溴化锂系统设计全过程

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【溴化锂专篇】溴化锂系统设计全过程

溴化锂吸收式制冷机以热能为动力,以水为制冷剂,溴化锂溶液为吸收剂,制取高于0 ℃的冷量,用作空调或生产工艺过程的冷源。直燃型双效溴化锂吸收式冷热水机组以燃油、燃气为能源,通过其直接燃烧产生高温烟气作为加热源,利用吸收式制冷循环的原理,制取冷、热水,供夏季制冷、冬季采暖之用。这种机组是在蒸气型双效溴化锂吸收式冷水机组的基础上开发的新机型,除具有溴化锂吸收式冷水机组的特点外,还有如下特点:
(1) 燃烧效率高,燃烧完全。
(2) 制冷、采暖供热兼用,一机多功能。体积小,机房占用小,使用方便。
(3) 可省去单独的锅炉房,减少了土建费用。
(4) 夏季采用燃气型冷热水机组可减少电耗,平衡能源。
(5) 安排无特殊要求,操作方便。
因为直燃型溴化锂吸收式制冷机具有以上特点,所以,适用于以下地区:
(1) 用户所在地区具有丰富的燃油、燃气资源。
(2) 当地环保要求不允许采用燃煤锅炉,且用电紧张或电费昂贵。
(3) 燃油、燃气资源均可使用的场合,应认真研究、权衡使用得失。一般优先考虑使用城市煤气。
那么,如何正确选择使用直燃型溴化锂吸收式制冷机(以下简称直燃机) 呢? 在此,着重介绍其选择原则:
(1) 直燃机机型的选择
从其利用的能源可分为燃油型、燃气型及油、气两用型;从功能上可分为三用型(具备制冷、采暖、卫生热水三种功能) 、空调型(具备制冷、采暖功能) 和单冷型(只具备制冷功能) 。单冷型较前两种便宜,三用型与空调型价格接近。选用时,还应根据用户的供水参数要求,进行经济比较,以减少机房的一次投资。
(2) 负荷的确定
确定直燃机的冷热负荷,除在计算空调负荷的基础上,增加机组本身和水系统的冷热损失(一般为10 %～15 %)外,尚应考虑冷热水和冷却水产生的污垢因素,对产冷(热)量进行修正。机组在时冷时热的同时制卫生热水,则制冷量相应降低,除非加大高压发生器,这一因素亦应考虑。不同的冷热负荷的建筑物,应选择相应的直燃机。
(3) 台数的确定
一般选用2～4 台直燃机,中小型工程选用2 台,较大型工程选用3 台,大型工程选用4 台。机组之间应考虑互为备用和轮换使用的可能性。从便于维修管理的角度考虑,尽量选用同机型、同规格的机组;从节能的角度考虑,必要时也可选用不同机型、不同负荷的机组搭配组合的方案。
(4) 工作压力的确定
直接影响其成本造价及系统运行的安全可靠性,应根据相应空调水系统、供暖水系统、卫生热水系统在机组设置标高处的工作压力,来分别确定直燃机蒸发器、冷凝器及热水器的工作压力。国产直燃机的蒸发器、冷凝器及热水器管束的工作压力为0. 8 MPa (普通型) ,可满足一般建筑物的使用要求,设计选型时,应优先考虑,以降低设备成本。对于设在高层或超高层建筑物地下室或底层的直燃机组,其承压往往超过0.8 MPa。如果认为采用空调水系统竖向不分区的方案安全可靠且经济合理时,可向厂方特殊订货选用工作压力为0.81～1.6 MPa 的加强型机组。否则,应采取水系统分区等减压措施,降低底部机组的承压,使成本降低,普通型机组得以应用。
(5) 燃料的确定
选用何种燃料应根据当地燃料供应情况和经济技术比较结果确定。当有可靠的气源(城市煤气或天然气等) ,应首先采用燃气;当只有油源(轻油或重油) ,应首先考虑采用轻油(柴油) 。轻油系统较重油系统简单,运行管理方便,不需要加热输油管。当然,如果有便宜的重油来源,也应加以考虑。另有油、气双燃料两用型机组,以满足不同阶段供应不同燃料的特殊情况。由于它具有双重功能,价格较贵, 用户应将初投资的增加与运转费的降低加以比较,进行合理选择。
当设计人员确定采用直燃机作为空调系统冷热源并作出明确选型后,就要着重对机房进行设计。由于直燃机为负压运行设备,其机房设置可根据建筑特点灵活设置。但由于直燃机要烧煤气、天然气等,因此,对机房的安全要求比较严格,一定要满足国家标准《锅炉房设计规范》、《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《城镇燃气设计规范》等的要求。
那么,机房设计要注意一些什么问题呢?
首先,要确定机房位置:机房位置应设在需冷地点冷负荷中心,地下室、底层、楼层中、屋顶都可以设置机房。若直燃机房必须要设在地下室时,应考虑通风和排水问题,还应考虑吊装预留口及吊装方案;如设在楼层中及屋顶,则应考虑水系统的设计及结构承重以及吊装方案等。冷却水、冷温水静压过高的场合(比如超过0. 8 MPa) ,可考虑将机房设于楼层中或屋顶。因水泵噪声和振动较大,水泵间与主机房可用墙隔开。大中型制冷机房应设置值班室、控制室、维修间和卫生间等设施,也可与其他机房(如水泵房、空调机房等)合用。有条件应设置通讯设施。机房的尺寸首先应满足机组本身的要求,然后留出足够的维护空间以及必要的附属用房的尺寸。另外,机房的排水也非常重要。机房排水不畅会引起电路故障和机组锈蚀,故应采取一些措施,做好排水工作。
其次,要保证机房的消防安全和防火防爆,有以下一些安全措施:
(1) 直燃机配备的燃烧器应是具有多种控制功能的机电一体化燃具。
(2) 烟气排放应通畅,燃烧产生的烟气应排至室外,且有防烟气倒回的措施。
(3) 直燃机机房内适当位置应设置燃气报警器,适时报警,并能自动控制切断气源,同时启动事故通风系统。
(4) 直燃机机房与其他房间应用实体墙隔开,与配电间不得相邻设置。
(5) 当直燃机运行时,机房内必须有可靠的通风换气措施,换气量应保证燃烧所需、消除余热以及操作人员所需新鲜空气。
(6) 直燃机安装在地下二层或以下时,机房的泄爆(压)面积不得小于直燃机占地(包括直燃机前后左右检修场地1m) 面积的10 % ,且泄压口应避开人员密集场所。
总之,暖通专业设计人员需多方配合建筑、结构以及电气等专业,才能做好直燃机机房的设计,保证机组安全可靠的运行。当然,作为一个完整的空调系统,还有必需的冷却水系统、冷热水系统以及相应的末端设备,这与采用其他类型冷热水机组的空调系统并无太大的区别,这里就不再一一
赘述了。
机房设计要点


一、机房设备布置
机房的设备布置和管道连接,应符 合工艺流程，并应便于安装、操作与维修。
首先满足直燃机组本身的要求，应留出维护空间，机组周围基本空间不小于上方1.2m，左右各 1.2m，前后的一端1.5m，另一端留出洗管空间(相当于机体长度的70 %以上，以利于清洗机内换热管)。洗管空间亦可以利用门、窗，其次还应考虑泵房 、水处理设备间 、配电控制室、日用油箱油泵间等附属用房的尺寸。油箱间按防火规范作防火处理。
二、机房排水
机组冷冻水进出口接管处会产生凝结水，外部管路系统阀门会有泄漏，遇到紧急情况时，还必须从放水阀排出大量的水，一旦涨水，将引起电路故障和机组锈蚀 。因此，机房排水十分重要。由此，设备基础应高出机房地坪50～100mm ，机组四周地面设置100×100mm排水明沟，排水沟底设坡度使水能顺利排出机房；机房内所有泄水管、信号管均置于排水沟上可见处，不能埋入沟内。
三、机房通风
机房通风量应满足直燃机燃料燃烧所需 的空气量，避免机房出现负压而引起燃烧不良，另一方面应保证机房的正常通风换气次数(3～10次/h)，以防止形 成爆炸混合物和因机房潮湿而腐蚀机组。因此，直燃机机房应设置可靠的通风装置。设计时机房设置一台轴流风机，其送风量为上述两值之和 (即必需燃烧空气量与通风换气量之和)。单位燃料燃烧发热量所需空气量按0.36m3/kJ设计。
机房排气系统设计
机房的排气系统系直燃机的排烟，机组的排烟量由设备制造厂提供，烟气由钢烟道通至室外高空排放。
1）烟道及烟囱截面尺寸
直燃机的排气口尺寸直接定为烟道烟囱尺寸，保证水平方向长度超出8m 后，每超出1m截面积增大5%。
F（截面积m2）=Q/V（Q为机组排气量m3，V为烟道内烟气流速，一般取3-5m）
2)烟囱高度
按经验公式确定：H = 0.6L +1.2N
式中H —烟囱高度，m ；
N —弯头个数，不宜超过 4 个 ;
L —水平烟道长度 (不宜超过25m)，m 。
3) 烟道及烟囱材料及保温。烟道采用4mm 普通钢板制作，外壁刷烟囱漆。室内钢烟道作保温处理，室外烟道部分在钢烟道沿墙安装完后再砌砖烟道。
4) 附件：烟道出口设置防雨、防风及避雷装置，设置 水封结构凝水排放管(管径DN25)，连续排除凝水，延缓烟道腐蚀和结垢；在立式烟囱底部设除尘门，水平烟道适当部位设检查门，检查门法兰处以石棉带密封；穿越墙壁的烟道应保温，并用保温材料填实缝隙；烟道重量由支架或吊架承受，绝不可由机组承受。
5) 烟囱口的位置：烟囱口的位置应考虑烟气中CO2及热量对环境的影响。远离或高于冷却塔，高于周围1m内建筑物1m 以上，尽可能让机房人员便于观察。
机房燃油系统设计
1）油路系统设计
采用单管系统，在燃烧器附近设自动排气阀。
2)室外贮油罐的设置。
为减少占地面积、贮油罐与建筑物的防火间距，且便于安装，贮油罐采用直埋卧式金属贮油罐。其容积控制在10m3 ，直接埋于机房附近，并将面向油罐一面4m范围内的建筑物外墙改造为防火墙。油罐设置检查孔 (人孔) 和操作井，并通向地面。其注油阀、油位探测器 、呼吸阀等设置在地面以上安全处。油罐通气管公称直径≥50mm 。
3)室内日用油箱的设置 。
在机房油箱间 (耐火等级不低于二级的单独房间) 内设钢板制作密闭式油箱一个，容积为1m3。油箱底高于直燃机燃烧器的油泵2m , 以保证燃烧器的供油泵有足够的灌注头，油箱上向室外接通气管，其上设阻火透气帽，油箱内设油位控制器，油位高、低位报警装置与供油设备连锁，油箱紧急排油管通至室外贮油罐中。
4) 供油泵的设置。
室外贮油罐中的油通过供油泵送至室内日用油箱。日用油箱同设在油箱间内，供油泵扬程按供油管线总阻力及贮油罐和日用油箱之间的油位高差确定。供油泵的启停由日用油箱的油位传感器信号控制，低油位时开泵，高油位时停泵。
5) 油过滤器的设置。
油过滤器的选型与位置，对直燃机的安全运行极为重要 。如渣物流入燃烧机，将导致燃烧恶化、爆燃、熄火，会很快使燃烧器油泵、电磁阀损坏。因此，在直燃机供油管路上设置二级过滤器：日用油箱出口处设60目中过滤器，燃烧器入口处设小于120目细过滤器 。供油泵入口设8～12 目过滤器，以滤除油中的杂质 ,减少油泵的磨损，延长油泵的寿命。


开机步骤
一、热水、冷水及冷却水管路系统检查
1）检查管路系统是否清洗干净，冷却塔、水池与外界相通的装置是否有杂物。
2）检查是否已在管路最低处设排水阀及在各联管的最高处设排气阀。
3）检查水管路系统中是否已装过滤网。
按照现场接管图检查管路。检查水管的位置和方向是否正确，管路是否吊挂、支撑，以防止压力施加在水盖上等。
4）检查水管路系统有无泄漏，水泵及管道是否有振动，水流量是否达到规定值，水质是否符合要求，若水质不合格，需加装水处理设备。
5）检查管路上所有的温度计、恒温器、流量开关、电动调节阀、温度传感器及压力表是否安装，安装位置是否合理。
6）检查水泵，包括：各连接螺栓是否松动；润滑油、润滑脂是否充足；填料是否漏水，漏水大小以流不成线为界线；检查电气，运转电流是否正常；泵的压力、声音及电机温度是否正常。
7）检查冷却塔的型号是否正确，流量是否达到要求，温差是否合理；检查风机的运转情况，运转电流是否正常。
二、真空泵检查
检查真空泵油牌号是否正确；检查真空泵油外观，真空泵油如含有水份，油就会发生乳化；按真空泵使用说明书检查真空泵安装及其性能。
三、机组气密性检查
在机组调试前应进行气密性检查。首先应进行真空检验，若不合格则需进行压力找漏，找到泄漏点并修补后在进行真空检验，反复进行，直至真空检验合格。
四、机组加溶液
溴化锂溶液中一般已加入0.1～0.3％的铬酸锂作为缓蚀剂，溶液的pH值已调至9～10.5，浓度为50％，在注入机组前应再次确认。辛醇加入法与溶液加入法相同。辛醇加入量为溶液重量的0.3％左右。
五、合上机组控制箱电源，切换到“机组监视”画面，确认机组“故障监视”画面上无故障灯亮（除冷水断水故障外）；
确认冷水泵出口阀处于关闭位置后启动冷水泵，缓慢打开冷水泵出口阀门，调整冷水流量（或压差）到机组额定流量（或压差）；
确认冷却水泵出口阀门处于关闭位置后启动冷却水泵，缓慢打开冷却水泵出口阀门；打开热水进口阀门；
自动运行工况下，在“机组监视”画面上按“系统启动”键，然后按“确认”键，“确认完毕”键，机组进入运行状态；
启动冷却塔风机，调整冷却水流量。控制冷却水出水温度在36～38℃之间；
观察机组自动抽气装置的视镜，若视镜内有明显连续气泡且液面明显下降或贮气室压力升至40mmHg以上时，则启动真空泵抽气；
巡回检查机组运行情况，每隔两小时记录数据一次。
停机步骤及注意事项
关闭热水进口阀门，按“系统停止”键，机组进入稀释运行状态；
3-5分钟后，关闭冷却塔风机，关闭冷却水泵出口阀门后停冷却水泵；
机组稀释运行停止后，关闭冷水泵出口阀门后停冷水泵；
切断机组控制箱电源。


注意事项
1.应确认机组的气密性。必须靠运行真空泵才能保持机组制冷量时，可认为是机组泄漏。发现机组泄漏时，应尽快充氮检漏。
2.发现机组上任何部位（尤其是焊缝）生锈，应立即除锈并刷防锈漆，以免引起泄漏。
3.严禁超越安全“设定值”调节安全装置。不允许在安全保护装置有疑问时启动机组，机组发生任何故障，应立即排除。
4.冷水流量开关的流量设定值在出厂前已调节到允许的最小设定值，严禁再度调小流量设定值。严禁在冷水流量开关有异常时启动机组。严禁机组在明显受到管路系统振动时开机及运行。
5.严禁先停冷水泵，后停冷却水泵。
必须在机组完全停止后再停冷水泵与空调器。
必须在机组停止后才能切断机组电源。
6.严禁在打开控制箱的情况下运转机组，以免发生危险。
7.机组运行时发生器、热交换器及与其相连的管道温度较高，应避免在机组运行时接触这些部位，防止发生烫伤等人员伤害。
8.机组使用及停机保养期间，应严格按照维护保养内容认真检查、保养。
溴化锂是无毒的，但与溶液混合的辛醇可能有刺激性，如不小心接触溶液，应立即用水冲洗受染处。


故障分析
1、高温再生器温度、压力高：
诊断方式：蒸汽进口压力≤6.0Kg，但高温再生器温度大于155℃，高温再生压力≥0Kg，再生压力高报警。
原因分析：
1） 蒸汽控制阀：开启度在100%时，扬程是否超过20mm；
2） 蒸汽质量：蒸汽是否过热，压力多少；
3） 高温再生传感器：正常显示温度升温范围在0.1℃上下逐步变化，如果温度显示跳动变化说明传感器故障，影响高温液位（温度100℃以上要仔细观察）；
4） 高温再生液位：过低液位影响（满负荷时调到液位的1/3~2/3之间）
5） 真空度：如果贮气室的压力不断升高。（如停机时压力升高，贮气室相关部位有泄露现象。运行时压力升高，系统不凝性气体多，经多次抽气仍然如此，有泄露现象。真空度低下将直接影响机组的高温再生压力。冷水出水温度7℃时，系统真空度7 mmHg以下为良好）；
6）冷却水：确认冷却水入口温度超过34℃，流量过小造成的冷凝温度高，冷却水系统的结垢同样造成冷凝温度高。冷却水进出口温度差过大，冷凝器和冷却水出口温差超过3℃，可以判断冷却水流量小或者传热管污垢；
7)溶液循环量：内部溶液循环量过小；（分析：蒸发器液面超过1/3，吸收器液面低于2/3，那么结晶的机会较大。蒸发器液面超过1/2，吸收器液面全满，系统压力不良，应该考虑传热管是否泄露。）
8)结晶：溶液循环量过小，再生压力开关（设定值为0Kg）；
内容来源：网络