溴化鋰機(jī)組制冷性能下降的原因

溴化鋰機(jī)組制冷性能下降的原因HEXudong;XUEWeidong;XIYinshang;QIAOYuanyuan【摘要】結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，針對(duì)漠化鋰機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)的制冷能力下降問(wèn)題，采取逐項(xiàng)排查措施找到了原因并采取了有效改進(jìn)措施，提高了機(jī)組的制冷能力，延長(zhǎng)了機(jī)組的使用壽命，確保了生產(chǎn)的正常運(yùn)行.【期刊名稱】《聚氯乙烯》【年(卷)，期】2018(046)011【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P32-33,36)【關(guān)鍵詞】漠化鋰制冷機(jī)組;制冷能力;使用壽命;解決措施【作者】HEXudong;XUEWeidong;XIYinshang;QIAOYuanyuan【作者單位】;;;【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】TQ325.3;TQ051.5陜西金泰氯堿化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱金泰氯堿)5°C水系統(tǒng)配置3臺(tái)漠化鋰機(jī)組，自2005年投入運(yùn)行至今已運(yùn)行10多年，自2014年之后陸續(xù)出現(xiàn)各類異常狀況，導(dǎo)致制冷能力明顯下降，影響生產(chǎn)的滿負(fù)荷運(yùn)行。為此，金泰氯堿結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，對(duì)發(fā)生的各類異?，F(xiàn)象進(jìn)行分析研究，并采取有效措施解決問(wèn)題，保證了生產(chǎn)的正常運(yùn)行。1機(jī)組運(yùn)行情況介紹金泰氯堿一線裝置配置3臺(tái)漠化鋰機(jī)組，配套PVC裝置需冷量為2508-4180萬(wàn)kJ/h(600~1000萬(wàn)kcal/h),設(shè)計(jì)使用方式為2開(kāi)1備，單臺(tái)機(jī)組額定制冷能力為1609萬(wàn)kJ/h(385萬(wàn)kcal/h),蒸汽流量為5.6t/h,5°C水量為770m3/h,機(jī)組使用蒸汽壓力為0.8MPa，溫度為280C。2011年8月，金泰氯堿進(jìn)行了PVC裝置的擴(kuò)能改造，單體系統(tǒng)需冷量增加了約836萬(wàn)kJ/h(200萬(wàn)kcal/h)。擴(kuò)能改造前，2臺(tái)機(jī)組運(yùn)行均可滿足生產(chǎn)需求，改造后當(dāng)年8月中旬，在(32±5)C溫度環(huán)境下，2臺(tái)漠化鋰制冷機(jī)組運(yùn)行一直維持滿負(fù)荷狀態(tài)，高溫再生器溫度最高至153C,已至歷年來(lái)最高值；總蒸汽流量最大已至15.9t/h，超過(guò)設(shè)計(jì)量42%;機(jī)組溶液泵變頻器已至最大值60Hz運(yùn)行，2臺(tái)機(jī)組供5C水流量已至1800-2100m3/h，約為設(shè)計(jì)流量的123%。為保證生產(chǎn)所需及設(shè)備運(yùn)行周期，機(jī)組改為3臺(tái)運(yùn)行。表1為漠化鋰機(jī)組歷年運(yùn)行數(shù)據(jù)。表1漠化鋰機(jī)組歷年運(yùn)行數(shù)據(jù)Table1Operationdataoflithiumbromideunitovertheyears時(shí)間運(yùn)行方式5C水流量/(m3/h)溫差/C蒸汽流量/(t/h)制冷量/(萬(wàn)kJ/h)2010—03-052臺(tái)20833.134.4027252011—03-052臺(tái)19433.705.3730052012—03-052臺(tái)18344.967.5838032013—03-052臺(tái)18764.308.0633732014—03-053臺(tái)20243.2513.4027292015—03-053臺(tái)21293.2212.402687從表1可看出:自2014年之后，漠化鋰機(jī)組投用臺(tái)數(shù)增加，但機(jī)組能耗明顯增大，制冷能力明顯下降。2原因分析引起漠化鋰機(jī)組制冷能力下降的原因有：冷卻水量過(guò)少；冷卻水溫過(guò)高；溶液的濃度控制不當(dāng)；溶液的循環(huán)量過(guò)少；冷劑水被污染；蒸汽壓力過(guò)低；機(jī)組密封性差，滲入空氣或內(nèi)有不凝性氣體；真空泵抽空性能差；吸收器、冷凝器傳熱管水垢太厚或者有污物阻塞。對(duì)于上述因素，金泰氯堿逐項(xiàng)進(jìn)行了排查。冷卻水量過(guò)少、冷卻水溫過(guò)高。該機(jī)型漠化鋰機(jī)組的設(shè)計(jì)冷卻水量為1292m3/h，溫差為5.5°C。通過(guò)對(duì)冷卻水流量測(cè)算，單臺(tái)漠化鋰機(jī)組的冷卻水流量在1000m3/h以上，冷卻水上水溫度為21.5C,回水溫度為25C,均滿足生產(chǎn)需要，故可排除因冷卻水量少、冷卻水溫高弓I起的制冷能力下降。漠化鋰溶液濃度控制不當(dāng)。漠化鋰溶液由質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%漠化鋰溶液和氫氧化鋰、鉬酸鋰、辛醇配制而成的。加入鉬酸鋰起到緩釋阻垢作用，加入氫氧化鋰可將pH值調(diào)整到9-11,加入辛醇可提高漠化鋰溶液表面擴(kuò)張力。對(duì)漠化鋰溶液進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見(jiàn)表2。表2漠化鋰溶液分析數(shù)據(jù)Table2Analysisdataoflithiumbromidesolution監(jiān)測(cè)項(xiàng)目指標(biāo)值分析值漠化鋰質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%>5055氫氧化鋰濃度/(mol/L)0.01~0.070.056鉬酸鋰含>/(pg/g)50-30078全銅含>/(pg/g)<2505全鐵含量/(pg/g)<2505從分析結(jié)果可以看出:漠化鋰溶液各項(xiàng)分析值均在控制范圍內(nèi)，排除了溶液濃度對(duì)制冷性能的影響。冷劑水被污染。正常運(yùn)行時(shí)，冷劑水密度應(yīng)小于1.02kg/m3。抽取冷劑水測(cè)量其密度平均為1.05kg/m3，最高1臺(tái)達(dá)到1.1kg/m3，隨即安排對(duì)冷劑水進(jìn)行凈化操作，凈化后冷劑水密度均在1.02kg/m3以下。機(jī)組投運(yùn)后，制冷能力并未出現(xiàn)明顯提高。機(jī)組真空度下降問(wèn)題排查。機(jī)組真空度不足會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)組的制冷能力甚至不制冷［1］。而引起機(jī)組真空度不足的原因是機(jī)組運(yùn)行多年后，各個(gè)閥門、泵、視鏡、焊縫處等密封點(diǎn)會(huì)有微量滲漏，機(jī)組的密封不好會(huì)使氧氣進(jìn)入機(jī)組內(nèi)部，鐵與銅在堿性的漠化鋰溶液中與氧反應(yīng)生成氫氧化物，鐵和銅被氧化失去電子與氫反應(yīng)生成不凝性氣體氫氣，從而影響漠化鋰機(jī)組的真空度。經(jīng)更換3#機(jī)組各個(gè)閥門、泵、視鏡墊片，并給墊片處涂膠，對(duì)機(jī)組整體進(jìn)行刷漆，再進(jìn)行充氮查漏，多次試漏均未找到漏點(diǎn)。經(jīng)保壓試驗(yàn)，48h壓力下降0.01MPa。因泄漏量太小，目前靠正壓檢漏無(wú)法查到漏點(diǎn)。將機(jī)組投入運(yùn)行后，抽真空時(shí)間從每班1次延長(zhǎng)至每天1次，制冷能力未見(jiàn)明顯提高。這說(shuō)明該機(jī)組雖然真空度下降較快，但通過(guò)加大抽氣頻率，機(jī)組仍可維持制冷，說(shuō)明該問(wèn)題不是引起機(jī)組制冷能力下降的主要因素。機(jī)組換熱能力下降。隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，冷卻水、冷劑水的污染會(huì)嚴(yán)重影響蒸發(fā)器內(nèi)冷劑水與冷水之間的換熱，造成制冷能力下降。機(jī)組內(nèi)換熱銅管結(jié)垢、污堵嚴(yán)重影響機(jī)組的制冷性能，1mm的污垢可使導(dǎo)熱系數(shù)下降27%~32%。機(jī)組內(nèi)沉淀物的附著也會(huì)使熱交換器性能下降，并引起噴淋系統(tǒng)噴嘴的堵塞，導(dǎo)致漠化鋰制冷能力下降。2014年，因2#機(jī)組漠化鋰?yán)淠靼l(fā)生多次泄漏，故對(duì)冷凝器銅管進(jìn)行了更換。更換前后漠化鋰機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。表3漠化鋰機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)Table3Operationdataoflithiumbromideunit時(shí)間5°C水流量/(m3/h)溫差/1蒸汽流＞/(t/h)制冷量/(萬(wàn)kJ/h)更換銅管前7802.137.50694更換銅管后7804.505.371467從表3可以看出：更換漠化鋰銅管后，機(jī)組的制冷能力明顯提高，說(shuō)明冷凝器傳熱管傳熱性能下降是引起機(jī)組制冷能力下降的主要原因。3經(jīng)濟(jì)效益對(duì)各種原因進(jìn)行逐項(xiàng)排查后，發(fā)現(xiàn)冷凝器傳熱管傳熱性能下降是引起漠化鋰機(jī)組制冷能力下降的主要原因，所以更換了機(jī)組冷凝器。從經(jīng)濟(jì)效益看，按節(jié)約蒸汽2.13t/h、蒸汽價(jià)格60元/t、1年運(yùn)行時(shí)間8000h計(jì)算，去除機(jī)組更換冷凝器銅管費(fèi)用約20萬(wàn)元，每年可節(jié)約費(fèi)用102.24萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。4結(jié)語(yǔ)金泰氯堿的漠化鋰機(jī)組設(shè)計(jì)使用壽命為60000h，超過(guò)此運(yùn)行時(shí)間后，機(jī)組出現(xiàn)異常狀況的概率大增，嚴(yán)重時(shí)影響到整體生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。在機(jī)組日常運(yùn)行管理到位后，機(jī)組結(jié)垢問(wèn)題是影響機(jī)組制冷能力下