溴化鋰制冷機組腔體清洗技術.doc

1、溴化鋰制冷機組腔體清洗技術一前言 溴化鋰吸收式制冷（熱）機組是一種以蒸汽、熱水、燃油、燃氣和各種余熱為熱源,制取冷水或熱水的節(jié)電型制冷設備。具有耗電少、噪音低、運行平穩(wěn)、能量調節(jié)范圍廣、自動化程度高、安裝、維護、操作簡單等特點，在利用地勢能源與余熱方面有顯著的節(jié)能效果.另外，它還有對環(huán)境無污染,對大氣臭氧層無損壞作用的獨特優(yōu)勢。因而，廣泛用于紡織、化工、醫(yī)藥、冶金、機械制造石油等行業(yè)及賓館等各種公共建筑中. 溴化鋰吸收式制冷（熱）機組缺點是:腐蝕性強,對氣密性要求高。溴化鋰水溶液對金屬材料有較強的腐蝕性. 如運行管理不當,將造成機組腔體內部嚴重腐蝕，腐蝕物可使機組噴嘴堵塞，機組性能下降,壽命大

2、大縮短.因此對機組腔體進行化學清洗,徹底去除腐蝕產物，使機組噴嘴疏通,機組恢復原由性能,是溴化鋰吸收式制冷（熱）機組維護保養(yǎng)的一項非常重要的內容之一。 二垢物狀況 鐵和銅在溴化鋰溶液中的腐蝕，進行桌下列化學反應： Fe+H2O+0.5O2Fe（OH)2 Fe（OH）2+0.5H2O+0.25O2Fe(OH）3 4Fe(OH)2 Fe3O4+ Fe+4H2O 2Cu+0.5O2Cu2O Cu2O+0。5O2+2H2O 2Cu(OH)2 金屬鐵和銅在堿性溴化鋰溶液中，與氧結合生成鐵和銅的氫氧化物，如Fe3O4或Cu（OH）2等。 操作不當，真空泵油有部分會倒吸進機組內部，在加上機組溶液中舔加辛醇,

3、為水不溶性的油狀物. 因此，垢物的成分主要是以氧化鐵垢為主的油性混合型垢物。顏色為深褐色片狀或顆粒狀。 三清洗方法的選擇: 溴化鋰機組腔體清洗有三種方法：（1)用蒸餾水清洗;(2）用溴化鋰溶液清洗機組;（3）化學清洗. 對于腔體嚴重腐蝕的機組,只有用化學清洗的方法，才能徹底去除腐蝕產物。 四藥劑的選擇： 根據(jù)垢樣分析及溶垢試驗表明，垢物的主體是氧化鐵,尤其是深褐色的Fe3O4為主，無機酸如HCl、HF、HNO3及H2SO4等均可使其溶解。但溴化鋰機組嚴格控制Cl離子等其它有害離子進入機組.在加機組腔體已嚴重腐蝕。選擇無機酸為主體的清洗劑，將會冒更大的風險。而選擇有機酸清洗劑，不僅能有效地去除金

4、屬氧化物，而且對設備安全。 可供選擇的有機酸品種有檸檬酸、醋酸、氨基磺酸、HEDP等。 有機酸清洗劑的清洗機理和作用是:利用其本身的氧化性酸性和所帶有的活性基團優(yōu)異的螯合能力,加上復配其中的表面活性劑、滲透劑等的作用，以達到清洗的目的. 如當HEDP的濃度在1-5時其除銹效果可以和鹽酸媲美。 例如:淮北電廠6號鍋爐過熱器有280g/m2銹垢，采用32%HEDP等有機清洗劑配方,僅耗2小時即清洗干凈,且清洗后的金屬表面優(yōu)于用HCl清洗后的表面. 檸檬酸清洗機理較復雜，主要反應為： H3C6H5O7+NH4OHNH4H2C6H5O7+H2O 所生成的檸檬單酸是該酸清洗的有效成分。其含氨有機酸與氧化

5、鐵反應如下: NH4H2C6H5O7+FeONH4FeC6H5O7+H2O 2NH4H2C6H5O7+Fe2O32NH4FeC6H5O7OH+H2O 3NH4H2C6H5O7+Fe3O4NH4FeC6H5O7+2NH4FeC6H5O7OH 五清洗實踐及工藝選擇： 我們先后承攬過多臺溴化鋰吸收式制冷（熱）機組腔體的化學清洗任務.這些機組的共同特點:腔體內部腐蝕現(xiàn)象嚴重，腐蝕產物較多。這些腐蝕產物已將溴化鋰溶液嚴重污染,噴淋系統(tǒng)的部分噴嘴堵塞，機組制冷量 減嚴重. 1工藝選擇： 通過對機組垢物的溶垢試驗,確定最佳清洗工藝，制定清洗方案。包括：脫脂、除垢、漂洗及鈍化防腐. 脫脂：選擇堿性清洗劑對垢物

6、進行脫脂處理,通過加入了分散劑，使垢物分散軟化。 除垢：采用以有機清洗劑為主體的清洗配方，同時加入滲透劑、催化劑、緩蝕劑等藥劑，使金屬氧化物剝離、分散、螯合至清洗液中. 漂洗:去除腔體鐵表面及銅管簇表面的鐵離子和銅離子為鈍化處理創(chuàng)造條件,可以采用一步法去銅(硫脲），也可以分開進行（氨水）去銅。 鈍化防腐處理：使金屬表面從活潑狀態(tài)轉為不活潑狀態(tài).我們采用了磷酸鹽藥劑對活潑態(tài)的金屬表面進行噸化處理。 2清洗過程對水質的要求： 不能用自來水及地下水對機組腔體進行清洗。因其中氯離子及雜質帶進溶液中,會降低溴化鋰的吸水性,并增加溶液的腐蝕性，影響機組的運行效率及壽命。用作清洗的水質要求符合如下規(guī)定： 項

7、目容許限度項目容許限度項目容許限度PH值7Na+ K+0。005以下硬度（ Ca、Mg）0.002以下Fe+0.005以下油份0 NH4+少Cl-0.001以下Cu+SO40.005以下經過以上各步驟的清洗,機組腔體內部腐蝕產物，基本被溶解清除。噴嘴疏通,各部位復原，機組進行調試并運行，清洗均取得很大成功。機組制冷量明顯提高。 六特別需要探討的幾個問題: （1)采用有機清洗劑,費用較貴，工藝上要求加溫，操作難度較大； (2）機組內部結構復雜，清洗循環(huán)系統(tǒng)不易確定，水沖洗工作量較大； (3）機組材質復雜,碳鋼、紫銅、銅鎳合金組成，再加上溴化鋰對機組腐蝕嚴重，因此，選擇藥劑一定要慎重，一點疏忽都會

8、給客戶帶來負面影響,造成清洗失敗。 （4）脫脂工藝過程不要加入有機表面活性劑,否則，會引起高壓發(fā)生器起泡現(xiàn)象,使冷劑水污染. （5）清洗結束機組運行正常后，溶液會出現(xiàn)有機色素超標現(xiàn)象,但不影響機組的正常制冷。 （6）化學清洗會造成腔體內部溶液部分損失。 七結束語 溴化鋰吸收式制冷機組腔體化學清洗尚處于探索階段，要在充分了解機組的結構的基礎上，對垢樣進行分析，完善清洗工藝，確定最佳清洗方案，選擇更為廉價的清洗劑，定會取得更好的效果。新型螺桿式熱回收冷水機組的節(jié)能應用摘要： 圍繞空調節(jié)能，減少空調熱能消耗及相應的溫室氣體排放這一專題，概要推介一種新型冷水機組熱回收方式,概念及其系統(tǒng)形式、控制原理、

9、性能評價系數(shù)、適用機型等。 并提出了這一新型冷水機組熱回收方式對恒溫恒濕和同時制冷制熱空調領域的適用性及所具有的節(jié)能意義,開辟空調節(jié)能新領域。關鍵詞: 熱能消耗 熱能轉移 恒溫恒濕量 COP1.引言隨著經濟的日益發(fā)展和人類生活水準的不斷提高，空調的應用也越來越普及.而空調在適應經濟發(fā)展和滿足人類需求的同時，也給人類帶來了巨大的能源消耗負擔和其他如溫室效應等負面影響，因此，減少空調的能源消耗，尋求空調可持續(xù)發(fā)展之路，已成為空調設計所面臨的一個重要和首要的問題。在論述本文的內容以前，有必要對空調的能耗進行分類，并對已有的空調節(jié)能技術也作一些分類比較.2?？照{能耗的分類空調制冷要使用電力或蒸汽；空調

10、水、氣輸送要消耗電力；冬季空調要使用電力或油、煤等自然能源，不同的季節(jié)、不同的空調系統(tǒng)有不同的能耗。但就分類而言，可歸結分為兩類：電力消耗和熱能消耗。而電力消耗最總仍可歸結為熱能消耗（自然能發(fā)電除外），因此，從環(huán)保的角度來看,空調的所有能耗均為熱能消耗,都有CO2溫室氣體的排放代價。具體來看,空調系統(tǒng)中，所有電力驅動設備,都存在電力消耗；各種鍋爐、溴化鋰冷水機組等則存在熱能消耗,在一般情況下，夏季空調，除溴化鋰制冷機組以外，均以電力消耗為主;冬季空調，則以熱能消耗為主，但同時存在電力消耗.各種氣源、水源、地源空調系統(tǒng)僅消耗電力.3.空調節(jié)能技術分類和比較作為對空調節(jié)能技術不斷探索的回報,在空調

11、設計中,已有很多成熟的技術和相關的產品可運用。具體可分為三種類型：3.1 節(jié)省型：通過追求高效率,優(yōu)化系統(tǒng)和加強自動控制的運用，來節(jié)省空調運行能耗, 減少或避免能源浪費，從而節(jié)省能源.如：選用高效率產品，優(yōu)化系統(tǒng)配置，采用變風量或變水量、二次回風等節(jié)能系統(tǒng)及其他運行控制節(jié)能技術等。就其節(jié)省的能耗而言，既節(jié)省空調動力消耗，也節(jié)省一些空調熱能消耗.3。2 自然能利用型:通過合理使用自然能，而減少空調能源消耗，如：新風供冷，冷卻水供冷，氣源,水源及地源供冷供熱等自然能利用技術等.自然能利用型主要節(jié)省空調熱能消耗，值得注意的是,其節(jié)省的熱能是相當可觀的。此外，節(jié)省了空調熱能消耗，也就減少了相應的CO2

12、排放量，因而具有良好的環(huán)保優(yōu)勢和可持續(xù)發(fā)展特性.3。3 熱回收型：通過對熱能的再回收，實現(xiàn)熱能的二次利用，從而減少空調的能源消耗。如新排風熱回收技術.根據(jù)產品的不同，又可分為：轉輪式或固定板翅式全（顯）熱交換式熱回收,盤管式熱回收，熱泵式熱回收等方式。其他如冷水機組生活熱水熱回收等等。就上述各熱回收方式所節(jié)省的能耗來分析，夏季一般主要節(jié)省空調電力能耗，當采用溴化鋰主機時，節(jié)省的是空調熱能消耗。冬季一般主要節(jié)省空調熱能消耗，當采用自然能利用型主機如氣源熱泵時，節(jié)省的是空調電力能耗?？傊?，同樣具有良好的環(huán)保優(yōu)勢和可持續(xù)發(fā)展特性。由于熱回收型冷水機組在以前的應用中，較多采用串聯(lián)型冷凝器，由于機組這樣

13、的結構設計的原因，熱回收量一般最高僅為制冷負荷的30%至40%。而且，熱回收量隨著冷負荷的減少很快下降，不能相對穩(wěn)定提供.此外，回收的熱能一般均用于生活熱水，由于生活熱水使用上的不穩(wěn)定性，熱回收量也時有時無、時高時低，對機組的運行穩(wěn)定造成不利影響。因此，此類熱回收，雖亦為廢熱利用,具有一定的環(huán)保節(jié)能意義，但節(jié)省量較小，對系統(tǒng)穩(wěn)定運行亦存在不利的影響.但是，當采用一種新的結構形式使熱回收量可更高，更穩(wěn)定,且回收的熱能用于空調系統(tǒng)本身時， 熱回收型冷水機組可節(jié)省的空調熱能消耗是相當可觀的。其節(jié)能意義可得到極大發(fā)揮。本文以下所探究的，就是這種熱回收技術及其應用新領域。4。新的冷水機組熱回收方式(以下

14、簡稱新方式）以常規(guī)的螺桿式冷水機組為例，基于壓縮制冷的工作原理，冷水機組在蒸發(fā)器一側制冷劑蒸發(fā)吸熱制冷的同時，在冷凝器一側制冷劑則在冷凝放熱,而且其放熱量大于蒸發(fā)器的吸熱量，新的熱回收方式目標就是為了回收冷凝器100的放熱量以供再利用，從而可節(jié)省相應的空調熱能消耗，減少因空調而產生的對大氣環(huán)境的溫室氣體排放。新的冷凝機組回收方式基于對冷凝器的設計，可以命名為一體化并聯(lián)式冷凝器(以下簡稱為新型冷凝器）,常規(guī)的冷凝器為一組盤管，冷卻水吸熱后，由冷卻塔將熱量散入大氣，一般冷卻水為開式系統(tǒng)。所謂一體化并聯(lián)式冷凝器，是指相對于冷媒而言是一個冷凝器，但從水側來看，有二組并聯(lián)的水盤管，其中一組盤管對應于常規(guī)

15、機型的工作方式，為開式系統(tǒng)，而另一組為熱回收盤管，采用閉式循環(huán)。從這樣的結構形式可以看出，任一組盤管，只要配置足夠的熱交換面積,都有可能吸收全部的冷凝負荷.也因此,熱回收量受冷負荷變化的影響得以完全消除。舉例來說,當機組運行冷負荷下降為滿負荷的40%時,熱回收量仍可達機組冷負荷的45以上。附圖1 熱回收機組水系統(tǒng)原理圖就其控制調節(jié)來說，配置新型冷凝器的熱回收冷水機組（以下簡稱新型冷水機組)，在運行時,控制原理很簡單：與常規(guī)冷水機組相比，機組內部不需要增加任何控制，只需在開式冷卻水系統(tǒng)中設置一個旁通閥及相應的控制單元,通過調節(jié)冷卻水旁通水量，調接冷卻塔的散熱量，就可同時實現(xiàn)熱回收水系統(tǒng)的出水溫度

16、控制和熱回收量的需求量適應控制，同時確保機組在定流量，定冷凝壓力的工況下穩(wěn)定運行，一控多效，簡單可靠。原理參見附圖1：5。新型冷水機組熱回收方式的優(yōu)越性新方式與本文3.3節(jié)所述的熱回收方式相比，具有明顯的優(yōu)越性。本文3.3節(jié)所述的冷水機組熱回收方式中，可采用的冷凝器形式可有兩種，分別為分體并聯(lián)式冷凝器和分體串聯(lián)式冷凝器,它們的共性在于都有兩個冷媒冷凝器,區(qū)別在于一種為并聯(lián)方式，一種為串聯(lián)方式.采用分體并聯(lián)式冷凝器的熱回收冷水機組，優(yōu)點在于理論上熱回收量可達冷凝負荷的100，似乎熱回收量可根據(jù)需要設計控制，而缺點在于，實際上兩個并聯(lián)冷凝器之間的冷媒流量需按熱回收量的變化而調節(jié)， 在運行時為使機組

17、能相對穩(wěn)定運行，并實現(xiàn)相關運行要求所需的控制相對復雜,而且實際也較難于控制。事實上,真正以這種方式用于熱回收的并不多。采用分體串聯(lián)式冷凝器的熱回收冷水機組:一般前置冷凝器用于吸收壓縮機系統(tǒng)高溫排氣的散熱，以提供較高的水溫，為熱回收冷凝器，而后置冷凝器用于吸收制冷劑冷凝放熱，優(yōu)點在于沒有附加的復雜控制要求，但其最大的缺點本文前已述及，其結構方式決定了熱回收量有限,而且，隨著冷負荷的降低，熱回收量也迅速降低，因此熱回收量并不能按需提供.由此，在實際的運行中，雖有應用，但一般僅用于提供生活熱水。相比較而言，采用新型冷凝器的冷水機組，熱回收冷凝器與常規(guī)冷凝器合二為一,通過簡單的溫度控制，既控制了熱回收

18、水的出水溫度，又控制了冷水機組的冷凝壓力，同時也適應了熱回收負荷與冷卻散熱負荷的調節(jié)需求。最關鍵的在于：只要需要，熱回收量可達100%.6。新型冷水機組的綜合性能系數(shù)COP新型冷水機組在制冷的同時,由于冷凝負荷被部分或全部回收利用，為熱用戶提供了熱能，節(jié)省了相應的用戶熱能消耗，因此，新型冷水機組提供的效能包括兩部分：是制冷量與制熱量之和。因此，其綜合性能系數(shù)COP當100%熱回收時COP = ( QL + QLN ) / W式中,QL為制冷量, QLN為熱回收量，即100%冷凝負荷，W為機組耗電量。當以某一百分比C熱回收時:   COP = ( QL + C% x QLN ) / W

19、由此可見,新型冷水機組的綜合性能系數(shù)COP最高可以是冷水機組的制冷性能系數(shù)與熱泵的制熱性能系數(shù)之和,其綜合性能系數(shù)COP之高，反映出其顯著的節(jié)能意義。即使是部分熱回收,節(jié)能效果仍然十分可觀。需要注意的是，熱回收水溫的高低對于新型冷水機組的綜合性能系數(shù)有一定影響。當所要求的熱回收水溫高與常規(guī)制冷系統(tǒng)冷卻水溫時,每高出一度，制冷性能系數(shù)約下降2.1,此時，約需1。7%的熱回收量以確保新型冷水機組的綜合性能系數(shù)不低于常規(guī)冷水機組的制冷系數(shù).以熱回收水溫45為例,制冷性能系數(shù)約下降17%，此時要求約14的熱回收量來彌補，否則,新型冷水機組的綜合性能系數(shù)將低于常規(guī)冷水機組.所以，熱回收水溫越低，熱回收比

20、例越高，新型冷水機組的綜合性能系數(shù)COP越高，節(jié)能效果越明顯。從本文下述實際可應用場合對熱回收水溫的要求來看，是與此要求完全吻合的。7。適用機型工程用空調冷水機組型式主要有活塞式、螺桿式、離心式和溴化鋰吸收式四種。是否適用或哪一種最適合作為新型冷水機組應用于空調領域，主要取決于各種機型在可能的冷凝溫度提高時的運行適應能力；和各種機型對冷凝器結構改造的適應性及投資大??；以及各種機型的容量特性對工程的適應性.相比較而言，離心機由于喘震問題的存在,對提高冷凝溫度的適應能力很差，活塞機具有較好的適應性，螺桿式則借助于二次蒸發(fā)吸氣和噴液技術的日益發(fā)展和完善而勝任有余,溴化鋰機組也不例外；但對冷凝器結構改

21、造的適應方面， 溴化鋰機組因冷凝器在機組內部而略顯不利，非標設計程度和投資會較大，其余三中機型則不分伯仲，均較簡單；而在裝機容量特性方面，一般活塞式適應于較小的工程，螺桿式可適應于中型和較大型工程的需求.離心機則較適合較大工程，溴化鋰機組由于技術的日益成熟，限制較小。由此可見，相對而言，螺桿式機組應用于新型熱回收冷水機組，適應性較強，投資少,工程的適用面較廣,性能最優(yōu)。其它機型，或多或少有所限制。8。應用領域與節(jié)能意義探究新型冷水機組的意義，目的在于它具有節(jié)能意義和較廣泛的可應用性，這正是本文所要開辟的空調節(jié)能新領域.8.1 恒溫恒濕空調領域： 在恒溫恒濕空調系統(tǒng)的夏季運行工況中,冷卻降溫和除濕空氣處理過程同時能滿足室內溫濕度要求的機會微乎其微，當除濕的要求大于降溫的要求時，再熱也就不可避免，冷熱抵消也就不期而至，而此時，所需的再熱量，完全可由新型冷水機組提供。而且，用于再熱的熱回收水溫，只需常規(guī)工況的冷卻水溫