溴化锂工作原理

溴化锂知识简介 公用工程许继平2008 8 12 应用 为保持某些要求较高的生产环境及解决人体的舒适性现以广泛应用于制药 航天 核能 宾馆 饭店等 制冷的含义即应用 含义 是指用人工的方法制造出一个低于自然界环境 并且在必要长的时间内维持所需的低温状态 其应包括从低温物体或空间带走热量和隔热保温两方面的功能 按照能源补偿的方式可大致分为两大类 电能制冷 活塞式 离心式 螺杆式 压缩机充氟 热能制冷 蒸汽喷射式 能耗大60 70年代 基本已淘汰 吸收式 氨吸收式和溴化锂吸收式 制冷分类 在吸收式制冷机组中完成吸收式循环的工质通常由两种沸点不同的物质所组成的二元溶液 其中低沸点的组分 又称为易挥发组分 作制冷剂 蒸发剂 高沸点的组分 又称难挥发组分 作吸收器 一般合称为 工质对 在溴化锂吸收式制冷机组中 溴化锂水溶液是工质对 其中水是制冷剂 溴是吸收剂 水作为制冷剂的优点 汽化潜热大 价廉 易得 无毒无味 不燃烧 不爆炸 100OC1公斤的水由液态汽化需要吸收538 8千卡的热量 水的汽化热很大 以溴作吸收剂的优点 对人体环境无害 易溶解于水 具有很强的吸收水蒸汽的能力 沸点在常压下高达1265 在溶液沸腾时所产生的蒸汽中没有溴的成份 其缺点是对金属材料有腐蚀性 会出现结晶的现象 溴化锂溶液 双效机组 串联 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 凝结水热回收器等 流体 双效 浓溶液 稀溶液 中间溶液 冷剂水 高低压冷剂蒸汽 高温蒸汽 凝结水 冷媒水 冷却水等 机组部件及流体 吸收器 冷凝器 真空泵 溶液泵 U型管 冷剂泵 引射器 高压发生器 低温换热器 凝水换热器 高温换热器 吸收器 吸收器 吸收器内的稀溶液由泵送往高压发生器 途中流经热交换器 低温 凝水热回收器和高温热交换器 进入高压发生器被管内饱和水蒸汽的热量加热 发生出高压冷剂蒸汽 浓缩成中间溶液 中间溶液流经高温热交换器传热管间 加热管内流向高发的稀溶液后进入低发 在低发内被来自高发的高压冷剂蒸汽再次加热 发生出低压冷剂蒸汽 浓缩成浓溶液 浓溶液流经低温热交换传热管间 加热管内的稀溶液 温度降低后进入吸收器 高发产生的高压冷剂蒸汽在低发传热管内冷凝成冷剂水 经截流后进入冷凝器 低发产生的低压冷剂蒸汽进入冷凝器中 被冷却水冷凝成冷剂水 以上两股冷剂水经U型管流入蒸发器液囊 再经冷剂泵送往蒸发器上部的喷淋系统 均匀喷淋在传热管表面 吸收管内冷水的热量而蒸发 产生的冷剂蒸汽进入吸收器 被浓溶液吸收 冷剂蒸汽被吸收后 释放大量的热量由冷却水带走 浓溶液吸收水蒸汽后成为稀溶液 再由 机组工作原理 断地制取冷煤水 溶液泵送往高压发生器 这个过程不断地循环 蒸发 器连 制冷原理 制冷由发生 冷凝 蒸发和吸收四个过程组成 分别在高低压发生器 冷凝器 蒸发器和吸收器四个换热器中进行 前面已讲过在机组中溴化锂水溶液作为工质对 其中水是制冷剂溴化锂溶液是吸收剂 利用水在低压条件下沸点降低的特性 当压力降至870Pa 绝对压力 时 水的沸点温度降低为5 就可以利用水的蒸发来制取适合的低温冷水 溴化锂吸收式机组就是利用这一现象进行制冷 同时根据吸收剂极易吸收制冷剂的特性 通过吸收剂浓度的变化使制冷剂在封闭的系统中不断循环 制冷原理 制冷循环 由制冷循环原理图可以看出来制冷过程中有两个主要循环 溴化锂溶液由稀变浓 再由浓变稀的过程 浓溶液浓缩时产生的冷剂蒸汽由汽变水 再由水变汽的过程 及相应的过程 发生 冷凝 在高低压发生器和冷凝器中进行 关键要素 高压压力700mmHg 低发55 60mmHg蒸发 吸收 在蒸发器及吸收器中进行 二者压力均在6 7mmHg 热交换器 回收热量 提高机组效率 Qg 蒸发器供给热量Qe 冷水提供的热量Qa 冷却水从吸收器带走的热量Qc 冷却水从冷凝器带走的热量 稀溶液 吸收器液囊 溶液泵 低温热交换器 凝结水热回收器 高温热交换器 高压发生器 中间溶液 高压发生器 高温热交换器 低压发生器 利用高发来的冷剂蒸汽 浓溶液 低压发生器 低温热交换器 吸收器 流体的循环过程及路径 溴化锂溶液 从高发来的冷剂蒸汽 高压发生器 低压发生器 冷凝器 从低发来的冷剂蒸汽 低压发生器 冷凝器 冷剂水 从 中产生的冷剂水及冷剂蒸汽被冷却水变成冷剂水 U型管 蒸发器底部 冷剂泵 蒸发器上部进行喷淋 蒸汽 蒸汽管网 锅炉房 高压发生器 形成蒸汽凝结水 凝结水 高压发生器 凝结水热回收器 排出 冷水 外部冷水池 管路 冷水泵 蒸发器 冷却水 冷却水池 冷凝器 左右吸收器 冷却塔 冷却水池 流体的循环过程及路径 水和蒸汽 高压发生器 发生器的作用是利用外界热源加热溴化锂溶液 使溶液沸腾 产生冷剂蒸汽 同时将稀溶液 或中间溶液 浓缩 双效溴化锂冷水机组包含高压 低压两个发生器 高压发生器产生的一次冷剂蒸汽作为低压发生器的热源 加热低发中的溴化锂溶液 产生二次冷剂蒸汽 蒸发器 吸收器 低压发生器 冷凝器 性能 指机组的制冷量与冷却水进口温度 冷水出口温度和蒸汽压力的关系 外部条件变化对机组性能的影响 1 蒸汽压力 提高蒸汽压力是提高机组制冷量的方法之一 但蒸汽压力的提高 溶液的浓度也升高 机组在高浓度运行易产生结晶 2 冷水出口温度 冷水出口温度每升高1 制冷量也提高4 7 冷水出口温度过低 使稀溶液浓度升高 溶液泵吸空 有结晶的危险 蒸发过低引起蒸发液囊冷剂水冻结 故控制 自控 方面冷水出口温度不低于3 3 冷却水进口温度 机组的制冷量随着冷却水进口温度降低而提高 反之减少 冷却水温度降低有利于冷剂水的生成以及溶液温度降低 后者促使吸收能力的提高 冷却水进口温度每降低1 制冷量增加3 左右 但必须注意的是冷却水温度过低 将会引起稀溶液温度过低与浓溶液质量分数过高 两者在相互换热时增加了浓溶液结晶的危险 同时发生器中浓溶液剧烈沸腾 使溶液极易通过挡板进入冷凝器 造成冷剂水污染 但冷却水温度过高 吸收效果下降 也得引起浓溶液接近结晶的曲线 故冷却水的温度进口应在18 以上 出口温度在32 以下 机组性能 4 冷却水量 冷却水量减少10 制冷量下降3 左右 反之制冷量上升2 5 冷水量 影响较小 冷水量过低会使管内流速降低 致使制冷量下降 机组性能 内部条件变化对机组性能的影响 1 表面活性剂 常用的活性剂是辛醇 降低溴化锂溶液的表面张力 从而提高换热器的热 质交换效果 2 不凝性气体 提高机组的密封性 防止空气漏入机组 及时抽除机组中的不凝性气体 保证机组良好的真空状态 是保证机组性能的基本条件 3 溶液循环量 保持最佳值 高发液位控制在1 2 2 3之间 4 冷剂水的纯度 溴化锂溶液随冷剂蒸汽进入冷凝器和蒸发器 造成冷剂水污染 导致制冷量的下降 5 污垢系数 污垢是指机组运行一段时间后 在传热管内外壁形成的污物 污垢系数越大 热阻越大 传热性能差 机组制冷量下降 冷却水水质问题造成的内壁污染 与溴化锂溶液对传热管外壁腐蚀造成的污染 机组运行参数 溶液泵 稀溶液液囊 下抽气阀 上抽气阀 取样阀 检修用阀 储气筒 冷凝器抽气阀 阻油器 抽气盒 放油螺塞 溶液取样阀 浓溶液液囊 结晶与熔晶 结晶是溴化锂机组运行过程中的常见故障 机组运行时 如果溴化锂溶液的质量分数高或温度过低 就会出现结晶现象 从而产生溶液循环障碍 结晶的部位大多数在溶液热交换器中 尤其是在低温热交换器浓溶液出口处 熔晶管是解决结晶问题的常用方法 自动熔晶管装置的一段装在的发的液囊中 管口远高于第一排传热管 另一端与吸收器相连 其间有一段液封 防止压力串通 当低温热交换器结晶时 低发中的浓溶液则不能顺利回流到吸收器中 导致低发液位上升 当液位升高至熔晶管开口位置时 浓溶液经过自动熔晶管直接回流到吸收器中 与吸收器中的稀溶液混合后温度升高 高温溶液由溶液泵排出进入低温热交换器管内 反复加热管外结晶的浓溶液 直至晶体溶解 1 真空度 当吸收器中不凝性气体增多时 会使吸收器的全压升高从而影响蒸发器中的冷剂蒸汽分压 同时蒸发器与吸收器的压力是串通的 会使蒸发器的全压升高 从而影响冷剂不的沸点 由此可见 不凝性气体增加会导致浓溶液吸收冷剂蒸汽的能力下降 从而使稀溶液的浓度越来越高 浓度较高的稀溶液经发生泵打入发生器中再次浓缩会使浓溶液浓度过高 如再经过两次换热便增加了溶液结晶的可能 浓溶液浓度65 温度47 2 发生器溶液循环量过小 当发生器的溶液循环量过小在外界加热蒸汽的作用下会使溶液的浓度偏高 从而增加溶液结晶的可能 3 冷却水温度过低 水