生机件断裂、敲破机壳,造成人身危害。 压缩机油压差保护所用的器件是压差控制器,典型的可调式手动复位型压差控制器如图7—59所示。其动作原理是在两个相对的波纹管中作用着两个不同的压力,下部是冷冻机油的压力,上部是蒸发压力,两个压力的差值由弹簧平衡;如该压差小于设定值,则开关接通延时机构中的电加热器,延时60秒以后,温度升高使延时开关双金属片变形,触点断开;等延时机构中的电加热器完全冷却后人工按下复位按钮,延时开关才能复位。 油压差保护仅用于油泵加压润滑的制冷压缩机,小型压缩机常用离心式供油,不需要压差控制器。与压力保护相同,在油压差保护中也越来越多的使用数字式控制器。此时仍使用数字式压力控制器,仅是仪器型号以及传感器不同。 (三)容器超压保护 在很多制冷空调装置中,设有内装制冷剂的高压容器,如其内部压力超过许可压力,就会产生爆炸危险。容器超压保护是为了防止这些容器因超压而发生爆裂。 造成容器超压的原因主要有,风冷冷凝器风机故障;水冷冷凝器断水或水量过小;系统中不凝性气体过多;制冷剂充注量过多、制冷空调装置受到异常高温作用或接触明火等。容器超压的危害主要是容器中的制冷剂温度和压力过高而气化,压力超过容器可以承受的压力,使容器发生爆炸,引起人身和设备事故。 在小型制冷空调装置中,防止容器超压最常用的器件是易熔塞和安全膜,如图7—60所示。易熔塞是用含铋、铅、锡、镉、锑的低熔点合金制成,熔点为70?。当容器或系统内压力过高时,其温度必然上升,超过低熔点合金的熔点时,合金熔化。安全膜为一薄合金片,当容器内压力超过其破坏压力时,安全膜破裂;在这两种情况下,都是使容器中的制冷剂排出泄压,因此制冷剂只能是卤代烃。 易熔塞和安全膜是非控制型溢流件,多用于直径在259mm以下,内部净容积为20,200升的钢制压力容器上。 三、温度保护 温度保护用于装置要求较高、压缩机较精密的场合或是没有压力保护的小型制冷空调装置。 (一)压缩机排气温度保护 在氨制冷系统中,由于压缩机内部泄漏、热气旁通操作失误等原因,会使排气温度过高,造成冷冻机油碳化,严重时会使氨分解成氢和氮,产生爆炸,所以氨压缩机的排气温度必须在150?以下。在应用卤代烃的热泵系统中,也会由于蒸发温度过高而使排气温度过高,造成冷冻机油碳化,损坏压缩机并危及操作人员安全。 为了防止压缩机排气温度过高,当排气温度超过规定值时,断开压缩机电源,进行保护停机。压缩机排气温度保护所用器件是温度控制器。 (二)压缩机油温保护 压缩机油温保护有两方面的意义,一方面是防止压缩机油温过高,另一方面是防止压缩 33 陕西省电工作业考核指导书 机油温过低。 通常,压缩机内冷冻机油的温度应比环境温度高20?,40?,最高不得超过70?。造成压缩机油温过高的原因有:压缩机压缩比过大、压缩机排气温度过高、运动件装配间隙过小、压缩机内部泄漏、冷冻机油太脏或变质等。压缩机油温过高的危害主要是当油温过高时,油粘度下降,压缩机运动件摩损加剧,烧坏轴瓦、气缸、活塞等部件。压缩机油温过高保护所用器件是温度控制器,当冷冻机油的温度超过70?时,使压缩机保护停机。 造成压缩机油温过低的原因是环境温度过低或压缩机吸气温度过低。机油温过低的危害主要是油粘度过大,流动困难,严重时油会冻结,各运动件得不到润滑。小型制冷空调装置中常用全封闭活塞式卤代烃压缩机,这种压缩机停机后,冷冻机油中会溶入大量制冷剂;压缩机再次启动时,由于压力的降低,制冷剂从油中析出,会产生大量泡沫,造成吸不上油和液击。对于这两种情况,都需要进行油温过低保护。油温过低保护的措施是在曲轴箱内或曲轴箱外设电加热器,在压缩机启动前先加热油,将油温升高到35?左右,再启动压缩机。所用电加热器通常是带状柔性电加热器,温度控制器件是温度控制器。 (三)水温与水流量保护 与油温一样,水温保护也有两方面的意义,一方面是防止冷却水温过高,另一方面是防止冷媒水温过低。 造成冷却水温过高的原因是冷却水泵故障或水管路堵塞造成冷却水断流或冷却量不足、水冷却塔故障造成冷却水无法降温等。冷却水温过高的危害是冷凝温度和压力上升,尤其是冷却水断流,会造成冷凝压力急剧上升。 造成冷媒水温过低的原因是冷媒水泵故障或水管路堵塞,造成冷媒水断流,冷媒量不足冷负荷过小造成的蒸发温度过低等。冷媒水温过低的危害是冷媒水冻结,将蒸发器胀裂,尤其是冷却水断流,会在很短时间内冻坏蒸发器。 由以上分析可知,断流和流量不足是冷却水温过高和冷媒水温过低的主要原因,也是破坏性最大的因素。所以水温与水流量保护是密切相关的,防止冷却水温过高和冷媒水温过低最主要的措施是断流和流量不足保护。保护所用的器件是水流继电器,如图7,61所示。 当管内有水流动时,水推动挡水板及心轴一起向右移动,拨杆克服弹簧力逆时针转动使触点闭合,接通电路。当水流速过慢时,水的推动力不足,在弹簧的作用下,使拨杆顺时针转动,将电路断开。 在制冷空调装置中,有时会出现虽然水已经不流动,但由于管路与环境的热交换,使得虽然在冷凝器中冷却水温很高,在蒸发器中水温很低,但在测点上水温和水压仍正常,温度控制器和压力控制器不能发出正确信号。水流继电器根据水的流速进行保护,克服了上述缺点。但当管路中水流不稳定,特别是管路中有空气时,会引起水流继电器触点时通时断,导致装置不能正常工作。因此,使用水流继电器的水管路应注意排气。 由其他原因引起的冷却水温过高和冷媒水温过低,所用保护措施是温度保护,所用的器件是温度控制器。 四、电机过载保护 在制冷空调装置中,电机保护最主要的是过载保护。当电压过高、电压过低、压缩机负荷过大引起电机转速下降时,通过电机的电流都会增大很多,电机绕组发热量也增大,此时用过载保护器切断电源,避免电机烧毁。 (一)单相电机的过载保护 单相电机过载保护用的器件有碟形过载保护器和内埋式过载保护器两种,见图7—62和图7—63。 碟形过载保护器为外置过载保护器。其内部的碟形双金属片是由两种金属复合面成,内凹面是高膨胀系数金属,外凸面是低膨胀琴数金属,温度升高时,两种金属膨胀量不同,碟 34 陕西省电工作业考核指导书 形双金属片反转,由向下扣转变成为上翘。在正常情况下,碟形过载保护器触点常闭。如果电机电流过大,过载保护器内电阻丝温度升高,当温度超过过载保护器双金属片的反转温度,碟形双金属片反转,触点断开切断电源。碟形过载保护器用于全封闭压缩机的过载保护,安装时扣在压缩机外壳上,紧贴机壳,能相当灵敏的感受机壳温度,当机壳温度较高时,双金属片也会反转。因此,这种过载保护器具有过电流保护和过热保护两种功能。 内埋式过载保护器的双金属片为条形,其触点侧是高膨胀系数金属。外侧是低膨胀系数金属,温度升高时,高膨胀系数金属膨胀量较多,而低膨胀系数金属膨胀量较少,双金属片向上翘使触点断开。内埋式过载保护器安装在电机定子内部,感受电机绕组温度,温升高于断开温度时动作。因此,这种过载保护器只有过热保护功能,常用于压缩机电机和风机电机保护。 (二)三相电机的过载保护 三相电机的过载保护使用三相结构带缺相保护机构的热继电器。图7,64为国产JR16—20,3D热继电器。它由三个双金属及电热元件1、2、3,内导板4,外导板5,铰链6、7,杠杆8、拨杆9、调整杆10、推杆11、快跳触点12、调节钮13、凸轮14、复位按钮组成。 如电动机三相平衡过载,三个双金属片一起受热弯曲。通过处导板和杠杆推动快跳触点动作。此时内导板由杠杆带动,也随外导板一起移动。如果有一相断线,该相的双金属片因电热元件断电冷却,使内导板向右移动,其余两相的双金属片仍在受热弯曲,。使外导板继续向左移动,两个导板移动方向相反,通过杠杆的放大作用,将加大快跳触点的动作,起到断相保护的作用。 五、冷却水断水保护装置 若冷却水断水,易造成溶液结晶和屏蔽泵电机温升过高受损等故障。 在冷却水管道上安装断水保护器或压差控制器,如靶式流量计,当冷却水流量小于50,时,起到停机和报警作用。 六 安全阀等释压装置 安全阀和易熔塞是制冷系统中的安全保护释压装置,当系统中的压力超过规定的数值时,安全阀或易熔塞即自动开启并排出制冷剂,使系统中压力下降,达到保护制冷机、系统设备以及人身安全的作用。 一、安全阀 安全阀常见的结构为弹簧式如图9—21所示。 当阀的人口压力与出口压力差超过设计值时,阀盘被顶开。阀盘一旦离开阀座,由于它下部的受压面积突然增加,可以将阀门一下子开得很大,使工质从容器中迅速排出。 制冷系统中:氨压缩机、冷凝器、低压循环贮液桶、低压贮液器、中间冷却器等设备上均应装有安全阀。 为了便于检修和更换,要求在安全阀前设置截止阀,而且在设备。运行中该阀必须处于开启状态,并加以铅封,以免失去安全保护作用。 安全阀的开启压力设定值由保护容器的设计最高工作压力决定,而且要高于最高工作压力的1.05,1.1倍,这是因为一旦安全阀在超压时自动开启,往往不容易恢复到完全密封状态,而造成制冷剂的经常泄漏损失;另一方面也不会因为容器内压力的偶尔波动,造成误开启动作。这样,对系统的强度和气密性来说,都是安全的。 在氨制冷系统中,压缩机上的高压安全阀,其开启压力为吸排汽侧之间的压力差1.57MPa时,能自动开启,在冷凝器、贮液器等高压设备上的安全阀,当压力到1.81MPa时,应能自动开启,在中间冷却器、低压循环贮液桶、低压贮氨器等设备上的安全阀,当达到1.23MPa压力时,应能自动开启。 35 陕西省电工作业考核指导书 在使用氟利昂制冷剂的制冷设备中,由于制冷剂品种比较多,安全阀的开启压力差异也比较大。 表9—1为R12和R22制冷设备中,安全阀的开启压力表。 制冷剂名称 开启压力(MPa) 容器名称 R12 R22 1.57 1.81 冷凝器和高压贮液器 0.98 1.23 抵押贮液器、中间冷却器、 低压循环桶、排液桶 表9—1 在制冷设备上设置安全阀,最重要的一点是要求在开启时必须具有足够的排气能力。因此,安全阀应经额定排量试验合格方能出厂,排放时气流阻力尽可能小,以确保迅速排除超压部分的制冷剂。 (一)安全阀的选用原则 1(安全阀的压力等级和使用温度范围必须满足承压设备工作状况的要求,不得互相替代; 2(安全阀的材质必须满足承压设备内工质不发生腐蚀或不发生较严重腐蚀的要求,不同的工质应选用不同的安全阀。 工作压力不高、温度较高的承压容器一般选用杠杆式安全阀,高压容器大多选用弹簧式安全阀。 (二)在安全阀的安装及运行中,应注意以下几项: 1(直接相连,垂直安装 安全阀应与承压设备直接相连,除在安全阀与承压设备之间加一常开截止阀外,不得加任何其它设施。安全阀应装在设备的最高位置,而且要垂直于地面。 2(保持畅通,稳固可靠 为了减少安全阀排放时的阻力,使全量排放时设备超压值尽可能小些,其进口、中间截止阀和排放管等在安装时,应保持通畅,安全阀与承压设备间的连接短管的流通截面积,装上的截止阀以及安全阀的排放管的流通面积都不得小于安全阀的流通截面积。若数个安全阀装在一根与承压设备本体相连的管道上,则管道的流通截面积应不小于所有安全阀流通截面积总和的1.25倍。排放管原则上应一阀一根,要求直而短,尽量避免弯曲,并禁止在排放管上装任何阀门。排放管应有可靠的支承和固定措施,防止大风刮倒或安全阀动作时的晃动。 3(防止腐蚀,安全排放 若安全阀排放管内产生积累凝液或受雨水侵入时,应在排放管底部装上泄液管,以防积液时对安全阀和排放管的腐蚀。泄液管应接至安全的地方,并应有防止冬季冻结的措施,同时禁止在泄液管上装任何阀门。 4(一旦起跳,立即检验 安全阀应每年由法定检验部门校验一次并铅封。无论是由于打压还是运行中引起的安全阀起跳,每开启一次也须经法定检验部门校验。不允许操作者随意拆卸或调整螺栓以消除泄漏。这也是安全阀必须铅封的主要原因之一。 二、易熔塞 3采用不可燃的制冷剂(如氟利昂)时,对于小容量的制冷系统,即不满1m或直径在152mm以下的压力容器,可采用易熔塞来代替安全阀。 易熔塞除了作为压力容器的高压保护装置外,还可以防止因外部火灾而出现的爆炸事故。因为易熔塞的熔点在70?左右,遇高温而熔化,易熔塞如图9—22所示。 易熔塞一般为黄铜制品,中心钻有一上小下大的小孔,在小孔中浇灌了易熔合金。易熔 36 陕西省电工作业考核指导书 合金为铅(Pb)、锡(Sn)、铋(Bi)等合金制成,合金配方见表9—2。 易熔塞在安装时,也应安装在容器顶部,系统定压时,要仔细检查,以防易熔合金与黄铜之间有渗漏。一旦发现有漏,应立即更换。 表9—2 成分 铋(Bi) 铅(Pb) 锡(Sn) 镉(Cd) 锑(Sb) % % % % % 50 25.7 13.3 10 1 熔点70? 2.7制冷与空调作业事故(制冷剂大量泄漏、燃烧、爆炸、冻伤、窒息)发生的原因、预防与处理办法 一、制冷与空调作业事故原因 制冷与空调作业发生的事故,其原因主要与以下因素有关:(1)制冷系统的压力;(2)制冷系统的温度;(3)制冷剂的理化性质;(4)违章操作。 (一)由于制冷系统超压而引起的危险 1(冷凝压力超高 冷凝压力超高是制冷空调系统压力超高的主要原因之一,设备超压直接威胁制冷设备的安全运行。制冷设备冷凝压力超高的主要原因是冷凝效果严重下降。 (1)制冷空调系统循环冷却水系统若出现以下故障将会导致冷凝压力超高。 ?冷却水泵出现故障,导致冷却水水流不足或中断。 ?冷却塔风机故障,如风扇电机皮带折断或松动导致风机转速减慢;水分布器水眼堵塞,导致水流喷淋分布不均匀而造成冷却塔换热效果不好,冷凝器冷却水进口温度过高。 ?冷却水进出管道阀门或过滤器堵塞,导致水流不足或中断。 ?冷却水管道内有空气,水泵出水压力不稳定。 ?冷凝器冷却水管道结垢,导致冷凝器换热效率下降,如铜的导热系数为302—395W(m?K),而水垢的导热系数仅为0.7,2.3w(m?K)。由此可见,若冷却水管壁结垢将导致冷凝器换热效率大大降低。 (2)冷凝器有空气等不凝性气体,制冷空调系统在检修过程中由于抽空不彻底,系统会残留少量空气,另外在充制冷剂或加油过程中因操作不当,也会带入少量空气,这些空气聚集在冷凝器中,占据冷凝器的气体空间,造成冷凝压力升高。 (3)冷凝器中制冷剂液体过多,过多的制冷剂液体覆盖传热管,减少制冷剂气体与冷却水管的换热面积,导致冷凝效果降低,制冷剂的气体不能很好的冷凝成液体,而使制冷剂气体压力超高。 (4)冷凝器中润滑油积聚,也会降低热交换效率,导致冷凝器冷凝压力上升,产生超压危险。 2(制冷系统饱和蒸气压力增大 由于不正常的外部热量的干扰,引起制冷系统饱和蒸气压力增大,如用热氨或水对低温蒸发系统溶霜或在高温环境下停机以及周围环境起火肘,均会引起制冷系统内饱和压力增高,产生超压危险。 37 陕西省电工作业考核指导书 3(液体制冷剂充满封闭空间所产生的危险 充满制冷剂液体的管道和容器,因环境温度升高而引起制冷剂体积急剧膨胀,压力骤升。因此,将充满液体制冷剂管道两端的阀门关闭,或在容器和钢瓶中超量充装液体制冷剂都是非常危险的。一旦环境温度过高,如夏季阳光暴晒、起火等原因,容器或管道内的液体制冷剂因吸收外界热量,体积会急剧的膨胀,压力骤升。特别是满液状态下的制冷剂,温度升高1?,其系统及容器内的压力升高约1.5 MPa,若压力超过其设备强度会产生爆炸或爆裂,通常称为液爆。一般在制冷系统液爆时,大多发生在阀门处,事故的后果是很严重的。 制冷系统运行中,可能发生液爆的部位应特别注意,这些部位有: (1)冷凝器与储液器之间的管道; (2)高压储液器至膨胀阀之间的管道; (3)两端有截止阀门的液体管道; (4)高压设备的液位计; (5)在氨容器之间的液体平衡管; (6)液体分配站; (7)汽液分离器出口阀至蒸发器(或排管)间的管路; (8)循环储液器出口阀至氨泵吸人端的管路; (9)氨泵供液管路; (10)容器至紧急泄氨器之间的液体管路等。 这些部位均有可能造成液封的管道。在制冷系统运行中,曾发生多起液爆事故,应引起 -33足够的重视。下面分析一个氨瓶爆炸的事故案例。氨瓶的容量为66.5L(66.5×10m),充装 512?的液氨41kg,此时钢瓶内的压力是5.59×10pa,可是在室温30?时发生了爆炸,当时 -3-33钢瓶的压力是多少呢?首先,从液体比容分析,比容为66.5×10,4(1=L 62×10m,kg,由氨的热力性质表查知,在15.5?时钢瓶已达到满液状态。实际瓶内氨液的温度从满液状态算起又升高30,15(5=14.5?,因此,瓶内压力随温度的增高而急剧地变化。对充满液体制 5冷剂的钢瓶,温度升高1?,相应的压力增加值见表8,1,为17.15×10Pa,可见,瓶内的压力增加值AP为 55 ?P=17.15×10×14.5,248.7×10Pa 5但是,氨瓶的设计压力为29.4×10pa,按原国家劳动总局气瓶安全监察规程中的规定, 5其安全系数是设计压力的3.5倍,则氨瓶的破坏应力应为102.9×10Pa。在30?时该氨瓶内的压力已超过破坏力的两倍之多,所以,发生了爆炸事故。 经试验证明,充满液氨的钢瓶,放在日光照射的场地上,半个小时就能爆炸,爆炸率是百分之百。 5表8,1 充满氨液的容器,温升1?的压力增加值10Pa 0 10 15 20 25 30 35 40 45 温度? 18 17.4 17.15 16.85 16.56 16.3 15.88 15.49 14.4 压力增加值 4(起火时制冷系统的超压危险 制冷空调系统周围环境或机房起火是十分危险的,而相当多的制冷空调机房,即使是在制冷空调系统停止运行时,因为制冷剂尚在制冷系统里,起火时的温度会导致系统内的液体制冷剂急剧膨胀,压力骤升,造成超压爆炸和制冷剂大量泄漏的危险。另外,许多设置在地下室的制冷空调系统设备,其容器上的安全阀的排放口设在室内,一旦设备超压,安全阀大量释放制冷剂,会对现场作业人员造成窒息中毒的危险。 (二)直接由温度引起的危险 38 陕西省电工作业考核指导书 1(金属在低温下的脆性破坏 制冷设备在低温的情况下应有足够的韧性,否则会因脆性破坏导致事故的发生。如某单位制冷系统冷冻间,在用热氨溶霜时发生漏氨事故,当时热氨溶霜的热氨压力为0.6—0.8MPa,溶霜2—3分钟,即发现库内严重漏氨,此时人已不能入内。戴氧气呼吸器也无法进入。只能停止供液,加强压缩机吸气,并采用串联多级强力鼓风机排风8,10小时后,勉强进入库内检测和寻找原因。在排除供液管和回气管道无泄漏后,在冷风机的回气集管和翅片连接处有裂纹,即泄漏点。经事故分析,冷冻间冷风机长期处于-23?,相对湿度在95,的环境条件下工作。受热氨冲击,在温差近百度的条件下,金属材质承受不了内应力约300余次的冷热变化,引起开裂。因此,在低温条件下,冷风机应采用耐腐蚀耐低温和潮湿的低温钢材,并具备足够的韧性,让钢材脆性转变温度低于冷风机的工作温度,防止材质脆性破坏。 2(在封闭空间里栽冷剂(水、盐水等)的冻结 在制冷空调系统运行中,载冷剂的冻结是常见事故,如冷水机组冷媒水(也称冷冻水)因水流不足或中断时,导致蒸发器内冷冻水温急剧下降至零度以下,冷冻水管路结冰即冻结,造成水管冻裂的设备事故。氨制冷系统用盐水作为载冷剂时,因盐水浓度配比不当,温度过低发生冻结,此时,若解冻方法不当,还会造成制冷设 备破裂,制冷剂泄漏导致人员中毒事故。如某单位盐水制冷机组发 生了盐水系统冻结,操作人员用蒸汽加热解冻,结果导致氨管破裂,造成氨泄漏,在场的作业人员急性氨中毒。 3(热应力产生的危险 制冷系统在运行操作过程中由于温度的变化,会产生热应力的影响,系统温度的突然变化,会使受热器件产生较大的热胀冷缩。特别是设备在低温状态下,遇到温度的突然升高,如热氨溶霜作业等,加之设备材质和安装的质量等问题往往使设备承受不了如此大的温差变化,故在设备的薄弱环节如接口或焊接部位等处发生破裂,造成制冷剂的泄漏事故。 4(设备下面地基冻胀而损坏建筑 在制冷系统中,因低温设备的温度较低,会将冷量传给地基造成地基结冻而膨胀变形,如此反复,必定影响建筑物。在冷库建设中,因为没有做好地面的防冻处理,导致冷库内的水分渗入地面,因低温造成地面结冻而膨胀隆起,使建筑的结构强度受到影响。 5(低温对人的伤害 作业人员在低温环境下工作,所处的条件与其他工作的环境太不相同。尤其在冷库冻结间及冷藏间里工作就更为艰苦。在低温下工作,人的动作不灵活,往往会感到手指和脚趾麻木,不穿防寒衣服,身体就会散失大量的热量,从而降低和减缓新陈代谢的速率,使热量的损失和热量的产生更不平衡,进一步影响人体正常的新陈代谢,引起人体自身的御寒体系紊乱。 (三)制冷剂的危害 1(制冷剂对人生理的影响 目前,制冷与空调设备使用的制冷剂品种已达70至80种,绝大部分用于化工低温和特殊场合,用于食品冷冻和空调制冷的仅卡多种。常用的制冷剂对人类的危害大致分为以下二个方面,首先是对人身和设备的直接危害,其次是对环境的破坏。间接的危害人类。直接危害表现在制冷剂自身所具有的毒性、燃烧爆炸性和对材料的腐蚀性。对环境的破坏表现在使大气臭氧量急剧减小,地球温室效应增加。常用制冷剂的燃烧爆炸性见表8—2。 制冷剂对人生理上的影响,较为重要的有中毒、窒息和冷灼伤。引起人中毒的制冷剂有氨和二氧化硫,引起窒息的制冷剂有氟利昂类,所有的制冷剂都会引起冷灼伤。 制冷剂的毒性分为6级,1级毒性最大,6级最小。每一级之间还分等级,以a、b表示, 39 陕西省电工作业考核指导书 a级的毒性比b级大。二氧化硫为1级,它是一种早期使用的制冷剂,目前很少使用。氨为2级,当空气中氨的浓度在0.5,,1,时,人在此环境中停留30min就会患重症或死亡。 制冷剂毒性大小比较见表8—3,按其对人体毒性大小进行排列。 空气中氨的含量对人体生理影响见表8—4。 为了防止制冷剂对人体的伤害,应该使机房内空气中的制冷剂的含量不要超过允许的限 33度,这一限度大致如下:氨0.29,m,碳氢化合物30,40g,m,各种氟利昂100,700g,3m。 表8—2。 制冷制冷剂 化学名称 可燃性 实用极限值 剂 成分 燃点 爆炸范围的空气中的浓种类 度 % 下限(容积上限(容积g, 3m 百分比%) 百分比%) (容 积) R11 10 570 二氟三氯甲烷 R12 10 500 二氟二氯甲烷 R13 10 440 三氟一氯甲烷 R13B1 10 610 三氟一溴甲烷 R21 25 100 一氟二氯甲烷 R22 10 360 二氟一氯甲烷 R113 2.5 185 一 二氟三氯乙烷 —— R114 10 720 四氟儿氯乙烷 R115 10 640 五氟一氯乙烷 RC318 10 80000 八氟环丁烷 R500 10 410 —— R502 10 460 —— R744 5 95 二氧化碳 R717 630 15 28 30 氨 —— R30 二氯甲烷 —— —— —— —— —— R40 625 7.1 18.5 4 90 氯甲烷 R611 456 4.5 20 22 58.8 二 甲酸甲酯 R764 二氧化硫 —— —— —— —— —— R160 510 3.6 14.8 1.8 51.8 氯乙烷 R1130 458 6.2 16 2.8 122 二氯乙烯 R170 515 3.0 15.5 1.6 21.45 乙烷 R290 470 2.1 9.5 1.2 23.65 丙烷 R600 365 1.5 8.5 0.9 23.35 丁烷 R600a 460 1.8 9.5 0.9 23.35 三 异丁烷 R1150 425 2.7 34 1.4 17.5 乙烯 40 陕西省电工作业考核指导书 2(氨的危害 (1)氨中毒的原因分析 氨中毒主要为急性中毒事故,制冷系统设备突然的破裂导致氨大量泄漏是致人中毒的主要原因。制冷设备发生破裂的原因,除了由于系统及环境温度升高导致的液爆造成氨的泄漏等原因外,还与以下原因有关: ?振动破坏。由于制冷系统安装、焊接质量较差,采用劣质材料等原因,引起制冷系统运转过程中产生较大的振动,长期振动产生振动疲劳,导致设备强度下降,造成设备薄弱环节的破裂,造成氨泄漏。如某单位低压循环桶出液管在运行中突然断裂,造成大量氨液泄漏事故。其原因是循环桶出液管与氨泵连接时,管道受力,氨泵运转时产生震动,导致焊口断裂。 ?充氨作业由于胶管质量问题、老化,或管接头管卡不牢造成脱落、破裂导致的氨泄漏。 ?在对制冷系统进行修理前,对修理部位降压抽空不彻底,造成带压拆卸系统设备、部件等导致氨泄漏。 ?阀门阀盖与阀体之间密封不严,操作失误造成泄漏。 ?压缩机液击产生的设备破裂。 (2)急性氨中毒 氨是具有特殊臭味的刺激性气体,常温常压下为气体,氨通过呼吸道和皮肤侵入人体。氨易溶于水,常作用于眼结膜、上呼吸道及其他暴露于空气中的粘膜组织,附着粘膜后,成为碱性物质,对粘膜产生强烈的刺激作用。氨气被吸人人体后,当即出现咳呛不止,憋气、气急、流泪、怕光、咽痛等病症。如吸入氨气浓度很高时,还可出现口唇、指甲青紫等缺养症状,伴有头晕、恶心、呕吐、呼吸困难等。有的病人咽部水肿,甚至出现肺炎和肺水肿。皮肤的毛囊的皮脂腺均能吸收氨,吸收氨后使人感到烧灼感。中毒后所产生的肺水肿,简单地说,就像被水淹溺的一样,肺泡中充满了呛进的水,但是与淹溺不同的是,其液体是出自受到刺激的肺泡本身渗出的。肺泡中充满了液体。不能进行正常的气体交换,这样就出现了很多严重的病状,如憋气、呼吸困难、咯血等。 典型肺水肿的表现可分为四期: 刺激期:吸入氨气后,即出现呛咳、胸闷、胸痛、气急、有痰、头晕、恶心、呕吐等,持续时间短。 潜伏期:病状减轻或暂时消失,但实际上病情却已继续恶化,此期间为30min至48h之间。 肺水肿期:潜伏期后,病情又突然加重,剧咳、呼吸困难,烦躁吐粉红色泡沫痰,出现紫绀、面色青灰。医生检查两肺布满湿性罗音,x射线胸片检查,两肺可有片状大小不等的云絮状阴影。如抢救不及时,可造成死亡。此期间可持续1,3天。 恢复期:经积极治疗后,病状逐渐减轻,1,2周即可痊愈。少数重症病人,可伴发休克昏迷或后遗心肌损害等。 (3)慢性氨中毒 慢性氨中毒常引起慢性气管炎、肺气肿等呼吸系统疾病。 (4)化学烧伤 氨属生碱性物质,当碱性物质与肌体蛋白结合后,形成可溶性碱性蛋白,并溶解脂肪组织,随着碱性物质不断地渗入深部组织,其创面不断加深。烧伤的程度分为烧伤的面积和深度。 ? 伤面积 烧伤面积的大小,可用手掌法来估计,即以伤员自己的手掌,五指并拢后所示面积为人体表面积的1,,手指分开则为1.25,。这样就可估计小面积的烧伤面积。 ?烧伤深度 41 陕西省电工作业考核指导书 烧伤的深度通常按三度区分法来判断。I度:外观有红斑,皮肤发红,无水泡,有痛感。浅?度:有小水泡,透过水泡壁可见泡内淡黄色的液体。如水泡破后,创面一片潮红,感觉很痛。深?度:可有或无水泡,有水泡时水泡壁比较厚,水泡破后可见针头大小的红点,疼痛较I度和浅?度轻。?度:皮肤失去弹性,似皮革样有韧性,2,3天后复有痂皮,并可见粗大的树枝状条纹,不感觉疼痛。 (5)化学冻伤 氨液如果溅到人体上,将吸收人体表面的热量汽化,热量失去过多则造成肢体的冻伤。化学冻伤同时伴有化学烧伤。化学冻伤的症状是先有寒冷感和针刺样疼痛,皮肤苍白,继之逐渐出现麻木或丧失知觉,肿胀一般不明显,而在复温后才会迅速出现。 化学冻伤分为三度: I度损伤在表皮。受冻部位皮肤肿胀、充血,自觉热痒或灼痛,数日后上述感觉消失。愈合后除表皮脱落外,不留疤痕。 ?度损伤达到真皮,除上述症状外,红肿更加明显,伴有水泡,水泡内有淡黄色液体,有时为血性液体。 ?度损伤达全层皮肤,严重者可深至脂肪肌肉骨骼甚至整个肢体的坏死。 3(氟利昂制冷剂的危害 (1)氟利昂制冷剂的窒息性 窒息可分为突然窒息和逐渐窒息两类。突然窒息是指在空气中制冷剂含量很高,操作人员立即失去知觉,好像头部受到打击一样而跌倒,可能在几分钟内死亡。这种窒息发生在设备检修中不按照安全技术规程进行操作的情况下;另一类是逐渐窒息,主要是由于制冷剂泄漏,使空气中的氧气含量逐渐降低,而使人慢慢的发生窒息。这种情况通常很容易被人们所忽视,因此对人造成伤害的可能性就更大。要避免逐渐窒息对人员的危害,必先了解窒息对人体生理的影响。 当空气中的氧气含量降低到14,(体积比)时,出现早期缺氧症状。即呼吸量增大,脉搏加快。注意力和思维能力明显减弱,肌肉的运动功能失调。当空气的氧气含量降到10,时,仍有知觉,但判断功能出现障碍,很快出现肌肉疲劳,极易引起激动和暴燥。当空气中氧含量降到6,时,出现恶心和呕吐,肌肉失去运动能力,发生腿软,不能站立,直至不能行走和爬行,这一明显症状往往是第一个也是唯一的警告,然而一经发现为时已晚,严重者窒息已经发生。这种程度的窒息即使经过抢救可能苏醒,也会造成永久性的脑损伤。 氟利昂制冷剂的窒息属于单纯性窒息。它的比重比空气大,氟利昂气体在空气中的含量增加,会造成氧含量相应降低。当氟利昂制冷剂气体在空气中的浓度百分比达到30,以上时,会使人呼吸困难,甚至窒息死亡。 氟利昂制冷剂与80?以上火焰接触时会产生卤代烃气体和微量的有毒气体如光气及一氧化碳等气体。 (2)化学冻伤 氟利昂制冷剂属于微毒性,因此当液体制冷剂溅到人体肌肤上时,会产生化学冻伤但不伴有化学烧伤。 (3)物理爆炸 氟利昂制冷剂属于低压液化气体,在装瓶运输储存和制冷系统调节不当,或密闭容器中满液状态时,在遇到温度上升时会产生爆炸。 二、预防与处理规程: 制冷空调作业伤亡事故大部分发生在设备运行过程中,因此,搞好制冷空调设备运行安全管理十分重要。企业应建立健全保障制冷空调设备安全运行的各项安全管理制度,具体管理制度原则要求简介如下。 42 陕西省电工作业考核指导书 一、企业应建立有关制冷空调运行与维护作业等各级岗位安全责任制。 二、交接班制度 它是一项使上下班之间衔接生产,交待责任,互相检查,保证安全生产连续进行的一项重要制度,它所规定的交接事项一般有:完成任务的情况、质量情况、设备情况;工具、用具、各种仪器仪表安全装置情况,以及安全生产及预防措施;为下一班生产所进行的准备情况;上级指示和注意事项等情况。可简述为: 1(交接班值班人员应按规定时间进行交接班。交接班人员必须提前15分钟到现场做好交接班准备工作。交接人员应办理交接手续签字后方可离开。 2(交班时系统运转记录必须完整。设备、环境卫生良好,交班班长应向接班班长介绍运转情况和注意问题,设备检修、改进等工作情况及结果;当值已完成和未完成的工作及有关措施。交接班人员应分别到各环节进行详细交接。 3(遇事故处理时,不得进行交接班。应由交班人员负责处理,接班人员可在站(库)长指挥下协助工作。 4(接班人员应认真查看各项记录,巡视检查设备及各部安全装置,仪表安全运行状况是否正常,了解上班设备异常及事故处理情况;核对防护用品、安全用具等是否齐全;检查工作现场环境、清整等状况。 三、巡回检查制度 巡回检查制度是对所控设备的要害部位进行检查的制度。即根据安全生产和工艺流程特点,确定检查点,规定检查内容和要求,选用最科学的检查路线和顺序实行定时、定点对生产的重要部位进行全面检查,掌握情况、记录资料、发现问题、排除隐患,这是确保制冷空调作业安全生产的一项重要制度。可简述为: 1(正常巡视除交接班巡视外,应定时进行巡视。 2(对新设备投入运行后,以及设备异常、试验、检修、事故处理后,应适当增加巡视次数。 3(值班巡视人员巡视检查中必须遵守安全操作规程,确保人身安全。 4(巡视检查中遇有严重威胁人身和设备安全情况,应进行紧急处理,并立即报告主管领导。 四、压力容器及安全装置、仪表定期检测制度 按照原劳动部《压力容器安全技术监察规程》规定“压力容器使用单位,必须认真安排压力容器定期检验工作,并将压力容器年度检验计划报主管部门和当地锅炉压力容器安全监察机构”。 1.企业使用单位,编制检验计划,每年至少一次配合专业检验人员进行在运行压力容器外部检测。 2(压力容器停机时检验,期限分为: 安全状况为1,3级的,每隔6年至少一次; 安全状况为3,4级的,每隔3年至少一次; 3(在运行压力。器的安全阀,一般每年至少由专业检测部门校检一次。每开启一次必须重新校验。 4(制冷空调系统的压力(压差)控制器、温度显示控制器、液位控制器、流量控制器、安全报警装置等每年至少由企业或专业检测部门校验一次。并做好校验记录。 5(压力表必须与压力容器的介质相适应,每年须经专业检测部门校验一次。 五、防护用品与安全用具管理制度 在制冷空调作业中,企业必须根据制冷空调系统的特点及制冷剂的危害特性配置一定数量的安全防护用品和必要的安全用具,以保证作业人员在运行操作和(检)抢修过程中的安全 43 陕西省电工作业考核指导书 与健康。但是,一些企业对,防护用品与安全用具在安全生产中的重要性认识不足,配置不全或疏于管理的现象较为普遍。使防护用品和安全用具不能有效地发挥作用。因此,必须制定并认真执行安全防护用品与用具的管理制度。其内容可简述如下: 1(防护用品、安全用具可根据情况设兼职保管员并由制冷站(机房)负责人负责。 2(防毒面具等防护用品及治疗药品应存放便于使用的固定地点的箱柜中,并设专人保管,禁止用于其它用途。 3(防护用品、安全用具须按照规程规定定期检验,并有检验记录。对不合格的应予以报废,补足新用品(具)置于原处存放。 4(防护用品、安全用具使用后应送回原处存放,不得随意搁置。 5(企业应组织制冷作业人员学习防护用品与安全用具的使用要求,并进行必要的使用演练,使作业人员熟练正确地掌握使用功能。 六、建立制冷空调作业档案制度 制冷空调设备成套文件是在购置或制造设备这一环节中形成的,反映设备结构、外貌及使用的全部文件。购置制冷空调设备,必然同时购进一套随设备装箱的文件。这套文件是设备制造厂为方便用户对设备的安装、使用和维修而编制的。由于这套文件只供安装、使用、维修,不供制造使用,所以不会有全套制造图。一般有使用说明书和维护保养说明书,有关系统图,如电气、液压、传动等系统图,易损零件加工图等。如果需要安装后才能使用,还要有安装图或说明书,由于设备的繁简程度不一,设备制造厂的经营方针不同,设备文件没有千篇一律的成套范围,检查这类设备成套完整与否,主要以设备装箱单中所附的装箱文件目录为依据,同时还要注意国家有关特殊要求,如压力容器的出厂文件应符合国家有关 安全监察的规定。 设备档案以正式使用时间为界限,可分前期档案与后期档案。前期档案是指制冷设备的设计资料,产品合格证,安装、调试中的各种数据、报告,是设备正式使用前形成的档案。后期档案是指使用、维修过程中产生的新的文件,如设备使用维护记录,设备及安全装置、仪表等的检验记录等。应补充到相关的设备档案中去,设备更新以及各种设备事故可与其并列人设备档案之中,作为永久保存。 七、制冷空调作业人员安全培训管理制度 制冷与空调作业是国家确定的特种作业,其作业类别涉及到制冷空调机组设备的安装、使用和修理作业的操作人员。保障制冷空调系统安全运行,空调作业人员的安全技术水平是重要的因素。因此,必须加强对制冷空调作业人员的安全操作技术的培训,提高作业人员的安全操作水平J并要求,凡从事制冷空调作业操作、安装和修理人员,必须进行专门的安全技术培训、考核,取得安全生产监督部门签发的操作许可证后,持证上岗,无证不得独立操作。 国家经贸委1999年13号令关于《特种作业人员考核管理办法》中对特种作业人员的培训、考核发证及管理作出了具体规定要求。 因此,企业应依据国家有关特种作业人员的培训管理专项要求,建立制冷空调作业人员培训考核管理制度,内容应包括: 1(制冷与空调作业人员应进行专门培训考核,持证上岗,无制冷空调作业操作证者,不得独立上岗。 2(企业应定期组织对制冷空调作业人员的安全培训,以提高作业人员的安全意识和安全技术操作水平,遵章守纪,保证安全生产,并做好培训考核记录。 3(企业应建立制冷空调作业人员的培训管理档案。 八、制冷空调维修管理制度 制冷空调系统维护和修理工作,对设备可靠,安全运行,延长使用寿命是十分重要的, 44 陕西省电工作业考核指导书 企业应针对制冷空调装置系统的运行工艺特点制定完善的维护检修制度,使维护保养修理工作形成制度化。制冷空调设备的维护保养工作包括两种,一种是预防性维护保养,即为使机组保持良好安全的运行状态而进行的定期检查和保养,另一种是检修。检修分为故障检修和定期检修两种,故障检修是在设备发生故障后,根据情况加以检修。定期检修是根据设备腐蚀损坏的情况定期检查和修理。制度中有关原则要求可简述为: 1(制定维护和检修计划,确定大中小修时间,明确维护保养检修内容。 2(建立维修保养记录制度,制定相应的记录表格;将维修过程存在的问题,维修的方法、质量及结果等进行记录,做好维护修理工作记录。 3(制定维护修理作业安全操作规程与管理制度,加强作业过程的安全监护管理。对有可能发生危险的维修作业,如对压力容器管道及有毒、易燃介质的设备系统进行拆卸、动火焊接等作业前,要进行安全审批,以保证作业安全。 4(加强对制冷空调安全装置及安全附件定期维护和保养,安全阀和压力(差)控制器,温度显示控制装置,液位显示控制装置,断水保护器等应定期检查校验,制定检查校验方法。保障制冷空调安全装置的正常可靠。 5(制定设备维护与检修作业的工艺质量标准。 九、制冷空调系统水质管理制度 制冷空调系统主要采用循环水系统进行冷却或输送冷量,循环水起着冷热交换的作用,在制冷空调装置使用过程中,因水质问题导致设备结垢,腐蚀,污物堵塞,致使制冷空调系统运行过程中制冷量下降,运转压力过高及能耗提高,运行工况恶化,影响着制冷空调系统的正常与安全运行。因此,加强制冷空调系统循环水的管理是机房运行安全管理的重要内容。应建立循环水质管理制度,其原则要求可简述为: 1(应定期检验冷却水和冷冻水的水质情况,如水中钙、镁离子浓度、pH值及电导率。 2(定期向水中添加适量化学药剂,使冷却水和冷冻水的离子浓度保持相应平衡。 3(机组运行前应对冷水系统和冷却水系统进行清洗,季节停机前,应把冷冻水和冷却水全都放净,打开换热器水盖检查管板及传热管的表面积泥、结垢以及腐蚀情况,如发现结垢等情况应进行清除,以保证热交换质量。 检修期内应对冷却水用蓄水池进行清洗,并对水循环过程中产生的杂物进行彻底的清除以保证循环水管路的畅通。 4(严格管理循环水管路,防止跑冒滴漏,发现隐患及时排除。注意节约用水。 十、制冷空调作业事故紧急预案制度 制冷系统在运行过程中由于种种原因可能导致爆炸及制冷剂的泄漏等事故,危及设备及人员安全,针对出现的事故采取及时有效的处理能够避免事故的扩大,防止灾难性事故的发生,减少国家财产和人员伤亡损失。制冷空调作业发生的事故,往往是由于现场操作人员缺乏经验,出现问题则手忙脚乱,使本来可以避免的事故扩大,导致重大的人员伤亡和设备损坏事故。因此,为防患于未然,企业应建立事故预案制度。针对制冷空调作业可能发生的事故,预先制定防范和紧急抢险措施,做到心中有数。并定期进行事故预防演练,使操作人员能够掌握事故紧急处理方法,在发生事故时才能够沉着不慌,妥善处理。对氨制冷系统的事故预案包括:氨机房突然断电的处理,油氨分离器出气管路爆裂的处理,氨机房火险处理,储液器液位计玻璃管破裂的处理,制冷系统漏氨事故及作业人员急性中毒的处理等。 其它如空调冷水机组蒸发器冷媒水管冻结事故的处理,氟利昂制冷剂的窒息中毒及溴化锂吸收式制冷机组的结晶事故的处理等都应建立相应的事故预案。 十一、制冷空调作业安全操作规程 由于制冷空调装置运行过程中的复杂性及工艺过程的危险性,因此在制冷空调作业操作 45 陕西省电工作业考核指导书 过程中,因操作失误等原因,有可能发生人身伤亡事故,如制冷剂的泄漏、爆炸及机械伤害等。从制冷系统发生的爆炸、泄漏的重大事故的原因分析来看,大部分是由于违章操作或无章操作造成的。因此制定完善的安全操作规程并认真执行是制冷空调装置安全运行,防止发生事故,保证制冷空调作业安全的重要保证。安全操作规程可规范操作者的安全操作程序、步骤和方法,保证操作过程中的安全。 企业制定安全操作规程应认真贯彻落实国家有关制冷空调安全技术规程及标准,并将这些规范和标准要求纳入本单位的操作规程中,还要考虑到本单位、本系统制冷空调作业的安全实践和制冷空调装置的工艺运行操作特点。 制冷空调作业安全操作规程主要包括: 制冷空调装置机组的开机准备,开、停机安全操作;加油安全操作;制冷系统放油安全操作;制冷空调系统放空气安全操作;制冷剂充注和回收安全操作;辅助设备如水:泵等安全操作与检修安全操作等。 2.8常见系统故障(压缩机及系统的超压、超温、制冷剂泄露、断电、断水、液击及异常声音等)发生的原因、判断与排除办法 一 吸收式制冷机组故障处理主要故障分析 (一)报警指示灯亮或电铃晌 1(“循环故障”指示灯亮,电铃响 报警原因主要有:高区发生器出口浓溶液温度超过165?;高压发生器出口浓液压力超过0.02MPa;低压发生器出口浓溶液温度超过95?;稀溶液出口温度低于25?。 引起故障的原因有:蒸汽压力太高;机组内有空气;冷却水量不足,进口温度太高或传热管结垢;蒸发器中冷剂水被溴化锂污染;高压发生器稀溶液循环量太小;低压发生器稀溶液循环量太小;冷却水进口温度太低;溶液热交换器结晶;高压发生器传热管破裂;低压发生器传热管破裂。 2(“缺冷水”指示灯亮,电铃响 冷水泵停止;冷水量太少,压差继电器因压差小于0.02MPa而动作,引起的原因主要有:冷水泵损坏或电源中断;冷水过滤器堵塞。 3(“冷却水断”指示灯亮,电铃响 冷却水中断是由于水泵损坏或电源中断后冷却水过滤器阻塞所引起。 4(“蒸发器低温”指示灯亮,电铃响 由于制冷大于用冷量或冷水出口温度太低,使蒸发器中冷剂水温低于2?。 5(机组内有空气 其现象主要有:机组停车时,机内压力超过在环境温度下时对应的液浓度的饱和蒸汽压和机组运行时冷凝器压力超过对应冷凝温度的饱和蒸汽压,蒸发器压力超过对应蒸发温度的饱和蒸汽压和在运行中,液气分离器的视镜里集聚的空气量不断增加;吸收器液位下降,蒸发器液位上升,并发生溢水现象;机组制冷量降低。 原因有两个方面。一是空气漏人机内,如阀门漏气、法兰漏气、管接头或焊缝在热应力作用下漏气、取样或加溶液时漏人空气、检修时漏气、长期慢性泄漏。二是抽气系统有故障,如真空泵不正常、真空泵油长期未更换、吸收器液位太高、抽气隔膜阀膜片损坏。 6(机组内溴化锂溶液结晶 (1)启动时溴化锂溶液结晶 46 陕西省电工作业考核指导书 机内有空气;抽气不良;冷却水温度太低。 (2)运转时溴化锂溶液结晶 蒸汽压力太高;冷却水量不足;冷却水使热管结垢;机内有空气;冷剂泵或溶液泵不正常;稀溶液循环量太少;喷淋管喷嘴严重堵塞;冷水温度过低;高负荷运转中突然停电;安全保护装置发生故障。 (3)停车中溴化锂溶液结晶 溶液稀释时间太短;稀释时冷剂水泵停下来;稀释时冷水泵和冷却水泵停下来;停车后蒸汽阀未全关闭;稀释时外界无负荷。 (4)抽气装置启动,但无法保持机内的真空 机组有泄漏点;真空泵有故障或性能差;各阀门没有正确地开闭。 7(蒸发器冻结 冷水出口温度过低;冷水量过小;安全保护装置发生故障。 8(冷剂水被溴化锂溶液污染 稀释溶液液量过大;启动时高压发生器和低压发生器负荷过大;冷却水温度过低,冷凝压力过低。 (二)消除故障的方法 1(机组漏气的排除 将蒸发器上部测压阀与0—0.6MPa的压力表相连,或与2米长的水银压差计相接。冷凝器顶部测压阀与氮气瓶减压阀相连。充入氮气至机内,使压力大于0.16MPa(表压),然后用发泡剂(如肥皂水)检查法兰、接头等可能引起泄漏的部位。若不能肯定泄漏点,可拆下机组两端的水盖,检查管板胀接管接头有否泄漏。根据泄漏情况进行相应修理后,按上述方法复查,直到不漏为止。然后将机组上通往大气的阀门打开,放掉机组内大于大气压的氮气。将蒸发器测压阀与U形管水银压差计相接,打开冷凝器和蒸发器抽气阀门。启动真空泵进行抽气,直到机内压力达到环境温度下,相对应的溶液浓度的饱和压力。之后,启动机组,使之正常运行,让吸收器中的液位低于抽气管组的位置,在此状态下继续利用真空泵抽气。关闭冷凝器和蒸发器抽气阀,检查液气分离视镜,直至视镜集聚的气体不再增加为止。关闭抽气阀并停止真空泵,最后停机。 2(熔晶 机组在运行中结晶,往往发生在溶液热交换器浓溶液侧,如果结晶不严重,可通过溶液经自动熔晶旁道到吸收器去,即自行解除结晶,如果结晶严重,就需用下述方法熔晶。 首先,停止凉风塔风机,调高冷水进口温度,减少冷却水量。关闭冷剂水泵排出阀,打开冷剂水再生阀,将冷剂水导致吸收器。当冷剂水泵开始有劈劈拍拍的声音时,马上将冷剂水泵的开关转向“关”将冷剂水泵停下。发生器泵和溶液泵继续运转,并使溶液温度在60?,70?范围,由于溶液温度升高,可以使结晶熔解。 如果采取上述方法对某些部位结晶仍无法熔解,则可用蒸汽或热水对这部位进行加热,直至熔解为止。 3(解冻 当蒸发器冷剂水发生冻结时,可按下述方法解冻。 将凉水塔风机停下,冷却水温度调高,冷却水量调小,按正常运转方式启动,一般运行后可解冻,可用下法解冻,先将蒸汽调节阀关闭,让冷水继续进入机组加热蒸发器,冷剂水即可解冻。 4(冷剂水再生 当蒸发器中冷剂水被溴化锂污染,比重超过1.02时,应考虑再生,其操作步骤如下: 按正常启动方式将机组启动,把蒸汽调节阀开关转向“手动”,旋转手动电位器旋钮使 47 陕西省电工作业考核指导书 蒸汽调节阀开度约50,以下,关闭冷剂水泵的排出阀,打开冷剂水再生阀,将蒸发器中的冷剂水导向吸收器,当开始听到冷剂水泵“劈劈拍拍”音响时即停下冷剂水泵,让机器继续运行,由冷凝器流动到蒸发器来的冷剂水逐渐在蒸发器水盘中积聚。当冷剂水达到正常液位高度时,关闭冷剂水再生阀,打开冷剂水泵排出阀,让冷剂水泵正常运行这时可抽取少量冷剂水,测量它的比重,如未达到要求,需进行再生,直至达到要求为止。 二 氟利昂制冷机组故障处理 氟利昂制冷压缩机自动控制故障分析 (一)制冷压缩机起动、停车频繁 1(吸气压力过低或低压压力继电器调定值太高;具有自动复位功能的高压压力继电器,当高压超高时也会出现这种现象;有负压停车的制冷压缩机,当供液电磁阀关闭不严时,也会出现频繁开停车现象。 2(制冷压缩机运转不停 用冷单元所产生的热负荷过大;制冷压缩机高、低压端严重泄漏,使排气量大为减少;制冷系统缺少制冷剂;涡控器失灵、电磁阀不能全开、低压电器动作不灵;向蒸发器的供液量严重不足,如热力膨胀阀开度过小或冰堵、干燥过滤器脏堵、膨胀阀前过滤网被污物堵塞;加入系统中的制冷剂或冷冻油有质量问题,当压缩机吸气口有回霜时,在滤网上产生结晶物质堵塞吸气管道。 3(压缩机卸载装置失灵 油压不够,推不动压缩机上的诎活塞;拉杆的位置不对,使阀片的顶杆未落入斜面最低处;曲轴箱内有制冷剂液体,但尚能保持油压,待高压油进入油缸后,制冷剂液体立即汽化;能量调节阀出油管被堵塞;能量调节弹簧失灵;能量调节阀出油管或压缩机中的油活塞被阻;输油管或接头处漏油。 4(压缩机在运转时膨胀阀打不开或很快被堵 感温包内的填充剂泄漏;膨胀阀前滤网阻塞;膨胀阀的节流孔被杂物堵塞;系统中有水分,节流孔冰堵;膨胀阀顶针过短;润滑油凝固点过高。 5(膨胀阀处结霜但蒸发器结霜很少或膨胀阀进口管结霜系统中制冷剂不足,进口管处过滤器堵塞,进口管有堵塞。 6(膨胀阀损坏;感温包的位置不正确;膨胀阀顶针过长 7(高低压继电器触头未闭合 触头被烧毁或有污物;杠杆系统发生故障;接管孔被阻塞;由于过载,波纹管损坏;电路中断。 8(高、低压和油压差继电器易出现的故障 继电器的低压端在过高压力下触头闭合是由于低压部分的波纹管轻微损坏;继电器的高压端在过高压力下触头闭合是由于高压部分的波纹管轻微损坏;继电器的高压端在过低压力下触头闭合是弹簧变形所引起;油压继电器在油压过低的情况下不起作用,引起的原因有,调节弹簧失灵、电阻丝断路、压差刻度不正确。 (二)氟制冷系统的常见故障 1(排气压力过高 环境温度太高,此情况对于风冷式冷凝器更为突出;制冷系统内充注的制冷剂过多,使部分贮存于冷凝管内,从而降低了冷凝面积的利用率;风冷式冷凝器的翅片表面积存了大量灰尘直到翅片折倒,阻挡了空气的流动;通风机故障,不转或转速降低;冷凝器周围有影响通风的杂物或进出风短路;冷凝器配置过小或蒸发温度过高等。 2(吸气压力过高 48 陕西省电工作业考核指导书 热力膨胀阀开启度过大,使向蒸发器的供液量增多;膨胀阀有故障或感涡包安装位置有错误;系统中充注的制冷剂过多,此现象对于用毛细管节流的系统更为突出;油分离器自动回油阀关闭不严,造成高低压短路。 3(吸气压力过低 膨胀阀开度小、过滤器脏堵、节流孔冰堵或感温包漏气;低压管路冰塞或压缩机回霜时在压缩机吸气口过滤网内有结晶物质;系统中充注的制冷剂不足;系统中循环的润滑油太多;蒸发器结霜太匀,封堵了空气流动通道。 4(吸气温度过高 系统中制冷剂不足;蒸发器供液不足;制冷剂含水量或含其它杂质量过多;低压管路没有良好的隔热层。 5(排气温度过低 压缩机湿压缩;膨胀阀开度过大;蒸发器表面结霜过多;系统内制冷剂严重不足或已漏气;压缩机吸气阀关闭或吸气过滤网阻塞,蒸发器内无供液。 6(制冷量减小 环境温度过高、风冷冷凝器通风量减少、冷凝器内积存制冷剂、系统内存在较多的不凝性气体、水冷式冷凝器冷凝水温过高或流量不足,以上情况都会引起冷凝温度升高,制冷量减少;膨胀阀调节不当,开度过小或过大;蒸发器表面结霜太厚等。 2. 9冷藏库作业的安全要求 1.冷藏间、气调房间等应在其门上表明未经许可严禁入内和操作。 2.为防止作业人员由于事故在冷藏间不能行动或或睡着,或无意的被锁在冷藏室内的危险,尤其是在0?一下的冷藏间内,应增减如下安全保护措施: (1)在冷藏间内一般不应单独一人工作,负责对此人的安全每小时至少应检查一次。 (2)在照明损坏的情况下,通向应急电话的通道应有单独的照明、发光的涂料或其他可行的方法给以指示。 (3)工作结束几分钟后,负责人应绕场检查一遍,以确保无人留在冷藏间内,并在清点人后锁门。 (4)为了使作业人员随时都能离开冷藏间,并确保锁在里面的人能向外面发出呼救新号或自己离开冷藏间,应适当选用保护措施。如冷藏间的门应能从里面开启;应有能在库内操作的固定闪发信号报警灯、蜂鸣器或铃,并应装在门的附近或易被人们看到或听到的地方;电动和启动操作门应设手动开关;以及所有应急出口门应处于良好的状态,并要定期检查,随时都能出入。 2. 10防护用品的使用方法 正确选择和合理使用个人防护用品是预防职业伤害,保证人身安全和正常的重要措施之一。因此,第个制冷作业人员都要学会正确使用个人防护用品及日常维护和保养。 (一)防毒面具 一般常用的防毒面具有长导管式、过滤罐式以及氧气呼吸器等 1(长导管防毒面具 该式防毒面具是由面罩和长导管两部分。使用时先将面罩和长导管连接好,并把长导管 49 陕西省电工作业考核指导书 的另一端放至远离事故现场,带好面罩,用手拖拽着导管进人事故现场既可,但要十分注意长导管较沉重,行动亦不十分方便,且易使导管脱离面罩,使用时应严加防范。 2(过滤罐式防毒面具 如图10,2所示,过滤罐式防毒面具是由面罩导管和过滤罐组成。面罩分1,2,3,4号,一号最大,依次减小。导管采用螺旋管式,有弯折时仍能呼吸的特点。过滤罐内装有活性炭等,用来过滤毒气。过滤罐式防毒面具用于在对生命有危害的空气中的紧急保护,它们的作用限制在2,体积比以内的污染气体(除了氨气可以扩大到3,)。即有毒气的浓度占总体积的2,以上的地方,该型防毒面具不能起防护作用。 (1)使用方法 ?背好挎包,扎紧腰带; ?用导管将面罩过滤罐联接起来; ?使用前应检查全套面具的致密性。方法是:戴好面具用手或橡皮塞堵上过滤罐进气孔,深呼吸,如无空气进入,则此套面具致密可用,否则应修理或更换; ?打开过滤罐下塞,并把滤毒罐放在挎包下的木楞上,先下巴后头上依次戴好面罩,做几次深呼吸,如感觉良好,即可进入抢救区: ?抢救中如闻到微弱的刺激气体时,应立即离开有毒区域。 (2)保管方法 ?在两次使用的间隔时间内,应将滤毒罐的螺帽拧紧,塞上橡皮塞保持密闭,以免受潮失效; ?滤毒罐应贮存于干燥、清洁,空气流通的地方,严防潮湿、过热。面罩应放在于燥通风的地方。夏天要打滑石粉以防粘连。并要防止虫害、鼠害等; ?滤毒罐的再生 用130?,140?的热空气以每分钟30升的流量通过滤毒罐,经3.4小时处理后抗毒性即可恢复。 3(氧气呼吸器 氧气呼吸器有2h、4h等不同规格。它是一种与外部环境隔绝,依靠自身供氧的防毒用具。现以AHG,2型氧气呼吸器为例,介绍其结构性能及使用方法,结构详见图10—3所示。 (1)适用范围 氧气呼吸器系依靠自给氧气供使用者呼吸,与外界环境隔绝。 因此它适用于缺氧、毒物成份不明或浓度过高的场所,作为抢救事故时救援人员的防护用品。缺点是结构复杂、较笨重,使用人员事先要受过训练、熟练掌握后,方可使用。 (2)结构与性能 AHG,2型氧气呼吸器,俗称2h氧气呼吸器,由呼吸器、头罩、导气管,背腰带等主要部件组成。呼吸器由铝质外壳、氧气瓶、清净罐、橡胶气囊、呼吸器阀门、减压器和压力 2表等构成。整个装置总重约为8.1kg。氧气瓶容积为1L,当氧气压力为200k/cm时,有效使用时间为2小时。清净罐内装填吸收二氧化碳的氢氧化钙约1.1kg,头罩下端金属碗固定连接右呼气导管和左吸气导管。 (3)工作过程 打开氧气瓶阀门,氧气通过高压导气管、减压器,由高压减至0.25,0.13MPa经定量孔以1.1,1.3L,min的供氧量送入气囊;同时使用者呼出的气体,经头罩、呼气导管、呼气阀门进入清净罐,其中二氧化碳被吸收;其余气体也进入气囊,两者混合组成含氧空气。当使用者吸气时,适量的含氧空气由气囊经吸气阀门、吸气导管、头罩供给。周而复始,气流始终沿着这个流向。 此种氧气呼吸器有定量供氧、自动补给、手动补给三种供氧方式。 50 陕西省电工作业考核指导书 (4)使用与维护 ?使用前准备工作 A(头罩的选配和检查; 2B(氧气瓶内的氧气压力,平时宜保持100kg,cm以上; C(清净罐内装填的氢氧化钙吸收剂,干燥时为粉红色圆柱状颗粒。如变为淡黄色,即为失效,应及时更换; D(各连接部位,应注意检查密封垫圈是否齐全,啮合是否紧密,阀门性能是否良好,自动排气阀工作是否正常,以及手动补给供氧是否有效; E(调整背带和腰带的长短,检查背带上的销子是否完好,并明确和熟悉规定的联络方法。 此外,还应由专业人员定期进行技术检验。 ?使用方法 AHG,2型氧气呼吸器,为左侧腰际悬挂式。因此,使用前应先将左臂及头部穿过悬挂背带,落在右肩上,并将腰带收紧使呼吸器紧贴在左侧腰际。接着打开氧气瓶阀门,检查压力表的数值,估计使用时间;按动补给按钮数次,以清除气囊内原积存气体。然后戴上头罩,检查罩体边缘与头部密合情况以及视线是否合适。最后进行几次深呼吸,观察呼吸器内部机件是否良好,经确认各部正常,即可投入正常使用。 ?注意事项 为确保使用安全,使用中尚应注意下列事项: A(使用时,呼吸宜缓慢深长,如感到供气不足,可用深长呼吸法,使自动补给器充氧。若仍感呼吸困难,应即采用手动按钮补氧气。当以上措施均无效时,则应立即退出有毒场所。注意:在有毒场所内禁止脱下头罩。 B(使用中,应经常检查压力表的指示值。一旦氧气压力降至2.5,3.0MPa时,必须停止在有毒场所工作,及时撤出,以保证安全。 C(险情重大的作业以及进入事故现场从事抢救,必须两人一组,以利彼此关照。 D(注意避免与油类等可燃物料接触,并与火源保持足够的安全间距。 E(保护好氧气呼吸器,防止撞击或跌落而损坏部件。 ?日常维护氧气呼吸器,平时应放置在便于取用的专用柜内,避免日光直射,保持清洁,严禁沾染油脂等可燃物料,并远离热源。柜门应加铅封,无关人员不准乱动。 使用后的氧气呼吸器,应及时通知专业人员检查,并进行头罩清洗、消毒、氧气瓶充气和更换清净罐内的氢氧化钙等工作,以备以后随时可用。 若长期搁置不用,应倒出清净罐内的氢氧化钙;所有橡胶部件均应涂上滑石粉,以防粘连;氧气瓶则应保留一定的剩余压力。 4(生氧面具 生氧面具系采用碱金属氧化物药剂(如过氧化钠、过氧化钾等)与人体呼气中的二氧化碳和水分反应,生成氧气作为供气源。其结构比较简便,重量较轻,使用简便。 生氧面具的适用范围,同氧气呼吸器。目前,国产的有上海sM—1型(2h)和广州HSH9型(30min)两种型号,生氧结构基本相同。现以上海SM,1型生氧面具为例,作一简要介绍,结构详见图10—4。 (1)上海SM,1型生氧面具的结构,是由生氧器(内装生氧罐、呼气囊、呼气阀、应急补给装置)、头罩、双套导气管(内层平管为呼气道,外层波纹管为吸气道)、背腰带等主要部件组成。 生氧罐的有效使用时间为2小时,失效后可以换药重新使用。 头罩的外形结构与性能,均同上海72型过滤式防毒面具。吸气袋起缓冲及降温作用。 51 陕西省电工作业考核指导书 (2)工作过程 生氧面具使用时,是在与外界环境隔绝的情况下进行的。它的工作过程为:使用者呼出的二氧化碳和水分,通过导气管(内层)、呼气囊进入生氧罐与药物发生反应,放出氧,然后进入呼气囊、导气管(外层)、头罩供吸入,完成一次气路往复循环。 (3)使用与维护 ?使用前的准备 首先应检查整套面具的完好情况,注意双套导气管接头与组装箱上的接头座是否连接妥当;生气罐两个连接口是否与气囊和呼气囊的连接口分别连接妥当。其次应检查全套面具的气密性,包括头罩、双套导气管以及各连接部位密封程度。有关头罩的选配和检查要求,均同上海72型过滤式防毒面具。 ?使用注意事项 A(头罩的正确佩戴位置,应是阻水罩上部紧贴鼻梁,下部在颏下点。镜片如出现雾气,则是阻水罩与面部贴合不良,应予纠正或重戴。 B(头罩佩戴后,使用者应立即猛吐一口气,以使生氧罐迅速放出氧气。 C(使用时,若感到呼吸困难时,可用手猛按应急补给按钮,压碎硫酸瓶,硫酸与生氧剂直接接触,放出氧气,可供2—3min内使用者急用。此时使用者应立即停止工作,待离开有毒场所后方可摘下头罩。 D(应急装置只能使用一次,用后应及时重新装药后才能供下次使用。 E(生氧罐应避免撞击或震动,否则易产生粉尘,引起刺激作用。严禁与油类、可燃物料接触;防止高温、日晒;不得任意拧松罐盖,否则让潮气、二氧化碳进入,将导致生氧效能降低。 ?维护要点 A(生氧面具,平时应放置在便于取用的场所。注意避免接触各种化学物料,远离热源,防止日晒。 B(使用后,取下头罩,应即拧紧生氧器螺丝帽盖,保持气密,以防受潮变质。 C(使用失效后,从装药孔倒出药剂,如倒不尽时可用水浸泡后倒出,但浸水后须经严格干燥才能装药。失效药剂呈强碱性,必须小心处理。 D(头罩脏污,应清洗、消毒后晾干。切忌用其他化学药剂洗涤,以免损坏橡胶部件。 52 陕西省电工作业考核指导书 第三章 溴化锂吸收式制冷与空调设备运行操作人员 3.1安全基础知识。 溴化锂水溶液性质: (1)无色液体,有咸味,无毒,加入铬酸锂后溶液呈淡黄色。 (2)溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低。如图1所示。图中的曲线为结晶线,曲线上的点表示溶液处于饱和状态,它的左上方表示有固体溴化锂结晶析出,右下方表示溶液中没有结晶存在。所谓溶解度是指饱和液体中所含溴化锂无水化合物的质量成分,也就是溴化锂水溶液的质量浓度。由图中曲线可知,溴化锂的质量浓度不宜超过66,,否则在运行中当溶液温度降低时将有结晶析出,破坏制冷机的正常运行。 (3)水蒸气分压力很低,它比同温度下纯水的饱和蒸气压力低得多,因而有强烈的吸湿性。液体与蒸气之间的平衡属于动平衡,此时分子穿过液体表面到蒸气中去的速率等于分子从蒸气中回到液体内的速率。因为溴化锂溶液中溴化锂分子对水分子的吸引力比水分子之间的吸引力强,也因为在单位液体容积内溴化锂分子的存在而使水分子的数目减少,所以在相同温度的条件下,液面上单位蒸气容积内水分子的数目比纯水表面上水分子数目少。由于溴化锂的沸点很高,在所采用的温度范围内不会挥发,因此和溶液处于平衡状态的蒸气的总压力就等于水蒸气的压力,从而可知温度相等时,溴化锂溶液面上的水蒸气分压力小于纯水的饱和蒸气压力,且浓度愈高或温度愈低时水蒸气的分压力愈低。图2表示溴化锂溶液的温度、浓度与压力之间的关系。由图可知,当浓度为50,、温度为25?时,饱和蒸气压力0.85kPa,而水在同样温度下的饱和蒸气压力为3.167kPa。如果水的饱和蒸压力大于0.85kPa,例如压力为1kPa(相当于饱和温度为7?)时,上述溴化锂溶液就具有吸收它的能力,也就是说溴化锂水溶液具有吸收温度比它低的水蒸气的能力,这一点正是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。同理,如果压力相同,溶液的饱和温度一定大于水的饱和温度,由溶液中产生的水蒸气总是处于过热状态的。 (4)密度比水大,并随溶液的浓度和温度而变。 (5)比热容较小。当温度为150?、浓度为55,时,其比热容约为2kJ/(kg?K),这意味着发生过程中加给溶液的热量比较少,再加上水的蒸发潜热比较大这一特点,将使机组具有较高的热力系数。 (6)粘度较大。 (7)表面张力较大。 (8) 溴化锂水溶液的导热系数随浓度之增大而降低,随温度的升高而增大。 (9)对黑色金属和紫铜等材料有强烈的腐蚀性,有空气存在时更为严重,因腐蚀而 53 陕西省电工作业考核指导书 产生的不凝性气体对装置的制冷量影响很大。 以溴化锂水溶液为工作对的吸收式制冷系统主要缺点是:热效率低,冷却水消耗量大,设备的密封性要求较高,有一定的腐蚀性。但由于可以直接利用低参数的热源作动力,是利用太阳能低品位热源的理想的制冷装置;整个机组除功率较小的屏蔽泵外,无其它运动部件,运转安静,运行时基本上没有噪音和振动;以溴化锂,水作为工质对,无毒,无臭,有利于满足环保要求;制冷机在真空状态下进行,无高压爆炸危险;制冷量调节范围广,在 20% , 100% 的负荷内可进行制冷量的无级调节;对外界条件变化的适应性强,可在加热蒸汽的压力 0.2 , 0.8 MPa ( 表压力 ) 、冷却水温度 20 , 35 ? 、冷媒水出水温度 5 , 15 ? 的范围内稳定运转;机组结构简单,对安装基础的要求低,无需特殊的机座;体积小,用地省,制造管理容易,维护费用亦较低廉;运转十分安全。 溴化锂溶液为工质,制取低温冷媒水,用作空调系统和工艺流程中的冷源,可广泛应用手于轻纺、化工、电子、食品等工矿企业,也可应用 于宾馆、剧院、医院、大楼等场合。 大剂量服入溴化锂会抑制中枢神经系统,长期吸入可导致皮肤斑疹及中枢神经的紊乱。 3.2 溴化锂吸收式制冷工艺及其特性。 直燃型溴化锂吸收式冷水机组以燃气燃烧作为热源,将溴化锂稀溶液进行加热使其沸腾,分离出冷剂蒸汽和溴化锂浓溶液,冷剂蒸汽经冷凝器冷却变成冷剂水,而溴化锂浓溶液回到吸收器,吸收来自蒸发器中的冷剂蒸发又变成稀溶液,由此循环往复,不断循环制冷。直燃采暖循环过程即采暖所需的热水仍由蒸发器中产生,供热水时,机组上的蒸发泵和系统中冷却水泵停止运行。稀溶液通过低温、高温热交换器后进入高压发生器,被燃料燃烧加热,产生冷剂蒸汽。该冷剂蒸汽直接进入蒸发器,加热在铜管内流动的热水,自身被冷却凝结成冷剂水并回到吸收器,而高压发生器被浓缩的浓溶液同样直接回到吸收器并与冷剂水混合,又重新回到稀溶液状态。直燃型溴化锂吸收式冷水机组主要由高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器等换热设备和屏蔽泵、真空泵、电控箱、抽气系统管道阀等部件组成。它的控制系统以一套微电脑为主的控制中心用来监视和控制机器的运转状况,微电脑根据实际需要,命令主机产生适当的冷热量以满足实际需求,同时提供周密的安全保护措施。 3.3 缓蚀剂、表面活性剂的种类、作用和使用方法。 1缓蚀剂 缓蚀剂又称腐蚀抑制剂阻抑剂。美国试验与材料协会的ASTM-G15~76《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定以》中缓蚀剂定义为:缓蚀剂是一种当它以适当的浓度和形式存在于环境(介质)时可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物质。 缓蚀剂有多种分类方法,可从不同的角度对缓蚀剂分类。 54 陕西省电工作业考核指导书 (1)根据产品化学成分,可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂、聚合物类缓蚀剂。 ?无机缓蚀剂 无机缓蚀剂主要包括铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、聚磷酸盐、锌盐等。 ?有机缓蚀剂 有机缓蚀剂主要包括膦酸(盐)、膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素等一些含氮氧化合物的杂环化合物。 ?聚合物类缓蚀剂 聚合物类缓蚀剂只要包括聚乙烯类,POCA,聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化学物。 (2)根据缓蚀剂对电化学腐蚀的控制部位分类,分为阳极型缓蚀剂,阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂[1]。 ? 阳极型缓蚀剂 阳极型缓蚀剂多为无机强氧化剂,如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐等。它们的作用是在金属表面阳极区与金属离子作用,生成氧化物或氢氧化物氧化膜覆盖在阳极上形成保护膜。这样就抑制了金属向水中溶解。阳极反应被控制,阳极被钝化。硅酸盐也可归到此类,它也是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀目的的。 阳极型缓蚀剂要求有较高的浓度,以使全部阳极都被钝化,一旦剂量不足,将在未被钝化的部位造成点蚀。 ?阴极型缓蚀剂 抑制电化学阴极反应的化学药剂,称为阴极型缓蚀剂。 锌的碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物,钙的碳酸盐和磷酸盐为阴极型缓蚀剂。阴极型缓蚀剂能与水中、与金属表面的阴极区反应,其反应产物在阴极沉积成膜,随着膜的增厚,阴极释放电子的反应被阻挡。在实际应用中,由于钙离子、碳酸根离子和氢氧根离子在水中是天然存在的,所以只需向水中加入可溶性锌盐或可溶性磷酸盐。 ?混合型缓蚀剂 某些含氮、含硫或羟基的、具有表面活性的有机缓蚀剂,其分子中有两种性质相反的极性基团,能吸附在清洁的金属表面形成单分子膜,它们既能在阳极成膜,也能在阴极成膜。阻止水与水中溶解氧向金属表面的扩散,起了缓蚀作用,巯基苯并噻唑、苯并三唑、十六烷胺等属于此类缓蚀剂。 (3)根据生成保护膜的类型分类 除了中和性能的水处理剂,大部分水处理用的缓蚀剂的缓蚀机理是在与水接触的金属表面形成一层将金属和水隔离的金属保护膜,以达到缓蚀目的。根据缓蚀剂形成的保护膜的类型,缓蚀剂可分为氧化膜型、沉积膜型和吸附膜型缓蚀剂。 ?氧化膜型缓蚀剂 铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、正磷酸盐、硼酸盐等均被看作氧化膜型缓蚀剂。铬酸盐和亚硝酸盐都是强氧化剂,无需水中溶解氧的帮助即能与金属反应,在金属表面阳极区形成一层致密的氧化膜。其余的几种,或因本身氧化能力弱,或因本身并非氧化剂,都需要氧的帮助才能在金属表面形成氧化膜。由于这些氧化膜型缓蚀剂是通过阻抑腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的,这些阳极缓蚀剂能在阳极与金属离子作用形成氧化物或氯氧化物。沉积覆盖在阳极上形成保护膜,以铬酸盐为例,它在阳极反应形成Cr(OH)3和Fe(OH)3,脱水后成为CrO3和Fe2O3的混合物(主要是γ-Fe2O3)在阳极构成保护膜。因此有时又被称作阳极型缓蚀剂或危险型缓蚀剂,因为它们一旦剂量不足(单独缓蚀时,处理1L水,所需剂量往往高达几百、甚至过千毫克)就会造成点蚀,使本来不太严重的腐蚀问题,反而变得更加严重。氯离子、高温及高的水流速都会破坏氧化膜,故在应用时,要根据工艺条件,适当改变缓蚀剂的浓度。硅酸盐也可粗略地归到这一类里来,因为它主要也是通过阻抑腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的。但是,它不是通过与金属铁本身、而可能是由二氧化硅与铁的腐蚀产物相互作用,以吸附机制来成膜的。 55 陕西省电工作业考核指导书 ?沉淀膜型缓蚀剂 锌的碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物,钙的碳酸盐和磷酸盐是最常见的沉淀膜型缓蚀剂。由于它们系由锌、钙阳离子与碳酸根、磷酸根和氢氧根阴离子在水中、于金属表面的阴极区反应而沉积成膜,所以又被称作阴极型缓蚀剂。阴极缓蚀剂能与水中有关离子反应,反应产物在阴极沉积成膜;以锌盐为例,它在阴极部位产生Zn(OH)2沉淀,起保护膜的作用。锌盐与其他缓蚀剂复合使用可起增效作用,在有正磷酸盐存在时,则有Zn3(PO4)2或(Zn,Fe)3(PO4)2沉淀出来并紧紧粘附于金属表面,缓蚀效果更好。在实际应用中,由于钙离子、碳酸根和氢氧根在水中是天然地存在的,一般只需向水中加入可溶性锌盐(例如:硝酸锌、硫酸锌或氯化锌,提供锌离子)或可溶性磷酸盐(例如:正磷酸钠或可水解为正磷酸钠的聚合磷酸钠,提供磷酸根),因此,通常就把这些可溶性锌盐和可溶性磷酸盐叫作沉积膜型缓蚀剂或阴极型缓蚀剂。这样,可溶性磷酸盐(包括聚合磷酸盐)就既是氧化膜型缓蚀剂,又是沉积膜型缓蚀剂。另外,一些含磷的有机化合物,如有机磷酸(盐)、有机磷酸酯和有机磷羧酸,也可归到这类缓蚀剂中,大约与其最终能水解为正磷酸盐不无关系。由于沉淀型缓蚀膜没有和金属表面直接结合,而且是多孔的,往往出现在金属表面附着不好的现象,缓蚀效果不如氧化型膜。 ?吸附膜型缓蚀剂 吸附膜型缓蚀剂多为有机缓蚀剂,它们具有极性基因,可被金属的表面电荷吸附,在整个阳极和阴极区域形成一层单分子膜,从而阻止或减缓相应电化学的反应。如某些含氮、含硫或含羟基的、具有表面活性的有机化合物,其分子中有两种性质相反的基团;亲水基和亲油基。这些化合物的分子以亲水基(例如,氨基)吸附于金属表面上,形成一层致密的憎水膜,保护金属表面不受水腐蚀。牛脂胺、十六烷胺和十八烷胺等这些被称作“膜胺”的胺类,就是水处理中常见的吸附膜型缓蚀剂。巯基苯并噻唑、苯并三唑和甲基苯并三唑这些唑类,是有色金属(尤其是铜)的理想缓蚀剂。它们虽然与铜金属本身作用成膜,但与上述典型的氧化膜型缓蚀剂不同,不是通过氧化,而是通过与金属表面的铜离子形成络合物,以化学吸附成膜的。当金属表面为清洁或活性状态时,此类缓蚀剂能形成缓蚀效果令人满意的吸附膜。但如果金属表面有腐蚀产物或有垢沉积的情况下,就很难形成效果良好的缓蚀膜,此时可适当加入少量表面活性剂,以帮助此类缓蚀剂成膜。 由于缓蚀剂的缓蚀机理在于成膜,故迅速在金属表面上形成一层密而实的膜,乃获得缓蚀成功之关键。为了迅速,水中缓蚀剂的浓度应该足够高,等膜形成后,再降至只对膜的破损起修补作用的浓度;为了密实,金属表面应十分清洁,为此,成膜前对金属表面进行化学清洗除油、除污和除垢,是必不可少的步骤。 上述各类缓蚀剂,除中和胺与膜胺主要用于锅炉凝水处理、硅酸盐用于饮用水处理外,其他各类则常用于冷却水处理。若单就对碳钢的缓蚀效果而言,铬酸盐,尤其是配合以聚磷酸盐和锌盐的铬酸盐,至今仍然是循环冷却水处理缓蚀剂中最为理想者。美国在相当程度上仍在应用着它。应用时,一般将水的pH值控制为微酸性,以阻抑致垢盐结垢。但铬酸盐(六价的)有毒,虽然它对循环冷却水中的菌、藻等有害微生物有杀灭作用,但对环境造成污染。因此,在世界范围内已逐渐为(聚)磷酸盐所取代。这标志着循环冷却水碱性处理时代的开始。这一概念就是对水的pH值不再着意控制,而是听其自然。水中致垢盐的结垢问题则依靠有机磷酸(盐)和聚丙烯酸(盐)等这些高效阻垢剂、分散剂来解决。但是,磷酸盐是水中微生物的营养源,它的排放会造成水体富营养化,结果,从另一方面对环境造成污染。于是,在不允许使用铬酸盐和(聚)磷酸盐的地方,其他几类缓蚀剂得到了应用机会。但是,钼酸盐等应用成本高;亚硝酸盐不宜作敞开式循环冷却水系统的缓蚀剂,除非有特效杀生剂有效在控制住能使它分解失效的微生物;硅酸盐缓蚀效果差(由于成膜时间长,有时,在金属表面形成一层较完整的膜,需2,3个星期),而且,一旦有垢产生,就很难去掉;锌盐 56 陕西省电工作业考核指导书 中的锌与铬一样,也是重金属,也对水体中的生物造成威胁。因此,人们对含磷量较少的有机缓蚀剂的开发和应用,表现出浓厚的兴趣,进而导致了“全有机配方”水处理剂的上市。不过,迄今为止,在缓蚀剂的开发和应用上,还没有出现像过去由使用聚磷酸盐转为使用铬酸盐,或由使用铬酸盐复转为使用聚磷酸盐那样的突破性的进展。用“全有机配方”缓蚀剂,水的腐蚀条件:不能太苛刻,否则,必须以无机缓蚀剂予以补救。 缓蚀剂的作用与用途: 1、BTA: 铜缓蚀剂BTA可以吸附在金属表面形成一层很薄的膜,保护铜及其它金属免受大气及有害介质的腐蚀;铜缓蚀剂BTA在循环冷却水系统中可与多种阻垢剂、杀菌灭藻剂配合使用,对循环冷却水系统缓蚀效果良好,在循环水中用量为2-4mg/L。BTA也可以作为铜银的防变色剂、汽车冷却液、润滑油添加剂。 2、MBT: 铜缓蚀剂MBT可以作为循环冷却水系统中的铜缓蚀剂。铜缓蚀剂MBT缓蚀作用主要依靠和金属铜表面上的活性铜原子或铜离子产生一种化学吸附作用;或进而发生螯合作用从而形成一层致密而牢固的保护膜,使铜材设备得到良好的保护,使用量一般为4mg/L,MBT也可以用作增塑剂、酸性镀铜光度剂等使用。 3、TTA: 铜缓蚀剂TTA用醇或碱溶解后加入到循环水中,水中本品浓度为2—10mg/L,若水系统中的有色金属已严重腐蚀,可以按正常浓度5—10倍加入本品以使系统迅速钝化。 4、盐酸酸洗缓蚀剂 盐酸酸洗缓蚀剂应用的前提为清洗介质为盐酸、硫酸、氨基磺酸,清洗对象的基材为黑色金属。盐酸酸洗缓蚀剂适用于各种型号的高中低压锅炉的酸洗,以及大型设备,管道的酸洗。酸液中腐蚀性能(加药量为1-3‰) 腐蚀速度?1g/m2•h。 使用时将酸洗缓蚀剂按比例加入到稀释好的酸液中,开启循环泵循环清洗,清洗过程中补加酸液时按比例补加酸洗缓蚀剂. 2.表面活性剂: 表面活性剂(surfactant),是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为憎水基团;亲水基团常为极性的基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等;而憎水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。 表面活性剂的分类方法很多,根据疏水基结构进行分类,分直链、支链、芳香链、含氟长链等;根据亲水基进行分类,分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等;有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等,还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。但是众多分类方法都有其局限性,很难将表面活性剂合适定位,并在概念内涵上不发生重叠。 人们一般都认为按照它的化学结构来分比较合适。即当表面活性剂溶解于水后,根据是否生成离子及其电性,分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。 按极性基团的解离性质分类 1、阴离子表面活性剂 :硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠 57 陕西省电工作业考核指导书 2、阳离子表面活性剂:季铵化物 3、两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型 4、非离子表面活性剂: 脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨坦(司盘),聚山梨酯(吐温) 表面活性剂的应用: 表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用,成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂,其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。 1.增溶 要求:C>CMC ( HLB13~18) 临界胶束浓度:表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。当其浓度高于CMC值时,表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构。 增溶体系为热力学平衡体系; CMC越低、缔合数越大,增溶量(MAC)就越高; 温度对增溶的影响:温度影响胶束的形成,影响增溶质的溶解,影响表面活性剂的溶解度 Krafft点:离子型表面活性剂的溶解度随温度增加而急剧增大这一温度称为Krafft点, Krafft点越高,其临界胶束浓度越小 昙点:对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂,温度升高到一定程度时,溶解度急剧下降并析出,溶液出现混浊,这一现象称为起昙,此温度称为昙点。在聚氧乙烯链相同时,碳氢链越长,浊点越低;在碳氢链相同时,聚氧乙烯链越长则浊点越高。 2.乳化作用 亲水亲油平衡值(HLB):表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力。根据经验,将表面活性剂的HLB值范围限定在0-40,非离子型的HLB值在0-20。 混合加和性:HLB=(HLBa Wa+HLBb /Wb) / (Wa+Wb) 理论计算:HLB=?(亲水基团HLB值)+?(亲油基团HLB)-7 HLB:3-8 W /O型乳化剂:Tween;一价皂 HLB:8-16 O/W型乳化剂:Span;二价皂 3.润湿作用 要求:HLB:7-9。 使用表面活性剂可以控制液、固之间的润湿程度。农药行业中在粒剂及供喷粉用的粉剂中,有的也含有一定量的表面活性剂,其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量,提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积,提高防病、治病效果。 在化妆品行业中,做为乳化剂是乳霜、乳液、洁面、卸妆等护肤产品中不可或缺的成分。 4.助悬作用 在农药行业,可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂,如可湿性粉剂中原药多为有机化合物,具有憎水性,只有在表面活性剂存在的条件下,降低 58 陕西省电工作业考核指导书 水的表面张力,药粒才有可能被水所润湿,形成水悬液; 5.起泡和消泡作用 表面活性剂在医药行业也有广泛应用。在药剂中,一些挥发油脂溶性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度;药剂制备过程中,它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。 6.消毒、杀菌 在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用,其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能,这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度,根据使用浓度,可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒; 7.去垢、洗涤作用 去除油脂污垢是一个比较复杂的过程,它与上面提到的润湿、起泡等作用均有关。 最后要说明的是,表面活性剂起作用,并不单单是因为某一方面的作用,很多情况下是多种因素共同作用。如在造纸工业中可以用作蒸煮剂、废纸脱墨剂、施胶剂、树脂障碍控制剂、消泡剂、柔软剂、抗静电剂、阻垢剂、软化剂、除油剂、杀菌灭藻剂、缓蚀剂等。 3.4 溴化锂溶液的再生方法。 若机内放出的溶液混浊,颜色已由金黄色变为暗红、绿色或黑色时则用沉淀法和过滤法清除溶液中的杂质,使之澄清,并测量铬酸锂、氢氧化锂等的含量及PH值,调整到所需范围内,过滤后的溶液应保存于密封的容器内。如果溶液质量不合格,机内会发生腐蚀,特别是点蚀,产生大量腐蚀物沉淀,腐蚀同时产生氢气,造成主机真空恶性循环,制冷出力下降。由于腐蚀物沉淀,溶液热交换器换热性能下降。腐蚀物在溶液中呈悬浮状,随溶液在系统内循环会堵塞主机溶液及冷剂水补液装置,铜离子也会增多,引起涂铜现象。屏蔽泵的轴承磨损加剧,损坏屏蔽泵。腐蚀严重的主机还会出现冷剂水污染现象,制冷出力严重不足,主机不能正常运行。溶液内铜离子增多引起溶液的物性变化,引起主机性能衰退。 溴化锂机组的冷凝器、发生器、吸收器、蒸发器是由铜管制成的 由于水中有害物质的腐蚀,会产生沉淀物和结垢,严重影响传冷、传热效果。维护保养时要用机械或化学清洗方法。为防止铜管冻裂,应避免在0?以下维护保养机组。一般在每年3-4月对机组维护保养。如遇到冬天机组故障,维修时一定要先将水盖中的存水(冷凝器、发生器、吸收器、蒸发器)和管道及热交换器中的存水放净。 3.5 吸收式制冷的工作原理及典型系统。 溴化锂吸收式制冷机工作原理(制冷循环过程)可概括为以下两部分: 第一,二元溶液,即溴化锂水溶液在发生器内被热源加热沸腾产生的制冷剂蒸气在冷凝器中被冷凝为冷剂水。冷剂水经U形管节流进入蒸发器,经蒸发器泵在低压条件下喷淋,使冷剂水蒸发而吸收载冷剂的热量,从而产生制冷效应。 冷凝过程产生的凝结热被冷却水携带到制冷系统外。 第二,发生器流出的浓溶液经热交换器降温、降压后自流进入吸收器,与吸收器中原有溶液混合为中间浓度的浓溶液。中间浓度溶液被吸收器泵输送并喷淋,便吸收从蒸发器由载 59 陕西省电工作业考核指导书 冷剂提供热量蒸发出来的制冷剂蒸气而变为稀溶液。稀溶液由发生器泵输送至发生器后,重新被热源加热产生制冷剂蒸气再次形成浓溶液,从而进入下一个循环周期。 单效溴化锂吸收式制冷机除双筒式外,还有一种适用于小型制冷量的单筒式,就是将发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器四部分均设置于同一筒体内。按压力大小分为高压舱与低压舱,上部为高压舱,下部为低压舱。两舱之间采用真空绝热或隔层中填充绝热材料,以防止传递热量。 3.6 蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组、直燃型溴化锂吸收式冷温水机组的结构与工作原理。 一、蒸气型单效溴冷机的工作原理 蒸气型单效溴冷机的工作原理如图5—2所示。 (一)发生过程 发生器泵8汲取吸收器4内的溴化锂稀溶液,经热交换器5被高温浓溶液加热升温后,输送至发生器2内。发生器内的稀溶液被通过发生器管簇内的蒸气加热,温度继续升高,并在发生器内沸腾,冷剂水不断地从稀溶液中以水蒸气的形式析出。溴化锂溶液被浓缩,溶液的浓度逐渐增加。 在发生器内,溴化锂稀溶液被升温加热产生冷剂蒸气,而变为溴化锂浓溶液,对于单效溴化锂制冷机,浓度一般控制在3.5,~6,。这一溶液浓度的变化范围,称放气范围(也叫浓度差)。放气范围是溴冷机运转的经济性能指标,对制冷量控制及其耗能有重要意义。 (二)冷凝过程 在发生器内,稀溶液中析出的冷剂水蒸气进入冷凝器1中,淋洒在冷凝器管簇外表面,释放出凝结热,凝结成冷剂水。该凝结热通过流经管簇内的冷却水吸收,由冷却水携带排至制冷系统外。 (三)节流过程 冷凝过程产生的冷剂水,通过U形管节流进入蒸发器3。U形管不仅起到控制冷剂水流量和维持上下筒压力差的作用,而且还起到一定的水封作用,这可以防止由于上下筒压力串通而破坏上下筒之间的压力差,从而影响翩冷剂的蒸发与吸收。 (四)蒸发过程 进入蒸发器3的冷剂水,由于压力急剧下降,一部分冷剂水即刻闪发,温度降低。尚未闪发的冷剂水经蒸发器管簇外表面向下积聚至蒸发器水盘与液囊内,由蒸发器泵10输送并喷淋在蒸发器管簇外表面上,并吸收通过蒸发器管簇内载冷剂的热量而蒸发为制冷剂蒸气,进入吸收器4。 在蒸发器内被冷却后的载冷剂,由载冷剂泵送至使用低温水降温去湿的空气调节室,或生产工艺过程冷却需用低温水的设备。 (五)吸收过程 发生器内的稀溶液由于放出冷剂蒸气而形成温度较高的浓溶液,依靠上下筒的压力差和溶液本身的质量,流经热交换器被低温稀溶液吸热降温后,自流进入吸收器4,与吸收器中的溶液混合成中间浓度的浓溶液,再由吸收器泵9输送并喷淋到吸收器管簇外,吸收从蒸发器蒸发出来的冷剂蒸气后使溶液浓度降低,溴化锂溶液由中间浓度的浓溶液变成稀溶液后集聚至发生器泵进口处的液囊中。 吸收过程中放出的吸收热,被通过吸收器管簇内的冷却水汲取后带到制冷系统外。 60 陕西省电工作业考核指导书 液囊中的稀溶液再次经发生器泵压入发生器,溴化锂溶液即进入第二个制冷循环。 吸收器和冷凝器所需要的冷却水,由冷却水系统输送。可采用直流式冷却水系统或冷却塔循环式冷却水系统。冷却水通过冷凝器与吸收器的管路连接方式可采用串联或并联。目前演化锂吸收式制冷机组多采用串联流程方式。 综上所述,溴化锂吸收式制冷机工作原理(制冷循环过程)可概括为以下两部分: 第一,二元溶液,即溴化锂水溶液在发生器内被热源加热沸腾产生的制冷剂蒸气在冷凝器中被冷凝为冷剂水。冷剂水经U形管节流进入蒸发器,经蒸发器泵在低压条件下喷淋,使冷剂水蒸发而吸收载冷剂的热量,从而产生制冷效应。 冷凝过程产生的凝结热被冷却水携带到制冷系统外。 第二,发生器流出的浓溶液经热交换器降温、降压后自流进入吸收器,与吸收器中原有溶液混合为中间浓度的浓溶液。中间浓度溶液被吸收器泵输送并喷淋,便吸收从蒸发器由载冷剂提供热量蒸发出来的制冷剂蒸气而变为稀溶液。稀溶液由发生器泵输送至发生器后,重新被热源加热产生制冷剂蒸气再次形成浓溶液,从而进入下一个循环周期。 单效溴化锂吸收式制冷机除双筒式外,还有一种适用于小型制冷量的单筒式,就是将发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器四部分均设置于同一筒体内。按压力大小分为高压舱与低压舱,上部为高压舱,下部为低压舱。两舱之间采用真空绝热或隔层中填充绝热材料,以防止传递热量。 二、蒸气型双效溴冷机的工作原理 蒸气型双效溴冷机的工作原理如图5—3所示。双效溴冷机吸收器5中的稀溶液由发生器泵9分两路分别输送至高温热交换器6和低温热交换器7。进入高温热交换器的稀溶液,被从高压发生器1流出的高温浓溶液加热升温后,进入高压发生器。而进入低温热交换器的稀溶液被从低压发生器3流出的浓溶液加热升温后,再经凝水回热器8继续升温,然后进入低压发生器3。 进入高压发生器的稀溶液,被工作蒸气加热沸腾所产生的高温冷剂蒸气,被导入低压发生器加热低压发生器中的稀溶液后,经节流进入冷凝器2,被冷却凝结为冷剂水。 进入低压发生器的稀溶液,被高压发生器产生的高温冷剂蒸气加热所产生的低温冷剂蒸气直接进入冷凝器,也被冷却凝结为冷剂水。高、低压发生器产生的冷剂水汇合于冷凝器集水盘中,混合后导人蒸发器4中。 加热高压发生器中稀溶液的工作蒸气的凝结水经凝水回热器进入凝水管路。而高压发生器中的稀溶液因被加热而蒸发出冷剂蒸气,因而使浓度升高,成为浓溶液,又经高温热交换器导入吸收器5。低压发生器中的稀溶液被加热升温而放出冷剂蒸气,也成为浓溶液,再经低温热交换器进入吸收器。浓溶液与吸收器中原有溶液混合成中间浓度溶液,由吸收器泵汲取混合溶液,输送至喷淋系统,喷洒在吸收器管簇外表面,吸收来自蒸发器4蒸发出来的冷剂蒸气,再次变为稀溶液而进入下一个循环。吸收过程所产生的吸收热被冷却水带到制冷系统外,从而完成溴化锂溶液从稀溶液到浓溶液、再回到稀溶液的循环过程,即热压缩循环过程。 高、低压发生器所产生的冷剂蒸气凝结在冷凝器管簇外表面上,流经管簇里面的冷却水吸收凝结过程产生的凝结热,并带到制冷系统外。凝结后的冷剂水汇集起来,经节流装置淋洒在蒸发器管簇外表面上,因蒸发器内压力低,部分冷剂水闪发吸收冷媒水的热量,因而产生部分制冷效应。尚未蒸发的大部分冷剂水由蒸发器泵11喷淋在蒸发器管簇外表面,吸收通过管簇内流经的冷媒水热量,蒸发成冷剂蒸气而进入吸收器。 冷媒水的热量被吸收,水温降低,从而达到制冷的目的,并完成制冷循环。在吸收器中喷淋中间浓度混合溶液,吸收制冷剂蒸气,使蒸发器处于低压状态,溶液吸收冷剂蒸气后,靠热压缩系统再产生制冷剂蒸气,从而保证制冷过程周而复始的循环。 61 陕西省电工作业考核指导书 三、直燃型溴化锂冷(热)水机的制冷工作原理、供热循环及供卫生热水循环 (一)直燃型澳冷(热)水机的制冷工作原理 直燃机的制冷原理与蒸气型、热水型溴化锂制冷机相同,其制冷工作原理如图5—4所示。 (二)直燃型溴冷(热)水机的供热循环 直燃型溴冷(热)水机的供热循环,可分为主体供暖循环和热水器分割供暖循环两种类型。 1(主体采暖 燃烧机燃烧加热高压发生器中的溴化锂溶液,分离出的水蒸气直接进入蒸发器加热盘管中的采暖水,而自身被冷凝成液态水,与高压发生器产生的浓溶液混合后再回到高压发生器。 2(热水器采暖 高压发生器产生的水蒸气直接进入热水器进行汽水换热加热盘管中的采暖水,而自身被冷凝成液态水回到高压发生器。 热水器供暖循环的工作原理如图5—5所示。热水器供暖循环具有以下特点: (1)减少主体磨损与腐蚀。向机内充入氮气,可避免外界空气进入,可使寿命延长一倍以上。 (2)减少运转部件。整台主机只有1台燃烧机在运转,因而可靠性更高。 (3)可以提高温水品位,使温度达到95?,可用于暖气片采暖。 (4)减少机组散热损失。由于主体为冷态,因而散热面积大为减少。 (5)降低排烟温度,减少排烟热损失。 (6)由于没有多级温度控制、压力控制及安全阀保护,高压发生器在任何时候均为负压,绝对安全。 3(直燃型溴化锂冷(热)水机的供卫生热水循环 直燃机制取卫生热水必须通过热水器,单独制取卫生热水必须使主体与高压发生器完全隔离。工作时,高压发生器产生的水蒸气进入热水器进行汽水换热,在加热盘管中的卫生热水后,自身凝结成液态水回到高压发生器,如此循环不已。其主要特点有: ?节省设备购置费用和设备占地; ?提高了直燃机的利用率,而不增加运转费用; ?运转安全,高压发生器在任何时候均为负压运转; ?抗结垢设计的热水器,即便长期使用未软化的水,也不易结垢,且容易清理; ?减少排烟及主体散热损失,提高了能量利用率; ?可以在制冷或采暖的同时制取卫生热水,亦可单独提供卫生热水; ?操作简单,控制灵活。 3.7 溴化锂吸收式冷水机组运行时的危险性与故障。 溴冷机组在运行中会因停电而突然停机。此时机内溴化锂溶液的浓度(质量分数)较高,一般为6,,65,,机组又不能进行稀释运转,随着停电时间的延长,机内的溴化锂溶液会发生结晶。 由于机组内溶液浓度较高,停电时间又长,溶液温度逐渐降低,容易发生结晶。 冷却水断水如得不到及时处理,易造成溶液结晶和屏蔽电机温升过高受损等故障。 循环故障发现不及时或处理不当,易造成蒸发器传热管冻裂事故,这将迫使制冷机长时 62 陕西省电工作业考核指导书 间停车。 溴冷机的溶液结晶是常见故障。加热蒸汽压力过高,冷却水进口温度过低,溶液循环量过小或有不凝性气体存在等等,都可能引起结晶。 机组中最易产生结晶的部位是溶液热交换器的浓溶液出口处,该处的溶液浓度较高,当温度降低时,最容易出现结晶。一旦出现结晶,由于浓溶液出口堵塞,发生器中液位将越来越高。当液位超过J形管口时,溶液就绕过低温热交换器,经J形管直接进入吸收器。因此,J形管手感热烫是溶液产生结晶的明显特征。此时低压发生器液位升高,冷量下降,冷水出口温度上升。 结晶后温度较高的浓溶液经J形管直接进入吸收器,使稀溶液温度升高。而稀溶液通过热交换器就可使结晶溶解。结晶初期用此法即可见效,一般经过15 min左右即可消除。但利用J形管溶晶法无法自动消除严重的结晶,此时,必须采用下列操作方法:适当减少供气量和减少冷却水量,控制稀溶液温度在60?左右,间断启闭发生器泵,使低压发生器中温度较高的溶液沿着稀溶液的管路经低温热交换器回流到吸收器。如此反复数次结晶即能消除。如高温热交换器结晶,则高压发生器液位升高,可同样采取间歇启动发生器泵的方法来消除结晶。 若结晶严重,上述方法仍不能奏效,则需借助外界热源消除结晶,即用蒸汽凝结水或用蒸汽在浓溶液出口侧加热。 3.8水质对吸收式冷水机组运行的影响和对水质的要求。 自然水中溶有各种矿物和盐类,水源不同,水质亦不同,如海水与淡水,地表水与地下水的水质都不一样。除含有高钾、钠的软水外,一半天然水中都溶有重碳酸盐,这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成分。 水垢附着的危害,不仅降低换热器的传热效率,降低制冷量,而且导致冷凝压力超高、压缩机功耗过大,危及安全运行,甚至被迫停产。 循环水系统中,换热设备主要采用铜材或碳钢材料。长期使用循环冷却水,会发生腐蚀穿孔。 制冷空调系统主要采用循环水系统进行冷却或输送冷量,循环水起着冷热交换的作用,在制冷空调装置使用过程中,因水质问题导致设备结垢,腐蚀,污物堵塞,致使制冷空调系统运行过程中制冷量下降,运转压力过高及能耗提高,运行工况恶化,影响着制冷空调系统的正常与安全运行。因此,加强制冷空调系统循环水的管理是机房运行安全管理的重要内容。应建立循环水质管理制度,其原则要求可简述为: 1(应定期检验冷却水和冷冻水的水质情况,如水中钙、镁离子浓度、pH值及电导率。 2(定期向水中添加适量化学药剂,使冷却水和冷冻水的离子浓度保持相应平衡。 3(机组运行前应对冷水系统和冷却水系统进行清洗,季节停机前,应把冷冻水和冷却水全都放净,打开换热器水盖检查管板及传热管的表面积泥、结垢以及腐蚀情况,如发现结垢等情况应进行清除,以保证热交换质量。 检修期内应对冷却水用蓄水池进行清洗,并对水循环过程中产生的杂物进行彻底的清除以保证循环水管路的畅通。 4(严格管理循环水管路,防止跑冒滴漏,发现隐患及时排除。注意节约用水。 63 陕西省电工作业考核指导书 3.9仪表(压力表、温度计及真空表)、安全装置(安全阀、压力、温度、液位显示控制器、断水保护器、燃烧系统安全装置等)的作用、结构、安装要求和参数设定值。 一、冷剂水和冷媒水防冻装置 (一)冻结原因 1.在溴冷机运行过程中,由于发生故障、过滤器堵塞、冷水阀门未开或冷水流量降至额定值的50%以下以及突然停电导致冷水水流中断。 2.出现低负荷、冷凉自动调节系统失灵。 3.加热蒸汽量供应过大,则会引起蒸汽温度过低 (二)防冻安全装置. 1.低温保护装置 (1)即在冷剂水管或出蒸发器冷水道上装一温度继电器,当冷剂水水温低于2?~3?或冷水进口温度低于3?~4?时,温度继电器断开,使蒸发泵停止工作,并关闭加热蒸汽阀门。 (2)低温保护装置的检验 机组安装时必须检查低水温保护装置。每个使用季节必须检查一次,检查时,把螺丝刀伸进调节槽中,旋转刻度盘,把所希望的机组的停机温度正好对准表上的固定指针,然后,把温包浸在装满水和碎冰的混合液的容器里,用温度计搅拌此溶液,冰融化时,温度会降低,记下温度继电器截止时的温度,这一温度只能与刻度盘上的指定只相差1?~2?。 2.冷水断水保护装置 (1)压力压差控制器在冷水管道上安装一个压力继电器。当冷水泵等发生故障时,冷水水流中断或减少,冷水管道上的压力降低,压力继电器动作,使制冷剂停止运行,压差继电器的作用与压力继电器相同,只是压差几点起能更可靠的反应冷水水泵是否发生故障。 (2)靶式流量控制器 靶式流量控制器采用靶式传感器,与执行器配套,主要用于对冷却水、冷水系统的流量控制及报警。正常工作时,水流对靶片产生的作用于弹簧的压力平衡,形成一种电路状态。当水流发生变化时,靶片所受到的作用力与弹簧力的平衡被破坏,靶片产生转动,拨动微动开关,使电路闭合或断开,从而达到控制和报警的目的。每个靶式流量控制器上有三付靶片,不同的管径与流量应选用不同的靶片,以达到最佳调节效果。 二、防结晶装置 在机组运行或停机过程中因溴化锂溶液的浓度过高过温度过低会使溴冷机中溴化锂溶液结晶,破式制冷剂停止运行。 为解决溴化锂溶液结晶问题,在制冷机的结构上通常采用J型管(防结晶管)作为溶晶装置。当浓溶液在热交换出口处结晶时,浓溶液不能流入吸收器致使通过J型管直接进入吸收器,而当溶液泵将此高温的溶液经热交换器送入发生器时,就会使热交换器重的结晶自动的溶解,从而消除结晶现象。 三、冷却水温度过低保护装置 冷却水温度过低会造成冷凝器冷凝压力过低,事发时过程变得剧烈,发生器中的溶液液滴可能被冷剂蒸汽带入冷凝器中,致使进入蒸发器的冷凝水中含有微量溴化锂而致使冷凝水被污染,影响制冷机的性能。因此,冷凝水温度必须随负荷加以控制。图9——20所示为借 64 陕西省电工作业考核指导书 助装在吸收器出口至冷凝器进口之间的冷却水管道上的冷却水量调节装置,来控制冷却水温度,以防止冷剂水被污染。当冷却水温度低于指定值时,安装在吸收器的冷却水量,使进入冷凝器的冷却水温度保持恒定。其设定值下限为24?。 四、高压发生器压力保护装置 其作用是:当高压发生器压力升高到给定值时,关闭蒸汽阀门,防止高压发生器超压。它的结构较为简单,将一个压力继电器安装在高压发生器的气囊上,继电器控制蒸汽阀门的开闭,当压力升高时,继电器动作关闭蒸汽阀,溴冷机呈稀释运行状态。其设定值为0.01MPa. 五、屏蔽泵点击过电流保护装置 如果制冷剂上任一屏蔽泵电机因故障过电流时,设置在电路中的热继电器或熔断器动作,切断电源,制冷剂立即停止运行。 六、冷却水断水保护装置 若冷却水断水,易造成溶液结晶和屏蔽泵电机温升过高受损等故障。 在冷却水管道上安装断水保护器或压差控制器,如靶式流量计,当冷却水流量小于50,时,起到停机和报警作用。 七、冷剂水液位保护装置 蒸发器液囊里的冷剂水液位在运行工况发生变化是,波动较大。液位过低容易造成蒸发器泵的气蚀。一般在液囊里装两支液位传感器,当液位下降时输出信号给液位调解器,使蒸发器泵停止运行,当液位升高到一定位置时候,调节器使蒸发器泵运转。 八、燃烧系统安全保护装置 具有燃烧设备的制冷机组应具有以下安全装置: 1. 安全点火装置 直燃式机组的燃烧系统分为助燃系统和点火燃烧系统。主燃烧系统是机组的加热 源,由主燃烧器、主稳压器、燃料控制阀等组成,供机组在制冷或制热时使用。点火燃 烧系统有点火燃烧器、点火稳压器、点火电磁阀等构成,其作用是辅助主燃烧器点火。 点火燃烧器内设有电打火装置,启动时,点火燃烧器先投入工作,经火焰检测器确定正 常后,延时打开主燃料阀,使主燃料系统进行正常燃烧,一旦主燃烧器正常工作,点火 燃烧器即自动熄灭。如果点火燃烧器点火失败,受火焰检测器燃烧器阀将不会被打开, 防止燃料大量溢出,发生泄漏或爆炸事故。 2. 燃烧压力保护装置 机组工作时候,需要保持燃烧压力相对稳定。燃烧压力的波动会使正常燃烧受到影 响,严重时甚至会产生回火或爆炸等故障。因此,在燃气系统中安装燃气压力控制 器,一旦燃气的压力波动超过设定范围,压力控制器立即动作,发出警报信号,同 时切断燃料供应,使机组转入稀释状态。 3. 熄火安全装置 当燃气型机组熄火或点火失败时,炉膛内往往留有一定量的燃气。这部分气体应及 时排出机外,否则再次点火时有产生燃气爆炸的危险。一般应用延时继电器等控制元件, 使燃烧器的风机在熄火后继续工作,将炉膛内的燃气吹扫干净。 4. 排气高温继电器 当排气温度超过300?以上时,机组自动停止工作。 5. 空气压力开关‘ 当空气压力低于490Pa时,机组自动停止工作。 6. 燃烧器风扇过电流保护 设置热继电器或熔断器等保护装置,防止燃烧器风扇故障。若过载保护器动作,机 65 陕西省电工作业考核指导书 组自动停止运行。 3.10 溴化锂吸收式冷水机组的自控系统。 自控安全保护系统是溴化锂机组的必要部分,也是使其安全可靠运行的重要保障。它的主要功能实在系统出现异常工作状态时,能够及时预报、警告,并能视情况恶化的程度,采取相应的保护措施,防止事故的发生,此外还可进行安全监控等。 溴化锂机组的安全保护按故障发生的程度可分为两种:一种为重故障保护;另一种为轻故障保护。种故障保护是针对机组设备发生异常情况而采取的保护措施。在这种情况下,系统故障发生而导致安全保护装置动作后,必须检测设备,查出机组异常运行的原因,待排除故障后,再通过人工启动才能使机器恢复正常运行,如冷水流量过小 、高压发生器溶液温度过高、高压发生器压力过高、屏蔽泵过载、冷却水断水、冷却水低温等均属重故障保护。倾国张保护是针对机组偏离正常工作情况而采取的一种保护措施,通常机组自动控制系统能够根据异常情况采取相应措施,使参数从宜昌恢复正常,并使机组自动重新启动,如冷低温、冷剂水低温和熔品管高温等均属轻故障保护。 3.11 真空泵的操作和维护方法。 在气密性试验之后,充注制冷剂之前,必须对制冷系统抽真空,使系统内残留气体的压力不超过1kPa,最好是低于133Pa。抽真空时常用的方法有高压单侧抽空、低压单侧抽空、高低压双侧抽空、二次抽空等方法,在小型制冷空调装置的修理工作中常用后三种。 以毛细管节流的电冰箱和小型空调器修理后,抽真空常用低压单侧抽空方法。这种方法所得到的真空度不高,高压侧残留气体的压力通常为667Pa,其操作过程为: 1(利用气密性试验的接头,接上带真空压力表的三通修理阀,按图11—19进行连接。仍可以用专用组合表阀来代替三通修理阀,接法与气密性试验相同。 2(打开三通修理阀,起动真空泵抽气。 3(当真空压力表所示压力降至133Pa以下后,关闭三通修理阀,关闭真空泵。 4(保持真空6小时,如压力不上升,则真空度达到要求。如压力回升,则系统中所含水分过多,需重复进行以上四步骤。 5(拆开与真空泵的连接。 图11,19中真空泵与三通修理阀之间可接一个带有锥形橡胶密封盖的大口瓶,在其中加半瓶真空泵油,由制冷系统来的进气管插在油面以下10mm,到真空泵去抽气管口在油面以上20mm。接大口瓶作用是可以看到抽真空的进程,且可防止系统中的污物进入真空泵中。 对于采用各种节流阀节流的制冷系统,如采用低压单侧抽真空则高压侧空气无法顺利抽出,残留气体压力过高。为此,对于这类制冷系统采用高低压双侧抽真空方法,可使残留气体压力降至133Pa,其连接方法见图11—20。此时的抽真空步骤为: (1)在压缩机工艺管和冷凝器工艺管两处,或是接在压缩机进、排气阀多用接口上,接上带真空压力表的三通修理阀,按图11—20进行连接。如用专用组合表阀来代替三通修理阀,则将专用组合表阀的低压接口用软管接压缩机工艺管,高压接口接冷凝器工艺管,三通接口与减压调节阀连接。 66 陕西省电工作业考核指导书 (2)打开三通修理阀,起动真空泵抽气。 (3)当压力降至133Pa以下后,关闭三通修理阀,关闭真空泵。 (4)保持真空6小时,如压力不上升,则真空度达到要求。如压力回升,则系统中所含水分过多,需重复进行以上四步骤。 (5)拆开与真空泵的连接。 当所需真空度要求较高,如低温箱的制冷系统,或是所用真空泵可达到的极限压力不足,可采用二次抽真空方法。此方法是在抽真空达到133Pa以后,向系统中充人少量制冷剂气体,使压力达到100kPa,然后再进行一次抽真空操作。 抽真空所用设备是旋片式真空泵,其基本结构如图11—21所示。其转子偏心安装于泵体腔内,在转子上装有两个滑动旋片,在弹簧的作用下,旋片与泵体紧密接触,将泵体腔分成不同的室,与进气口相接的是进气室,旋片与泵体腔壁围起来的是压缩室,与排气口相接的是排气室。当转子旋转时,进气室逐渐扩大吸入气体,压缩腔逐渐缩小将气体压力升高,排气腔也逐步缩小将气体排向大气。当旋片转过吸气口后,吸气腔成为压缩腔。当旋片转过排气口后,压缩腔成为排气腔。如此循环不断进行吸、压、排气过程,从而抽出气体得到真空。 3.12 溴化锂吸收式冷水机组的安全操作规程、安全运行的标志、安全维护的方法和安全管理制度。 1(蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组的开机、停机步骤 由于溴化锂吸收式制冷机组结构型式及种类较多,下面就目前常用的蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组的开、停机加以介绍: (1)机组起动步骤 1)起动冷却水泵和冷水泵,徐徐打开冷却水泵和冷水泵排出阀,向机组输送冷却水和冷水,并调整流量至规定值?5%。同时,打开水管路系统上的放气阀,以排除水路内的空气。 2)按下机组控制箱内的电源开关,接通机组电源。 3)起动溶液泵,通过调节溶液泵出口的阀门,分别调节送往高压发生器和低压发生器的溶液量。对串联流程的双效机组,只需调节送往高压发生器的溶液量,将高、低压发生器的液位稳定在顶排传热管。同时使吸收器喷淋良好。 4)打开蒸汽管路上的凝水排放阀,打开蒸汽凝水管路上的放水阀,放尽凝水管路系统的存水,以免发生水击。 5)慢慢打开蒸汽阀门,向高压发生器供汽。对装有减压筏的机组还应调整减压阀,调整进入机组的蒸汽压力到规定值。 6)随着发生过程的进行,冷凝器中来自高压发生器管内的冷剂蒸汽凝水和冷凝的冷剂水一起流向蒸发器,当蒸发器水盘(或液囊)中的水达到规定值时,起动冷剂泵,机组便逐渐进入正常运行。 (2)机组停机步骤 机组停机操作主要是防止溴化锂溶液结晶,因此除机组需要充分稀释外,还要看机房内可能达到的最低温度,视下列两种情况处理。 1)环境温度在0?以上或暂时停机 停机操作步骤如下: ? 徐徐关闭蒸汽截止阀,停止向机组供汽。 67 陕西省电工作业考核指导书 ?溶液泵及冷剂泵继续运行,机组进入稀释状态,在机组稀释过程中,如果蒸发器冷剂水液位很低,冷剂泵吸空,应关闭冷剂泵。 ?溶液泵及冷剂泵继续运行20-30min,或者发生器浓溶液出口温度降低到70?,依次停止溶液泵及冷剂泵。 ?分析溶液质量分数,确认停机期间溶液不会产生结晶。 ?停止冷水泵、冷却水泵及冷却塔风机。 ?切断控制柜上电源。 2)当环境温度低于0?或停机时间较长时 停机操作步骤如下: 除按照以上步骤停机外,还要注意 将冷凝器水室、吸收器水室、蒸发器水室、发生器水室及凝水管路上的放水阀打开,放尽存水,以防冻结。 必要时冷剂泵内注入一些溴化锂溶液,以防停机期间,冷剂泵的存水冻结而损坏冷剂泵。 2(机组运行的调整操作 机组在起动后,首先要对机组进行运行调整。现场运行中,溴化锂吸收式机组并非在名义工况下运行,而且实际使用工况,每个用户均不尽相同,同时,使用工况随季节而变化。冷却水进口温度不可能也没有必要保证在32?,它与天气情况及冷却塔的型号性能等因素有关;即使是冷水出口温度,也不一定是7?,空调用水一般都高于7?,就是工艺用水,像钢铁工业和煤气生产工艺等用冷水也不一定是7?。因此,机组运行后,就必须根据使用情况对机组进行全面的调整,否则机组就不能高效正常的运行。机组运行调整是机组运行管理中首要的任务。 1(液面调整 机组运行初期,首先要对各设备的液位进行调整,特别是溴化锂的液面调整,否则,机组就无法正常运行,更不可能分析机组的运行性能。 (1)发生器液面的调整 发生器液位过高,溶液就会从折流板的上部直接进入发生器溶液出口管,使机组能力下降。发生器液位过低,则发生器出口溶液质量分数过高,易产生结晶。 1)高压发生器的液面调整 高压发生器液面调整的手动方式,就是调节溶液泵出口的溶液调节阀的开度,从而控制送到发生器的稀溶液的流量,使发生器的溶液至传热管的顶排附近。但是,高压发生器的液位是随热源变化而波动的。这是由于高压发生器流出的浓溶液流经热交换器而进入吸收器(或低压发生器),靠的是高压发生器中冷剂蒸汽压力与吸收器(或低压发生器)压力差。高压发生器的压力是随着热源升高而增大,热源降低而减小。另一方面,由吸收器通过溶液泵与溶液热交换器送至高压发生器的稀溶液量,与高压发生器的压力有关。高压发生器压力升高,则送至高压发生器的稀溶液量减少,更促使高压发生器液位降低。反之,高压发生器液位升高,沸腾的液滴随冷剂蒸汽而进入冷凝器,易造成冷剂水的污染。因而,为了使高压发生器液位维持稳定,须调节溶液泵出口溶液调节阀,或调节送至高压发生器的稀溶液量。 2)低压发生器的液位调整 低压发生器的液位调整基本都是手动进行的,而且一旦低压发生器的液位调定之后,机组运行过程中液面波动不大,这是因为低压发生器压力变化不大之故。由于冷却水温度变化不大,因此冷凝压力变化有限,而低压发生器压力又与冷凝压力基本相同。因此,在低压发生器的液面调到规定值之后,一般不需再调节。 (2)吸收器液面的调整 在发生器液位调到规定值且稳定之后,就要调节吸收器液面。由于实际使用工况与名义工况的差异,溴化锂吸收式机组在名义工况下运行。各部位的溴化锂溶液质量分数和名义工况是不相同的,如果冷却水温度低,或者冷水出口温度高,则机组内溴化锂溶液质量分数低,因此,吸收器溴化锂溶液就多,液位就高。反之,机内溴化锂溶 68 陕西省电工作业考核指导书 液质量分数高,吸收器液位就低,原来加入机组的溶液量就感不足。 在吸收器传热管束下方设置抽气管,抽除不凝性气体的机组,如果吸收器液位过高,抽气管浸入溶液中,机组就无法将不凝性气体排出机外。反之,如果吸收器液位过低,溶液泵吸空,将产生气蚀和噪音。 因此液位高就要放出溴化锂溶液,液位低就要加入溴化锂溶液。 (3)蒸发器液面调整 蒸发器水盘(或液囊)中的冷剂水的液面过低,,冷剂泵会吸空,产生气蚀和噪音。 3 灌注溴化锂溶液 当确认机组内真空试验合格后(一般将机组抽真空至绝对压力低于100Pa。或机组内存有溴化锂溶液或水时则抽至与环境温度相对应的水的饱和蒸汽压力以下,如环境温度为15?, 3则机内绝对压力应为9mm汞柱以下),方可进行溶液灌注工作。准备一只约0.5m陶瓷水缸,100目铜网及尼龙滤布各一张(大于水缸口)。尼龙滤布置下,铜网置上,盖在水缸口上,用绳捆在水缸口上,向网上倒溶液。用一根真空橡胶管内径为DN20,一头接机组加液阀上(设法将胶管内气体排出),另一头插入灌满溶液的水缸中,打开机组加液阀,利用大气压力将缸内溶液压入机组内,在灌注溶液时,需不断往水缸内灌溶液,以维持缸内至少有半缸以上溶液,缸内真空橡胶管的一端必须始终浸在溶液里,以免有空气进入机组。溶液灌注应分三次加入,首先加入总量的一半左右,然后关闭加液阀,点动溶液泵,判断并调整转向后,启动溶液泵,把溶液送到高压发生器。当高发液位达到视镜一半位置后,停止溶液泵,然后再加人总量的三分之一左右,启动燃烧器及溶液泵,使溶液循环,当吸收器液囊中液位下降至视镜位置后,停燃烧器及溶液泵,加入剩余的溶液。 灌注完毕后,仍需用真空泵抽取溶解于溶液中的空气,使机组真空达到合格。 4 溴化锂溶液排出机组 机组检修时,溶液需放出机组,一般是将溶液从机组排出转移到储液罐内。其方法: 1(储液罐必须抽真空达到合格。 2(用真空橡胶管将机组与储液罐相连(设法排除管中空气)。 3(打开机组加液阀和储液罐上的溶液进出口阀,关闭稀溶液调节阀,然后启动溶液泵,将溶液排入储液罐中,直至溶液泵吸空、停泵。 4(如因溶液泵损坏无法启动,可往机内充入0.02,0.04MPa压力的氮气,将机内溶液压出。 5(如机内溶液要放尽,在充氮条件下拧开机组各部件上的螺塞、螺栓,将机内溶液压出。 6(操作完毕后,立即启动真空泵抽真空,如有必要还需检漏。 5、机组取样操作(冷剂水、溶液) (一)冷剂水取样、测量 1(用真空胶管将取样器与冷剂水取样阀和抽气装置上的取样抽气阀接好,接口处涂抹少量真空脂。 2(启动真空泵,打开取样抽气阀,将取样器抽真空2,3分钟。 3(打开冷剂水取样阀,冷剂水流入取样器。 4(待取样适量后,先关冷剂水取样阀,再关取样抽气阀最后停真空泵。 5(将取样器中的冷剂水倒人250ml的量筒中用相对密度为1.0。1.1刻度的比重计测量冷剂水的相对密度。 (二) 溴化锂溶液的取样 溴化锂溶液的取样分稀溶液和浓溶液取样,浓溶液取样方法与冷剂水取样相同,取样位 69 陕西省电工作业考核指导书 置分别为溶液泵出口侧的加液阀和机组筒体底部分液盒上的浓溶液取样阀,取样时仅需将冷剂水取样阀改为上述两个阀即可。 稀溶液还可以采取正压取样,在机组运行过程中记住稀溶液调节阀开度后,关闭该阀门,打开溶液泵出口处压力表座上的真空隔膜阀(常闭)。如果压力表读数为正(P>0)则可以采用正压取样,取样时将容器放在加液阀阀口,打开加液阀,自动流入容器中,取样适量后,关闭加液阀及压力表座上的真空隔膜阀,再恢复稀溶液调节阀的开度位置。 6、正常运转标志: 1.蒸汽压力应在贵哦定的范围内,蒸汽温度不超过相应蒸汽压力饱和温度的30?以内。 2. 冷却水进口温度不低于25?,不高于32?为宜。 3.吸收其损失小于1?。 4.高压发生器、低压发生器、吸收器溶液液位和冷剂水水囊的水位都应在规定的位置上。 5.冷剂水比重小于1.04。 6.冷媒水出口温度不低于5?。 7.满负荷运转时蒸汽凝结水温度在90?以下,且冷却水、冷媒水进口压差和温差应达到设备技术文件规定。 8系统稀溶液、中间溶液、浓溶液的浓度应达到技术文件标准。溶液的PH值应在9.5~10.5之间,缓蚀剂铬酸锂含量一般在0.2%~0.3%之间。 9.发生泵、冷剂泵工作稳定、电机电流、泵的出口压力值符合技术要求、电机温升合格、运转声正常。 10.系统内压力值应始终保持在当时条件下溶液饱和压力值。 11.各种仪表指示正确、安全保护装置灵敏可靠。 3.13 溴化锂吸收式制冷机的常见故障(冷冻水和冷却水断水、断电、泄漏、溶液结晶、冷剂水污染、屏蔽泵电机的烧毁等)的分析与判断。 一、突然停电: 溴冷机组在运行中会因停电而突然停机。此时机内溴化锂溶液的浓度(质量分数)较高,一般为6,,65,,机组又不能进行稀释运转,随着停电时间的延长,机内的溴化锂溶液会发生结晶。 (一)短时间停电 如果停电时间较短,机组内溶液较高,一般来说,溶液结晶的可能性不大,可按下列程序进行启动: 1(启动冷水泵和冷却水泵。因为停电时,大多情况冷水泵和冷却水泵也停止,因此断水指示灯亮。 2(按下复位开关。 3(将自动一手动开关置于手动位置,启动溶液泵及冷剂泵,进行稀释运转,需要注意 70 陕西省电工作业考核指导书 蒸发器中冷剂水的液位,如液位过低,冷剂泵会发生吸空现象,这时应停止冷剂泵运转。 4(将自动一手动开关置于自动位置,按正常顺序进行机组启动。 5(检查冷剂水,其相对密度超过1.04,则应进行再生处理。 (二)长时间停电 由于机组内溶液浓度较高,停电时间又长,溶液温度逐渐降低,容易发生结晶,此时应按下列步骤进行处理: 1(立即关闭热源截止阀,并停止热能供应。 2(如果机组正在抽气,应立即关闭抽气主阀,以防空气漏入机组,并停止真空泵运转。 3(停止冷却水泵运转。 4(溶晶开关放在开的位置上(运行指示灯亮) 5(将溶液泵置于停止位置。 6(若恢复供电时,将热源调节阀放在30,的位置,注意溶液温度不超过70?。 7(此时应将溶晶开关置于开的位置,即30分钟内进行溶晶操作。 8(启动冷却水泵及溶液泵。 9(在注意观察吸收器液面的同时,进行30分钟左右的试运转。 10(如果在30分钟以内,吸收器液位过低,溶液泵发生气蚀现象,则不可继续运行。这就说明机组内的溶液发生了结晶,应当立即切断电源使机组停止运转。 11(通过上述步骤,确认机组溶液结晶,则按溶晶及排除方法有关内容进行溶晶。 12(机组溶晶结束后,可正常启动机组,并测量冷剂水相对密度是否在1(04范围内,符合要求,即可使机组正常运行。 二、突然停冷却水: 冷却水断水如得不到及时处理,易造成溶液结晶和屏蔽电机温升过高受损等故障。冷却水断水处理方法: (1)立即通知供热部门停止供给蒸气,以防溶液浓度继续升高; (2)关闭蒸发器泵出口阀,并打开冷剂水旁通阀以稀释溶液; (3)关闭吸收泵。 上述操作可同时进行,但必须首先关闭蒸气。如短时间内无法消除,而溶液温度下降到60?左右时,关闭发生器泵和冷水泵,停止溴冷机的运行,并找出原因尽快予以消除。 三、突然停冷水的处理 故障发现不及时或处理不当,易造成蒸发器传热管冻裂事故,这将迫使制冷机长时间停车。 (一)冷水断水的原因 1(动力电源突然中断; 2(水泵出现故障; 3(水池水位过低使水泵吸空。 (二)冷水断水故障的处理方法 1(关闭蒸发器泵和吸收器泵,打开冷剂水旁通阀门稀释溶液,以免结晶; 2(打开冷媒水循环阀门,迅速将蒸发器冷媒水排管内积水排净; 3(通知供热部门停止供气(蒸气型),或在打开紧急排气阀门的同时关闭加热蒸气; 4(保持发生器泵和冷却水泵继续运转,如故障短时间得以排除,可继续开机运转制冷。 由于种种因素,冷媒水断水使排管冻结事故偶尔也有发生。冻结先从蒸发器的冷剂水开始,这可从蒸发器视镜看到冰柱。 (三)冻结事故的处理方法 1(首先按上述处理冷媒水断水的程序进行紧急处理,以防冻结加剧; 71 陕西省电工作业考核指导书 2(发生器泵和冷却水泵继续运转,向发生器输送0.1 MPa的低压蒸气,以加热溶液,促使蒸发器升温,借以溶化结冰; 3(溶冰过程进行到使蒸发器液囊中水位上涨到可避免水轮气蚀时,开启蒸发器泵,打开旁通阀门稀释溶液。此时,为了迅速提高溶液温度,应适量减少冷却水量,并使吸收器溶液保持在60?左右,直到结冰彻底溶化。 结冰溶化后,密切注视机内真空度的变化,如真空度下降,说明传热管有冻裂。此时应立即进行检漏试验。为了缩短抢修时间,可采用负压检漏法。具体操作如下: 打开水室盖,做好管口清洁,然后用“听、看、试”的经验方法进行检漏。泄漏严重时会听到“嘶嘶”的吸人空气声音;传热管如有孔洞或裂缝时,管内积水有可能被吸入机内而透光;当怀疑重点确定后,再利用微压计或自制u形试漏仪测试。用橡胶塞把传热管的一端塞紧,将u形测漏仪插头插入管子的另一端。如泄漏量较大时,当插头插入管口后,接大气一端的液柱会迅速下降;即使漏量较小,几十秒钟后也会产生压差反映。如漏管不多,可用圆锥黄铜棒塞死。一般可不更换新管,因换管工艺难度大,机内暴气时间长,会加剧机内金属腐蚀。但当漏管数量超过10,时,则应补换新管,否则会使传热面积减小,制冷效率大幅度下降。 用圆锥棒封堵传热管时,为保证密封,可在管口内侧或铜棒上涂一层环氧树脂,塞堵时锤击力量要适当,以免挤压相邻的胀口使其变形而泄漏。漏管封堵后,开启真空泵抽真空至规定标准。 (四)溶液结晶的处理 溴冷机的溶液结晶是常见故障。加热蒸汽压力过高,冷却水进口温度过低,溶液循环量过小或有不凝性气体存在等等,都可能引起结晶。 机组中最易产生结晶的部位是溶液热交换器的浓溶液出口处,该处的溶液浓度较高,当温度降低时,最容易出现结晶。一旦出现结晶,由于浓溶液出口堵塞,发生器中液位将越来越高。当液位超过J形管口时,溶液就绕过低温热交换器,经J形管直接进入吸收器。因此,J形管手感热烫是溶液产生结晶的明显特征。此时低压发生器液位升高,冷量下降,冷水出口温度上升。 结晶后温度较高的浓溶液经J形管直接进入吸收器,使稀溶液温度升高。而稀溶液通过热交换器就可使结晶溶解。结晶初期用此法即可见效,一般经过15 min左右即可消除。但利用J形管溶晶法无法自动消除严重的结晶,此时,必须采用下列操作方法:适当减少供气量和减少冷却水量,控制稀溶液温度在60?左右,间断启闭发生器泵,使低压发生器中温度较高的溶液沿着稀溶液的管路经低温热交换器回流到吸收器。如此反复数次结晶即能消除。如高温热交换器结晶,则高压发生器液位升高,可同样采取间歇启动发生器泵的方法来消除结晶。 若结晶严重,上述方法仍不能奏效,则需借助外界热源消除结晶,即用蒸汽凝结水或用蒸汽在浓溶液出口侧加热。 为了防止再度出现溶液结晶,应分析造成结晶的具体原因,并采取合理的调节方法。需特别指出的是,当遇到雷雨冰雹天气时,冷却水出塔温度会急剧下降到20?左右,操作人员应及时关停风机,减少冷却水量,以防低于26?的冷却水进入机组而造成结晶。 如何判断溶液是否结晶,是防止溶液结晶和发生结晶后进行溶晶处理的关键。现举例说明判断溶液结晶的方法。 例低压发生器出口浓溶液浓度为61.5,,吸收器进口冷却水温度为22?,此时浓溶液有无结晶的可能? 解:从溴化锂溶液结晶曲线图(如图6—2所示)查得,浓度为61.5,的溶液其结晶温度是30?。冷却水进吸收器的温度和吸收器稀溶液的温度之差?t设计上一般取4?,5?,因 72 陕西省电工作业考核指导书 此吸收器稀溶液温度为: 22+5=27? 从溶液结晶曲线图可以看出,27?和61.5,的交点在结晶区。显然,当冷却水进吸收器温度下降到22?时,61(5,的溶液在低温热交换器的出口会出现结晶。 73
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