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1、第3 届“海密梯克”杯论文报告会会议专辑 一起溴化= l 里机组故障分析 王利。吴建杨 ( 南通江山农药化工股份有限公司扛苏南通2 2 6 0 0 6 ) 关量词 溴化锂机组；故障；分析 摘要 通过一起演化锂机组故障分析探讨了其控制方式和维护要点。 随着国家宏观政策调整和氯碱生产的技术进 步，中高压氯气液化工艺迅速推广，与之相配套的是 氟利昂、滨化锤等制冷机组的改进，由于R 1 2 对大 气臭氧层的破坏、能源的综合利用等原因溴化锂机 组在氯碱企业得到了广泛应用。南通江山农药化工 股份有限公司离子膜烧碱装置氯气液化采用了中压 液化工艺，配套了2 台蒸汽式双效演化锂机组，用一 备一。采用P L C
2、 单独控制，自开车以来运行稳定，但 近期出现了一次故障，由于发现及时，处理得当，避 免了整个氯碱生产线停车，现对故障现象、原因及维 护方式进行探讨，供同行参考。 l 故障现象及原因 11 教障现象 某日氯氢工段巡检人员发现溴化锂机组蒸汽用 量由正常的1t h 左右增大到3t h ，高温再生器的 温度升高到1 4 5 ，冷冻水温度已升高至8 ，氯气 压缩机出口压力升至05M P a ( 表压) ，溴化锂机组 随时有可能跳停或氯气安全阀起跳，造成系统连锁 停车，当班人员发现后迅速启动备用机组，使冷冻水 温度逐渐降至正常，将故障机组滨化锂稀释后停下。 1 2 故障原因 根据演化锂机组的工作原理( 如
3、图1 所示) 可 知制冷量下降可能有以下原因。 图I 澳化锂机组的工作原理 1 21 真空度下降造成制冷剂水沸点升高 由于真空度下降，使不凝性气体过多严重影响 了制冷剂水的蒸发和水蒸气的吸收，使送往发生器 的溴化锂稀溶液的浓度升高，导致高温再生器出口 溴化锂溶液结晶。传质推动力下降同时吸收系数 大大降低，吸收效率大幅下降，制冷量也随之下降。 + 【作者简介 王利( 1 卯8 ) 男，工程师毕业于南京化工大学精细化工专业，参与公司氯碱一期，二期工程，现任公 司氯碱一- V a d U 长。 收稿日期 2 0 0 7 一I I 一3 0 6 0 氯氢处理、氯气液化及包装工艺、设备交流会论文集 1
4、2 2 制冷剂水或稀溶液屏蔽泵循环量变小 屏蔽泵故障造成制冷剂水和溴化锂溶液的循环 量变小，制冷剂水的蒸发量变小，溴化锂溶液的吸收 能力降低，制冷量下降，同时也容易造成因浓度过高 而引起结晶。 1 2 3 循环水温度高或流量小，吸收器和冷凝器冷 却效果得不到保证 循环水温度高，降低了吸收器和冷凝器的吸收 水蒸气的推动力，使制冷能力下降。 1 2 4 制冷剂水受污染 在机组运行过程中，有溴化锂进入制冷剂水中， 使制冷剂水变成溴化锂的稀溶液，因为同一温度下 溴化锂溶液的饱和蒸气压力低于纯水的饱和蒸汽压 力，使传质推动力减小，制冷量下降。如果制冷剂水 中溴化锂的含量继续增大，根据拉乌尔定律，溶剂水
5、的沸点继续升高，蒸发量减少，吸收器中溴化锂溶液 的浓度相应升高，溴化锂极易在高温再生器甚至高 温热交换器中结晶。 1 2 5 表面活性剂辛醇含量减少 由于频繁抽真空，辛醇蒸气与不凝性气体有可 能同时被抽出，溴化锂溶液中的辛醇含量减少，使溴 化锂溶液的表面张力增大，水蒸气的凝结形式由珠 状冷凝变为膜状凝结，传热效果大大降低，制冷量下 降。 2 故障排除 故障发生后，设备厂家技术人员在现场检查了 循环水、蒸汽等外部条件，排除了其对制冷量的影 响，并检查了稀溶液泵、中溶液泵和制冷剂水泵及机 组真空状况。运转正常；取制冷剂水测密度为1 0 0 ， 可以判定溴化锂没进入制冷剂水中。 经过分析以上情况，结
6、合高温再生器温度达到 1 4 5 后不能继续升高的现象，认为吸收器或冷凝 器铜管可能存在泄漏现象。按照机组气密性试验的 方法，首先除去吸收器换热器盖板，用橡皮塞封住一 侧，机组充氮气0 1M P a ，用肥皂水检查另一侧铜 管，发现有一根铜管泄漏，其余铜管正常，冷凝器检 查也正常，后将泄漏铜管两侧用橡皮塞封住，0 1 M P a 保压2 4h ，未发现明显压降。机组恢复安装，开 机运行后制冷正常，至此，故障排除。 故障分析如下：吸收器铜管有1 根泄漏，造成循 环水进入溴化锂溶液，使溴化锂溶液浓度变稀，低于 正常控制的5 8 5 ，吸收能力下降，造成冷冻水温 度升高，根据机组内部自控逻辑，稀溶液
7、经预热进入 高温再生器后，升温增浓，为了使溴化锂溶液浓缩到 6 1 3 左右，蒸发水量相应增大，蒸汽消耗量增大， 所以出现蒸汽流量计最大流量接近3t h 的现象， 已达到高温再生器的最大工作能力( 换热面积3 0 m 2 ) ，高温再生器温度达到1 4 5 后无法升高，机组 制冷量下降，使液化系统氯气压力升高。 3 注意事项 作为氯气液化的关键设备，溴化锂机组的正常 运行监控和维护应引起足够重视，通过本次故障的 原因分析和解决过程，认为生产中应注意以下问题。 3 1 机组的真空度 在有氧条件下，溴化锂对金属具有强烈的腐蚀 作用，而在高真空条件下几乎没有反应，因此确保主 机良好的密封性能是主机保
8、养的关键。根据操作和 维护手册要求，要定期对机组真空系统进行检查，如 果真空度小于53 3 2P a ，就要对不凝性气体抽真空， 必须严格执行。因为机内一旦混人空气或其他不凝 性气体，则制冷能力下降，蒸汽耗量增加，且再生器 内的腐蚀加剧，溶液浑浊，影响机器的寿命，还容易 造成结晶。 另外，也不能无谓的执行抽真空，因为作为溴化 锂溶液表面活性剂的辛醇有可能被同时抽出。 3 2 循环冷却水的控制 操作手册要求的循环水进口温度是1 9 3 2 ， 因为循环水温度如果低于1 9 ，在吸收器内的溴化 锂溶液( 5 8 左右) 有可能结晶，所以在冬季，凉水 塔应根据系统热负荷调节循环水温度，必要时关闭 风
9、机，控制上塔水量，主要靠气液界面的接触散热冷 却回水；如果冷却水温度超过3 2 ，则机组的制冷 量下降，根据有关资料可知，冷却水进口温度每升高 1 ，制冷量下降5 7 ，冷却水量减少1 0 ，制 冷量下降3 左右。 3 3 机组的连锁和联动 南通江山农药化工股份有限公司曾发生一次冷 冻水泵误停，溴化锂机组跳停，险些造成整个系统停 车。后经与设备生产厂家讨论协商，保留所有连锁， 取消联动，即溴化锂机组停车，冷冻水泵继续运行； 溴化锂机组开车，冷冻水泵必须手动开启。这样，避 免了因为溴化锂机组停车后的联动，冷冻水泵停，造 成液化系统压力迅速升商，对事故处理造成被动；冷 冻水泵继续运行，能使系统压力
10、上升不致于过快，为 开启备用机组或处理其他问题赢得时间：， 3 4 防止溴化锂结晶 设计制造过程中虽然溴化锂机组生产厂家已采 取了多项防止溴化锂结晶的措施，( 下转第6 3 页) 6 1 氯氢处理、氯气液化及包装工艺、设备交流会论文集 Y r _ , t ，电费0 4 形( k W h ) 计) ：5 2 00 0 0t h 0 8 歹砂t 一7 60 0 0k W h 0 4 歹( k W h ) = 3 8 56 0 0 元。 更新换代设备。 2 2 经济效益 齐化公司原用于氢气处理的氯压机的电机功率 2 改造氢气压缩机组 为1 1 0k W ，功率因数为0 8 5 ，须开3 台能满足生产
11、 2 1 技术背景 需要，则全年耗电费用为1 1 0 3 0 8 5 80 0 0 齐化公司氢气处理工序处理氢气流量为25 0 0 0 4 = 8 9 76 0 0 ( 元) 。 i n 3 h ，原利用5 台氯压机( L Y J 一1 0 0 0 ) 中的3 台对改用S Z 一4 J M 型氢气压缩机，单台电机功率为 这部分氢气进行加压处理，使氢气压力达到0 0 5 7 5k W ，功率因数为0 8 5 ，须开2 台即可满足生产需 M P a 以上，供用户使用。由于氯压机的电机功率大， 要，则全年耗电费用为7 5 2 0 8 5 80 0 0 0 4 = 且不能满负荷工作，造成电力资源的极大
12、浪费。氯4 0 80 0 0 ( 元) 。改造后节约电费8 9 76 0 0 4 0 80 0 0 碱厂本着节约能源的原则，将氢气处理过程中使用 = 4 8 96 0 0 ( 元) 。 的氯压机改为节能型的水环式压缩机，通过多方比由此可见，改造后每年可节约电费近4 9 万元， 对，选择了性价比较高的河南省新乡水泵厂生产的 在节能降耗方面，创造了可观的经济效益。 S Z 一4 5 J M 型节能水环压缩机。2 台该型压缩机即 3 结语 可满足现有生产工艺要求。该水泵以水为工作液体节能降耗是利国利民的大事，企业要发展就必 的液环式容积泵，具有结构简单、运行可靠、耗电少、须在节能降耗方面挖掘潜力。两
13、项技术改造创造的 操作和维护方便的特点，适于抽送不溶于水的易燃价值是可观的，而它所创造的社会效益更是意义深 易爆气体，而且设备投资较少，是理想的氢气压缩机 远。 编辑：董红果 名迫 R 皂奄芒 牝毛名七 瞳7 ! 瞳7 毛名芒 瞳7 乞欲艇艇 瞳7 毛t 迫 吨， 皂名迕 吨， ! 瞳瓞瓞舣瓞斛祭瓞艇供瓞供供尉尉尉能N N 供，楚 ( 上接第6 1 页) 但在生产中仍时有结晶发生。一般 情况下，溴化锂溶液浓度越高、温度越低越容易发生 结晶，表1 列出了溴化锂浓度与对应的结晶温度。 表1溴化锂浓度与对应的结晶温度 质量分数结晶温度。C质量分数结晶温度o C 5 53 0 06 l2 7 O 5
14、6一1 5 O6 23 2 0 5 72 56 33 7 0 5 86 O6 44 1 0 5 91 5 O6 54 5 0 6 02 1 O6 66 5 0 正常生产中如果发现以下情况，则冷冻机组就 有可能发生结晶的现象。 3 4 1 观察不到溶液液面 如观察不到溶液液面，说明高温再生器或低温 再生器液面升高，一般是由于低温再生器至吸收器 的管路被溴化锂结晶堵塞，使低温再生器液面上升。 3 4 2 低温再生器溢流管温度升高 如低温再生器溢流管温度升高，说明低温再生 器液位已达到溢流管位置，浓溶液经溢流管进入吸 收器加热稀溶液，使结晶溶解，这是机组自身的保护 措施。 3 4 3 溶液泵声音异常
15、 如溶液泵出现声音异常，可能是产生气蚀或泵 进口被溴化锂结晶堵塞。一旦发现此现象，应密切 关注，必要时启动备用机组，运转正常后停下故障机 组，再根据溴化锂溶液浓度和温度自动稀释运行，使 溴化锂溶液质量分数降低到5 6 左右，消除结晶。 另外，在正常生产中动力电跳闸，将无法进行稀 释运行，机内浓度高，一般不会因周围温度的变化而 发生结晶现象，但是通电后应立即进行稀释运行。 3 5 溶液的管理 溶液的质量直接影响着机组的制冷效果和机组 的使用寿命，溶液质量的监控系统是包括在设备报 价中的，由设备供货厂家根据时间表结合使用厂家 的具体情况，定期进行分析和处理，设备管理人员应 建立相关台帐，跟踪溶液组分变化情况。主要指标 为：缓蚀剂的质量分数在0 3 左右、p H 值在9 0 1 0 5 ，辛醇质量分数在0 1 0 3 。 3 6 管路的保养 应定期清洗循环冷却水、冷冻水等管路和传热 铜管外壁，防止结垢影响传热效果。如果使用化学 清洗，要采用小剂量长时间的清洗方法，尽量减轻对 铜管的腐蚀损坏。 参考文献 1 沈学明溴化锂吸收式制冷机组常见故障原因及排除方 法 J 制冷技术，2 0 0 4 ( 4 ) 2 宋斌，等蒸汽双效溴化锂制冷机组的原理与维护 J 南钢科技，2 0 0 2 ( 4 ) 【3 溴化锂制冷技术讲义 编辑：董红果 6 3
