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    溴化锂制冷机组的真空保养

    2019-07-20 06:48:53
    溴化锂制冷机组的真空保养
    作者:赵伟东 潍坊中锂机电设备有限公司
    本文作者一直工作在吸收式制冷机组也就是常说的溴化锂机组(也叫溴冷机)的售后服务工作一线,对各个厂家、各类用户的使用情况有较多的了解,多年的工作经历,也积累了一些实际的工作经验。本文试图从实践角度说明真空维护在溴化锂机组运行保养中的重要性,不照抄照搬一些理论观点,具有可操作性,力求简单直观。都是一些个人浅见,对于理论工作者,本文过于小儿科,不足之处还请多多指教。
    真空保持在溴化锂机组维护中的重要性大家都知道,想必在培训课的*节,都有真空是溴化锂机组*生命的段落,我也不再重复了。我想重点叙述的是,如何判断机组真空好坏,怎么判断抽真空操作的质量,如何判断机组有无泄漏。
    1. 真空度的判断判断真空度,可以通过仪表来直观读取机组内吸收器的压力,在九十年代生产的溴化锂机组上,比如双良,都挂有一种麦氏真空计,如图所示:
      这种真空计的量程一般为0-650Pa左右,单位是Pa,帕斯卡,基本压力单位,这个单位非常小,常用的是kPa,千帕。麦式真空计的量程*大也就0.65kPa
      这种真空计操作有点麻烦,平时要平卧,如图,测试压力时,打开表的阀门,过两分钟,表的内外压力平衡以后,需要缓慢将表竖起,中间下部带水银泡的水银柱显示的就是机组内部的压力,这个压力不包含水蒸气压力,显示的数值往往比通过传感器测量的压力要低。
      麦式表容易发生水银泄漏、吸入液体等情况,使得真空表发生损坏。麦式真空表显示的是吸收器内压力的状况,随着机组自动抽气装置的加入,逐渐就被另一种U型水银压力表代替了,直接显示自动抽气装置内的压力状态。(右图)
      开利、LS等使用的就是这种压力表,这种压力表的单位多为mmHg(毫米汞柱)、kPa。两端水银柱的高度差,注意是高度差,就是机组内压力值。如果说麦式真空计一般显示5mmHg左右的量程,U型真空计的量程可以达到20mmHg以上。
      单位换算1mmHg=133Pa,如果两端高度差是10毫米,那么压力值就是1.33kPa
      双良机组采用的是压力传感器,在液晶屏显示自抽压力的数值(关于自抽装置,后面再说),这个数值不是吸收器的压力值,但比较接近,可以作为机组内压力的参考。
      这里显示的是自抽装置压力7.5mmHg,换算成千帕的单位就是0.997kPa
      后期的双良机组也开始采用国际通用的kPa做压力单位了。
      远大、荏原机组没有压力表和压力显示,荏原采用的是定时自动抽气的方法,大概压力显示有点画蛇添足的意思吧。远大有自动抽气的功能,但是好多用户都没有接入这个功能,原因也是多种多样。
      前面说了关于机组内压力数值的读取,有的用仪表,有的直观读取数值,有的干脆没有这项显示,那么,到底如何判断真空是好是坏,到底数值多少才算是好?
      没有一个厂家对真空数值提出具体要求,就是说没有一家厂家的使用说明中说数值低于多少kPa才是好的,原因在哪里?
      溴化锂机组中产生压力的根源在水蒸气、不凝性气体,水蒸气饱和压力与温度有固定的对应关系,所以,可以参照吸收器内的温度计算出内部的压力,高出这个压力值的部分就是不凝性气体的分压,将不凝性气体用真空泵抽取出来,这个过程就是真空泵要做的工作。
      因为不同的温度下,水蒸气的饱和压力时不同的,所以这个值是一个变量!蒸发器内温度越高,吸收器内的压力就越高,体现在压力表上的数值也就越大。
      既然这一节说的是真空度的判断,那么总得有个可行的操作方法。我总结的判断方式就是:听和看。听是指听真空泵的排气声,看是指看自动抽气装置压力值。
      先说听:
      溴化锂机组现今采用的真空泵多是旋片真空泵,如图:
      这种真空泵的优点是耐腐蚀、抗乳化。与一般真空泵强调的绝对真空值不同,溴化锂用真空泵更看重泵体的抗腐蚀性,因为抽取的气体中水蒸气较多,对油品的抗乳化性也有很高的要求。如今多数厂家配备的都是爱发科的这种真空泵。可以说爱发科的真空泵绝对经过了市场的检验。
      这种真空泵有个特点,排气声清脆、节奏清晰。没有气体抽出的时候,运转几乎没有声音;少量气体抽出,蹦蹦蹦,声音清脆;大量气体排出的时候,声音混浊,并伴有白色雾状气体。因此,我们可以通过真空泵排气声音的不同,排气声音及节奏的变化,判断机组内不凝性气体量的多少。
      机组内由于溴化锂溶液和金属的化学反应,产生不凝性气体,同时,机组存在一定的泄漏率,不凝性气体是源源不断产生的。不同的溴化锂溶液(铬酸锂缓蚀剂和钼酸锂缓蚀剂的不同)产生气体成分和数量也不一样。因此没有较统一的抽气间隔时间规定,除了荏原等自动启动真空泵的机组之外,如双良、远大机组,在机组保养良好的情况下,如果每天启动一次真空泵,排气声音会在两分钟内逐渐减小,*后只剩下空转的声音。此时可以认为机组自抽装置内压力与真空泵极限真空接近,可以停止真空泵抽气作业了。
      再说如何看压力:
      真空压力表、触摸屏显示自抽压力等也是作为真空压力变化的重要指标,自动抽气装置内压力上升,代表装置内存有的不凝性气体过多,应该用真空泵抽取不凝性气体。新机组状态下,压力显示一般在5-6mmHg0.7kPa左右,有这个数值作为参考,可以判断目前设备的压力值离理想状态的差距。
    2. 抽真空操作的质量前面讲了通过真空泵的排气声音来判断出气量的多少,应该特别指出真空泵的气镇阀必须在关闭的前提下才有效。真空泵在抽入大量水蒸气时,真空泵的气镇阀是通过引入外界的空气,防止水蒸气在泵内与真空泵油结合使油乳化的作用。判断抽气量的时候,要关闭气镇阀。
      对于真空泵,有一个极限真空的概念,就是一台真空泵,它可以达到的*高真空压力时多少,用真空计测量,一般新的真空泵可以达到10Pa左右的。双良的真空泵连接管是一段金属软管,有两只真空O型圈,右图。
      我接触设备卡箍和O型圈支架很多都是铝制的,后来都给客户更换了,换成不锈钢的了。因为抽气中难免含有溴化锂的成分,铝制的容易被腐蚀。
      在双良机组抽气时,先不要打开抽气阀门,关闭气镇阀,如果此时真空泵排气声几乎没有,说明真空软管这部分没有故障,否则就要进行检查。
      真空泵也可以通过压力表可以测量其极限真空,极限真空合格以后,就可以进行下一步操作,打开抽气阀门进行抽气。一般机组抽气系统有三四个阀门,此时就要分清几只阀门各自不同的作用。
      右图是一台双良热水二段抽气系统的照片,上抽气阀平时是应该关闭的,因为上抽气阀的上部通往吸收器,如果打开,储气筒就会与吸收器联通,自动抽气装置就失效了。
      在下抽气阀关闭的情况下,真空泵的排气声应该是近乎没有的,此时打开下抽气阀,真空泵会对储气筒进行抽气,此时可以通过触摸屏看到自抽压力逐渐下降。排气声音逐渐稀疏,自抽压力也逐渐趋于稳定。此时可以考虑是否打开上抽气阀对机组吸收器部分直接抽气。一般来讲,依靠自动抽气装置的抽气可以达到比较好的抽气效果,就不需要打开上抽气阀了。
      因为吸收器两个阀门一直是打开的状态,自动抽气装置在稀溶液的引射作用下,一直是对吸收器进行抽取不凝性气体的。由于吸收器、发生器的压力远远高于吸收器,平时上面的发生器、冷凝器阀门也是关闭的,只有在冷凝温度升高,冷凝器发生器有不凝性气体的情况下,才打开,而同时也应该将吸收器阀门关闭。
      当然这些操作都是在机组运行的前提下,机组内部各部分压力有不同才需要的,在机组停机的情况下,各部分压力相同,就没必要如此操作了。
      荏原在抽气系统上花的功夫我认为是*好的,通过真空电磁阀定时对机组进行抽气操作,操作人员无需对抽真空进行干预。
      需要特别提出的,就是前面提到的爱发科真空泵,厂家要求的真空泵油温度应该在75℃以上,这样可以有效防止水蒸气的凝结。应该在启动真空泵20分钟后,再打开阀门进行抽气,一般用户都忽视了这一点,因此,真空泵油的更换及消耗就大大增加了,不仅增加了费用,对真空泵的寿命也会有影响。
      荏原的自动抽真空操作,比人工操作的抽真空次数要多得多,反而真空泵油消耗得更少,原因就是自动系统在每次抽真空前先空转并检查极限真空是否合格,这段时间就对真空泵进行了预热。
      机组泄漏率合格的情况下,正确操作真空泵抽气,不仅可以降低劳动强度,还可以有效延长各个部件的寿命,所以,规范抽真空操作是各个用户必须好好掌握的。
    3. 如何判断机组有无泄漏理论上讲,没有绝对不漏的机组。日本的工业标准JISB8622-1994对溴化锂机组的要求是泄漏率低于2.03Pa.ml/s,各个厂家实际的出厂要求要比这个标准还高些。
      达到这个数值的机组我们在使用中是感觉不到的,那么为什么还是有那么多的气体呢?这就是溴化锂溶液与金属的化学反应造成的。
      好的溴化锂溶液气体的产生量从开始就逐渐减少,即便高温运行也是。随着后期的维修保养活动,更换不合格溶液、添加缓蚀剂不当、阀门漏气等外部原因造成内部产生新的不凝性气体。这其中,外部泄漏进机组的空气对机组的危害*为严重!不仅破坏真空,而且溶液与金属在氧气的作用下腐蚀活动更为剧烈,笔者见过的*严重的一个情况,一台大的机组一个小的焊缝有沙眼,从调试到运行的四年间,不仅制冷出力不好,浪费蒸汽,而且造成大量的维修成本,*后厂家不得已对这台价值三四百万的机组报废处理。
      那么如何分辨是正常产生的不凝性气体还是泄漏进入的空气呢?
      我们知道,在机组停止运行期间,机组内部温度较低,化学反应减弱,产生的气体量微乎其微。可以利用这一段时间很方便地判定机组泄漏量是否正常。
    1. 可以采用压力判断法。就是停机状态下,一月之内,通过压力表或者压力显示看不到明显的压力变化,这个变化是排除温度的干扰的前提下的。这样的机组可以认为真空泄漏率合格。
    2. 就是真空泵排气声音判断法机组停机以后两三天,真空泵抽气时(此时抽气阀门全打开),排气声音细微,接近极限真空压力,关闭抽气阀,其他阀门可以保持全开。此后每两周抽一次真空,排气声音分钟内就接近上次的细微状态,这样的机组应该可以认为是真空合格的。

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