溴化鋰吸收式制冷機組概述

關于溴化鋰吸收式制冷機中的溴化鋰溶液及緩蝕劑

 

　　(1)溴化鋰溶液為無色液體，有咸味，無毒，加入鉻酸鋰（高毒性，高致癌）或鉬酸鋰緩蝕劑后溶液呈淡黃色

理化性質

　　(2)使用后的溴化鋰溶液會產生異鋅醇。異鋅醇急易揮發，刺激人的皮膚產生皮疹，同時傷害人的神經。溴化鋰在水中的溶解度隨溫度的降低而降低。所謂溶解度是指飽和液體中所含溴化鋰無水化合物的質量成分，也就是溴化鋰水溶液的質量濃度。溴化鋰的質量濃度不宜超過66%，否則在運行中當溶液溫度降低時將有結晶析出，破壞制冷機的正常運行。

　　(3)水蒸汽分壓力很低，它比同溫度下純水的飽和蒸汽壓力低得多，因而有強烈的吸濕性。液體與蒸汽之間的平衡屬于動平衡，此時分子穿過液體表面到蒸汽中去的速率等于分子從蒸汽中回到液體內的速率。因為溴化鋰溶液中溴化鋰分子對水分子的吸引力比水分子之間的吸引力強，也因為在單位液體容積內溴化鋰分子的存在而使水分子的數目減少，所以在相同溫度的條件下，液面上單位蒸汽容積內水分子的數目比純水表面上水分子數目少。由于溴化鋰的沸點很高，在所采用的溫度范圍內不會揮發，因此和溶液處于平衡狀態的蒸汽的總壓力就等于水蒸汽的壓力，從而可知溫度相等時，溴化鋰溶液面上的水蒸汽分壓力小于純水的飽和蒸汽壓力，且濃度愈高或溫度愈低時水蒸汽的分壓力愈低。當濃度為50%、溫度為25℃時，飽和蒸汽壓力0.85kPa，而水在同樣溫度下的飽和蒸汽壓力為3.167kPa。如果水的飽和蒸壓力大于0.85kPa，例如壓力為1kPa（相當于飽和溫度為7℃）時，上述溴化鋰溶液就具有吸收它的能力，也就是說溴化鋰水溶液具有吸收溫度比它低的水蒸汽的能力，這一點正是溴化鋰吸收式制冷機的機理之一。同理，如果壓力相同，溶液的飽和溫度一定大于水的飽和溫度，由溶液中產生的水蒸汽總是處于過熱狀態的。

　　(4)密度比水大，并隨溶液的濃度和溫度而變。

　　(5)比熱容較小。當溫度為150℃、濃度為55%時，其比熱容約為2kJ/(kg•K)，這意味著發生過程中加給溶液的熱量比較少，再加上水的蒸發潛熱比較大這一特點，將使機組具有較高的熱力系數。

　　(6)粘度較大。

　　(7)表面張力較大。

　　(8) 溴化鋰水溶液的導熱系數隨濃度之增大而降低，隨溫度的升高而增大。

　　(9)對黑色金屬和紫銅等材料有強烈的腐蝕性，有空汽存在時更為嚴重，因腐蝕而產生的不凝性汽體對裝置的制冷量影響很大。

　　所以，以溴化鋰水溶液為工質時的吸收式制冷系統主要缺點是：①熱效率低；②冷卻水消耗量大；③設備的密封性要求較高④對碳鋼和銅有強腐蝕性。

 

　　緩蝕劑能抑制腐蝕的發生，原理是緩蝕劑與金屬通過化學反應，在金屬表面形成了一層致密保護膜（主要成分是Fe3O4）,使溶液與金屬隔離，從而達到防腐效果。

　　⑴毒理學特性：①具有高毒性和致癌性；②對環境易造成嚴重污染；③現國家嚴格限制使用。

　　⑵優點：①抗腐蝕性好；②可以檢測；③容易管理；④可隨時添加。

　　⑶缺點：①高毒性和致癌性；②對環境易造成嚴重污染；③國家嚴格限制使用。

　　⑴毒理學特性：①急性毒性；②刺激皮膚和粘膜；③對眼睛的影響是未知的。

　　⑵優點：毒性和對環境污染相對較小。

　　⑶缺點：①高溫腐蝕產生氫汽，氫汽量是鉻酸鋰的3倍，要更大的設備隨時抽汽；②防腐劑消耗里大，每季需要投入兩次；③不易檢測，分析管理困難，不知何時添加。

 

　　在一定溫度下，溴化鋰水溶液液面上的水蒸汽飽和分壓力小于純水的飽和分壓力；而且濃度越高，液面上的水蒸汽飽和分壓力越小。在相同的溫度條件下，溴化鋰水溶液濃度越大，其吸收水分的能力就越強。這也就是通常采用溴化鋰作為吸收劑，水作為制冷劑的原因。溴化鋰吸收式制冷機主要由發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器、換熱器、循環泵等幾部分組成。在溴化鋰吸收式制冷機運行過程中，當溴化鋰水溶液在發生器內受到熱媒的加熱后，溶液中的水不斷汽化；隨著水的不斷汽化，發生器內的溴化鋰水溶液濃度不斷升高，進入吸收器；水蒸汽進入冷凝器，被冷凝器內的冷卻水降溫后凝結，成為高壓低溫的液態水。當冷凝器內的水通過節流閥進入蒸發器時，急速膨脹而汽化，并在汽化過程中大量吸收蒸發器內冷媒水的熱量，從而達到降溫制冷的目的；在此過程中，低溫水蒸汽進入吸收器，被吸收器內的溴化鋰水溶液吸收，溶液濃度逐步降低，再由循環泵送回發生器，完成整個循環。

　　1966年我國首臺溴化鋰吸收式制冷機誕生，距今已有55年歷史。在這55年間，溴化鋰制冷機為我國經濟建設做出了應有的貢獻。然而，隨著時間的推移，用戶的銳增，溴化鋰機組的弊端也逐漸顯現出來，主要體現在幾個方面：

　　⑴制冷能力不足：設計溫差7℃，實際運行溫差只有2℃-5℃。實際運行制冷能力只有設計能力的30%-70%。以500萬大卡溴化鋰制冷機組為例，實際運行制冷能力一般只有150萬大卡-350萬大卡。

　　⑵使用壽命短：3年-10年，平均使用壽命在6.5年左右。

　　⑶故障率高：后期維護維修費用大，每年的維修費備件費少則幾十萬多則上百萬。

　　2016年之后，各廠商相繼推出了熱氨型溴化鋰制冷機、溫熱水型溴化鋰制冷機。

　　經過近幾年的推廣使用，制冷效果并不理想，故障率更高，維修費用更大，使用壽命更短。雖然節省了蒸汽，但是增加了大量的循環水泵，增加了電耗，節省的蒸汽費用難以彌補增加電耗的費用。所以，節能效果也不明顯。