溴化锂吸收式冷水机组安装调试运行维护技术方案设计.docx
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溴化锂吸收式冷水机组安装调试运行维护技术方案设计
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蒸汽两效
溴化锂吸收式冷水机组
调试、运行、维护
技术方案
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广州申河水暖设备有限公司
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十三、结晶与熔晶37
十四、蒸汽两效溴化锂吸收式冷水机组操作规程38
附录一、运转数据整理与分析43
附录二、饱和水蒸汽表46
前言
本方案主要对蒸汽两效机组的安装、调试、操作、保养作了较为详细的说明,并附有操
作规程,以及安装、操作、保养所需的数据、图标,供应用时参考。
蒸汽单效机组、热水型机组与两效机组相比,少了一个高压发生器和一个高温热交换器。
热水型机组的加热热源为热水,蒸汽单效机组的加热热源为低压蒸汽,两者均为二泵制。
用
一台溶液泵代替发生器泵和吸收器泵的工作,外加一只引射器来同时完成稀溶液的输送和吸
收器的喷淋,而其他制冷原理和蒸汽两效机都一样。
所以本方案对蒸汽单效机和热水型机组
的使用和维护同样适用,不再另加叙述。
为使制冷机常年安全而高效地运行,必须进行预防管理,应制订常年管理计划表,并据
此进行有计划的管理。
为进行每天的运行管理,应参照使用方案制订运行日志,记录检查结
果,并与规定的极限值加以对比,使之不超过极限值。
如果可能,应把极限值打印在运行日
志上,以便在检查时与极限值相比较。
运行日志是制冷机的工作卡片。
除预定的检查项目外,
像冷剂水是从哪天开始补充等也应详细加以记录。
一旦发生事故,运行日志便是查明事故原
因的有力武器。
此外,根据每天的检查结果,例如通过对冷却水进、出口压差的一系列变化
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的分析,便可设想清洗传热管的时间。
特别是溴化锂吸收式制冷机,保持气密性是最重要的管理工作。
若空气漏入机内的量较
大,则不仅使机组性能大大降低,而且是引起腐蚀的重要原因。
因此,必须定期地把握机器
的密封状态,以便在必要时采取适当的措施。
溶液和冷剂的定期取样,对了解机器的内部状态是必要的;此外,冷却水和冷媒水的取
样和分析,也应作为定期检查的项目。
为使制冷机在较高的效率下运行,从而达到节能的目的,应经常把机器运行状态与调试
情况相比较,以便确定是否有性能下降的征兆。
一旦确定性能下降是由于气密性不良造成的,
暂时可用增加抽气次数来补救,并应尽早发现漏气地方,及时加以修复。
制冷机停机期间的管理工作也很重要,不应比运行期间的管理工作差,尤其是保持机器
的密封性能。
对于安装在室外的机器,还应考虑防冻和防结晶措施。
低负荷运行,特别是有二台以上机组联合运行时,必须根据冷却水温和复合率等因素,
让最佳台数的机组投入运行。
注:
1、机组技术规格、系统接管、基础要求及溴化锂制冷站的设计和安装要点详见产品样
本。
2、对使用自控装置的机组及直燃吸收式冷热水机另加叙述。
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一、概述
溴化锂吸收式冷水机组目前在国内外都有较大发展,特别是用于空调的溴冷机,已从工
厂扩展到宾馆、饭店、医院、影剧院、体育馆和办公大楼等部门。
溴冷机之所以能快速发展,
是由于它具有运行平稳、噪声低、能量调节范围广、维护操作简便等一系列优点;更为重要
的是,除可利用蒸汽、热水等热能外,还可利用工业余热、废热、太阳能、地热等低品位能
源为动力。
在当前国际禁用氟里昂的条件下,以氟为制冷剂的制冷机的发展将受到限制,而
无污染、无公害的溴冷机的发展前途将更为广阔。
与其它类型的制冷机相比,溴冷机具有下述特点:
(一)以热能为动力,电能耗用较小,且对热源要求不高,能利用各种低势热能和废汽、
废热,如高于20KPa(0.2kgf/cm2)表压饱和蒸汽、高于75℃的热水以及地热、太阳能等,有利于热源的综合利用。
具有很好的节电、节能效果,经济性好。
(二)整个机组除功率很小的屏蔽泵外,没有其他运动部件,振动小、噪声低,运行比较安静。
(三)以溴化锂溶液为工质,机器在真空状态下运转,无臭、无毒、无爆炸危险、安全可靠、无公害;有利于满足环境保护的要求。
(四)冷量调节范围宽。
随着外界负荷变化,机组可在10~100%的范围内进行冷量的
无级调节。
即使低负荷运行,热效率几乎不下降,性能稳定,能很好适应负荷变化的要求。
(五)对外界条件变化的适应性强。
如标准外界条件为:
蒸汽压力5.88×510Pa
(6kgf/cm2)表压,冷却水进口温度32℃,冷媒水出口温度10℃的蒸汽双效机,实际运行表明,
能在蒸汽压力(1.96~7.84)×105Pa(2.0~8.0kgf/cm
2)表压,冷却水进口温度25~40℃,
冷媒水出口温度5~15℃的宽阔范围内稳定运转。
(六)安装简便,对安装基础要求低。
机器运转时振动小,无需特殊基础,只考虑负荷
即可。
可安装在室内、室外、底层、楼层或屋顶。
安装时只需作一般校平,按要求连接汽、
水、电即可。
(七)制造简单,操作、维修保养方便。
机组中除屏蔽泵、真空泵和真空阀等附属设备
外,几乎都是换热设备,制造比较容易。
由于机组性能稳定,对外界条件变化适应性强,因
而操作比较简单。
机组的维修保养工作,主要在于保持气密性。
二、工作原理
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(一)一般原理
在日常生活中,我们都有这样的常识,把酒精涂在皮肤上会有凉爽的感觉,这是因为酒
精蒸发时吸取皮肤上热量的缘故。
实际上不仅是酒精,任何一种液体在蒸发成汽体的过程中,
都要吸收周围的热量。
另一方面,我们知道液体蒸发(沸腾)温度与其相应的压力有关,例如:
一个大气压下,
水的蒸发温度为100℃,而在0.00891大气压时,它的蒸发温度就降低为5℃了。
可见,水的
蒸发温度随压力的降低而降低。
这样,只要给我们创造一个压力很低,或者说真空度很高的
空间,并让水在其中蒸发,就能制出与这个低压相应的低温水了。
溴化锂吸收式制冷机就是利用上述原理,让水在压力很低的蒸发器中蒸发、吸热,制出
低温冷媒水的。
显然,为使蒸发器中的蒸发、吸热过程不断的进行,必须不断的补充蒸发掉
的水,并不断带走蒸发后的水蒸汽,这一功能就是依靠溴化锂溶液的特性来实现的。
(二)制冷循环
蒸汽两效溴化锂吸收式冷水机组工作原理如图2-1所示。
冷暖切换阀F1、F2处于关闭
状态。
吸收器出口稀溶液,由溶液泵输送,经过低温热交换器、高温热交换器加热后进入高
压发生器。
在高压发生器中,稀溶液被燃烧器输入的热量加热沸腾,产生高压、高温冷剂蒸
汽,溶液被浓缩成中间溶液。
中间溶液,经高温热交换器进入低压发生器。
被来自高压发生器内的高压、高温冷剂蒸
汽加热,产生冷剂蒸汽,溶液进一步浓缩成浓溶液。
高压发生器中产生的高压、高温冷剂蒸汽,加热低压发生器的中间溶液后,凝结成冷剂
水,经节流后,压力降低,与低压发生器中产生的冷剂蒸汽一起,进入冷凝器被冷凝器中的
冷却水冷却,成为与冷凝压力相对应的冷剂水。
在冷凝器中产生的冷剂水,经U形管节流后进入蒸发器。
由于蒸发器中的压力很低,便
有部分冷剂水蒸发,而大部分冷剂水由冷剂泵输送,喷淋在蒸发器管簇上,吸收在管内流动
的冷水的热量而蒸发,使管簇内冷水的温度降低,从而达到制冷的目的。
由低压发生器出来的浓溶液流经低温热交换器进入吸收器,喷淋在吸收器管簇上,被在
管内流动的冷却水冷却,温度降低后,吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽,成为稀溶液。
这样,浓
溶液不断地吸收蒸发器中冷剂水蒸发而产生的冷剂蒸汽,使蒸发器中的蒸发过程不断地进行。
因吸收来自蒸发器中冷剂蒸汽而变稀的溴化锂溶液,再由溶液泵送往高压发生器沸腾、浓
缩。
这样便完成了一个制冷循环。
过程如此循环不息,蒸发器就能不断地输出低温冷水,供
空调或生产工艺降温之用。
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卫生热水出2
卫生热水进
冷
低
卫生热水器
3
冷却水出
F10
凝
压
器
发
生
高压发生器
器
F1
1
F9
排烟
冷水出
F1110
自
4
蒸发器
吸收器
动
熔
F2
F129
晶
冷水进
管
冷却水进
F138
F14
5
高温热交换器
F77
冷阻
却油
器器
F6
真空泵
浓溶液
中间溶液
稀溶液
冷却水
冷水
冷剂水
冷剂蒸汽
卫生热水
F8
自
动6
抽
气
装
置
F5
F4
冷剂泵
溶液泵
F1采暖蒸汽阀
F2采暖溶液阀
F3溶液取样阀
F4冷剂水取样阀
F5冷剂水再生阀
F6极限真空抽气阀
F7抽气总阀
燃
空
料
气
进
进
低温热交换器
1
排烟温度
2
卫生热水出口温度
F3
3
高发压力
4
高发中间溶液温度
5
溶晶管温度
F8
吸收器抽气切换阀
6
蒸发器液位
F9
冷凝器抽气切换阀
蒸发温度
7
自动抽气装置液位
冷却水阀
I(
系统上)
F10
8
冷却水进温度
F11冷水阀I(
系统上)
冷却水进靶式流量计
F12
冷水阀II
(
系统上)9
冷水进温度
F13
冷却水阀
II(
系统上)
冷水进靶式流量计
冷水出口温度
F14连通阀
10
冷水出靶式流量计
图2-1制冷循环原理图
(三)制暖循环
蒸汽两效溴化锂吸收式冷水机组的采暖流程如图2—2所示,冷暖切换阀F1、F2、F14
开启,F10、F13关闭,冷却水回路和冷剂水回路停止运行,冷水回路转换为热水回路。
吸
收器、冷凝器、低压发生器、高温热交换器、低温热交换器停止工作。
吸收器中的稀溶液由
溶液泵输送到高压发生器,被加热浓缩。
所产生的冷剂蒸汽经管道和阀F1进入蒸发器,在蒸
发器管簇上冷凝,加热在蒸发器管簇内流动的热水。
凝结下来的冷剂水,由蒸发器水盘溢出,
进入吸收器。
高压发生器中的浓溶液经阀F2进入吸收器,并和进入吸收器的冷剂水混合成稀
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溶液。
稀溶液由溶液泵送入高压发生器加热。
这样往复循环达到采暖目的。
卫生热水出2
冷
低
3
10
凝
压
F
器
发
生
器
F1
9
F
热水出
F11
7
4
自
蒸发器
吸收器
动
F2
熔
热水进
12
6
晶
F
管
F13
F14
F8
F7
5
自
动
冷
阻
抽
却
气
器
油
装
器
6
置
F
F5
真空泵
F4
溶液泵
F3
冷剂泵
卫生热水进
高压发生器1
排烟
燃空
料气
进进
1
排烟温度
2
卫生热水出口温度
F1
采暖蒸汽阀
浓溶液
F2
采暖溶液阀
F3
稀溶液
溶液取样阀
采暖热水
F4
冷剂水取样阀
冷剂水
F5
冷剂水再生阀
冷剂蒸汽
F6
极限真空抽气阀
卫生热水
F7
抽气总阀
F8
吸收器抽气切换阀
9
冷凝器抽气切换阀
F
10
冷却水阀
I(
系统上)
F
F11
冷水阀I(
系统上)
F12
冷水阀II
(
系统上)
F13
冷却水阀
II(
系统上)
F14
连通阀
3
高发压力
4
高发中间溶液温度
5
自动抽气装置液位
6热水进温度
热水进靶式流量计
7热水出口温度
冷水出靶式流量计
图2-2制暖循环原理图
(三)工作特征
以加热蒸汽压力为0.4MPa(表)、冷水出口温度为10℃的两效机组为例,当工作蒸汽压力、冷水出口温度、冷却水进口温度等外界参数变化时,蒸汽两效机的制冷量也随之变
化。
1、工作蒸汽压力与制冷量的关系。
当其它条件不变,蒸汽压力偏离设计值0.1MPa时,机组的制冷量约变化9~11%。
2、冷媒水出口温度与制冷量的关系。
其它条件不变,当冷媒水出口温度偏离设计值1℃时,机组的制冷量变化约为6~7%。
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3、冷却水进口温度与制冷量的关系。
其它条件不变,当冷却水进口温度偏离设计值1℃时,机组制冷量约变化5~6%。
值得指出的是,外界参数偏离设计值当朝着降低制冷量的方向变化时,偏离值越大。
例
如:
蒸汽压力设计值为0.6MPa(表)的机组,当工作蒸汽压力低于0.4MPa(表)后,蒸汽
压力每降低0.1MPa(表),制冷量降低的幅度将超过11%,达20%左右,而当外界参数朝
着增加制冷量的方向变化时,超过某一范围后,制冷量增加的幅度下降,甚至不再增加。
例
如:
冷水出口温度设计值为10℃的机组,超过13℃后,继续提高冷水出口温度,制冷量的
增加就不太明显了。
三、主要部件及功能
蒸汽型两效机组由高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、
低温热交换器及凝水回热器等换热设备、屏蔽泵、阀门、电控箱组成。
整台机组属二筒结构,
低压发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器为主筒体,其中低压发生器——冷凝器位于主筒体上
部份,蒸发器——吸收器位于主筒体下部份,高压发生器为另一筒体。
1、高压发生器:
主要作用是将0.25~0.8MPa(表)工作蒸汽通入传热管内,加热管外
的溴化锂溶液,使溶液得到热量而沸腾,产生冷剂蒸汽,随着质量的传递,溶液被浓缩,所
产生的冷剂蒸汽则作为低压发生器的热源。
再一次加热低压发生器中的溴化锂溶液,产生第
二股冷剂蒸汽,这就是两效的涵意。
2、低压发生器:
利用高压发生器产生的高温冷剂蒸汽来加热管外溶液,产生第二股冷
剂蒸汽。
3、冷凝器:
冷凝器为冷凝冷剂蒸汽的设备,管内通以冷却水,冷剂蒸汽在管子外表面
凝结,凝结后的冷剂水由水盘进入蒸发器。
4、蒸发器:
蒸发器为制取冷量的设备,通过冷剂水的蒸发,吸收冷媒水的热量,降低
其温度,达到制冷目的。
通常冷剂水在管外蒸发,管内通以冷媒水,冷媒水放出热量后温度
降低。
5、吸收器:
吸收器是溴化锂吸收式制冷机中用以吸收冷剂蒸汽的重要设备,蒸发器中
的冷剂蒸汽若不能及时被吸收,真空度就不能保持,蒸发过程将无法持续进行。
6、溶液热交换器:
高低温溶液热交换器都是以温度高的浓溶液将热量传给温度低的稀
溶液,从而减轻发生器和吸收器的热负荷。
7、凝水回热器:
作用在于使高压发生器出口高温凝水与稀溶液进行热交换,降低凝水
的出口温度,同时提高进入低压发生器稀溶液的温度,进一步提高机组的热效率。
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四、电气系统、隔热、保温及仪表安装
1、电气系统:
机组中屏蔽泵、真空泵以及有关自控设备的电气线路
,一般已在出厂前
接好,电控箱也随机出厂
,使用时只要把电源接入电控箱即可
。
电源接通后,屏蔽泵的转向可根据运转时泵的声音及电源的大小来判断
,转向不对时通
过改换接线来调整
。
2、隔热保温:
为了提高机组的热效率
,通常应对工作蒸汽、冷媒水管道,以及机组中
的高、低压发生器,高、低温热交换器、蒸发器等部位进行隔热保温
。
一般管路的保温工作
在安装管路时进行
,保温材料可用硅藻石棉
、玻璃纤维、聚苯乙烯泡沫塑料等
。
3、仪表安装:
机组运转或性能测试所需的仪表及安装位置
,如下表所示。
测试仪表及安装位置
序号
名
称
规格
安装位置
数量
?
150:
0
1
弹簧管式压力表
—
1、减压阀或蒸汽调节阀前后蒸汽管路
2
10kgf/cm2
0—200℃
1、高压发生器进口蒸汽管路
1
2、高压发生器出口浓溶液管路
1
2
水银温度计
分度值:
3、高压发生器出口凝水管路
1
1℃或2℃
4、凝水热交换器出口凝水管路
1
实验室水
0—50℃
1、蒸发器进、出口冷媒水管路
2
3
分度值:
2、吸收器进、出口冷却水管路
2
银温度计
0.1℃
3、冷凝器出口冷却水管路
1
0—100℃
1、低压发生器出口浓溶液管路
1
2、发生器泵出口稀溶液管路
1
4
水银温度计
分度值:
3、吸收器泵出口喷淋溶液管路
1
1.0℃
4、高低温热交换器出口溶液管路
2
流量计(孔板
1、冷媒水进口(或出口)管路
1
5
额定流量
2、冷却水进口(或出口)管路
1
或水表)
3、加热蒸汽进口管路(不能用水表)
1
安装流量计时,它的进、出口按规定要有一定距离的直管段
。
五、溴化锂溶液的性质
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1、一般性质
溴化锂溶液由固体溴化锂溶解于水中而成。
通常,由氢溴酸和氢氧化锂通过中和反应来制取:
HBr+LiOH—→LiBr+H2O
由于锂和溴分别属于碱金属和卤族元素,因此可以想象它的一般性质与食盐(NaCl)相
似,在大气中不变质,不分解,不挥发,是一种稳定的物质。
未添加缓蚀剂(Li2CrO3)前,溴化锂溶液是无色透明液体,无毒,入口有咸苦味,溅在皮肤上微痒。
添加铬酸锂后呈微黄
色。
溴化锂溶液的质量直接影响溴化锂吸收式制冷机的性能,因此,应对它的质量指标进行
严格控制,一般应达到下列技术指标:
(1)浓度:
50±1%
(2)碱度:
PH值在9.0~10.5的范围内
(3)铬酸锂含量:
~0.2%
(4)杂质最高含量:
氯化物(Cl-):
0.5%;
硫酸盐(SO4
-):
0.05%;
溴酸盐(BrO3-):
无反应;
氨
(NH3):
0.001%;
钡
(Ba):
0.001%;
钙
(Ca):
0.005%;
镁
(Mg)
:
0.001%
2、溶解度
溴化锂在水中的溶解度很高,常温下饱和溶液的浓度约为60%。
在一定的浓度下,随着温度的降低会有晶体析出;同样,在一定温度下,随着浓度的升高也会有晶体析出。
这在溴
化锂制冷机的运行过程和停机期间必须十分注意,以防止结晶事故的发生。
溴化锂溶液的溶解度曲线见附图1。
3、比重
溴化锂溶液的比重比水大,其数值与溶液的浓度和温度有关,如附图2所示。
只要测得溶液的比重和温度,便可利用附图2的比重图表,查得溶液的浓度。
4、比热
溴化锂溶液的比热较小。
比热小,发生过程中所需加给溶液的热量较小,吸收过程中所
必须从溶液中带走的热量也较小。
因此,有利于提高溴化锂吸收式制冷机的热力系数。
5、水蒸汽分压
溴化锂溶液的水蒸汽分压很低,因此吸水性强。
即对于蒸汽来说,溴化锂溶液是一种很
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