溴化锂吸收式制冷机.pptx

《溴化锂吸收式制冷机.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《溴化锂吸收式制冷机.pptx（200页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 课程教学主要内容q吸收式制冷机的发展现状q溴化锂吸收式制冷机的基本理论q溴化锂吸收式制冷机的工作原理q溴化锂制冷机的主要部件及功能q溴化锂吸收式制冷机组的性能特点q溴化锂制冷机组的自动控制q溴化锂制冷机组的性能试验与运行q溴化锂制冷机的常见故障排除与保养方法第1页/共200页第一部分 吸收式制冷机的发展现状国外的发展过程：1.美国是溴化锂制冷机的创始国，目前日本等国的溴冷机也都有较大的发展。2.美国开利公司于1945年试制出第一台制冷量为523KW（45104kcal/h）的单效溴冷机，开创了利用溴化锂水溶液为工质对做为吸收剂的吸收式制冷新领域。美国不仅创造了单效溴冷机，而且在世界上又率先研

2、制出了双效溴冷机。现已研制出了直燃型、热水型和太阳能型等新型溴冷机。同时还研制了冷温水机组和吸收式热泵等新机组。3.日本一家汽车公司于1959年研制出制冷量为689KW（60104kcal/h）的单效溴冷机，1962年茬原制造所又研制出双效溴冷机。日本溴冷机无论在生产数量、性能指标、应用范围和新技术、新产品研制等方面，均超过了美国，成为世界上溴冷机研究与生产领先的国家。特别是燃气两效温水机组的产量很大，约占世界上溴冷机生产总台数的2/3；目前已致力于第三种吸收式热泵和溴化锂热电并供机组的研制工作。4.前苏联奔萨化工厂于1965年研制出2908KW（250104kcal/h）溴冷机。目前溴冷机的

3、应用范围已从化纤厂扩展到其它纺织厂、橡胶厂酿酒厂、化工厂、冶金厂和核电站。第2页/共200页中国的发展过程：我国研制溴冷机起步于60年代初期，至今已有四十多年，其发展过程大体分为四个阶段：1.研制阶段60年代初船舶总公司704所（原六机部704所）、一机部通用机械研究所与高等院校以及设备制造厂通力合作，试制了两台样机。1966年上海第一冷冻机厂试制出了制冷量1160KW（100104kcal/h）全钢结构的单效溴冷机，安装于上海国棉十二厂。60年代末期，许多单位都着手研制单效溴冷机，这一研制工作持续到了70年代初期。2.单效机生产应用阶段70年代初先后有上海、青岛、天津、北京和长沙等地的棉纺厂

4、为了适应生产的需要，各自设计与制造了单效溴冷机。继而更多地区也都自行设计制造单效溴冷机，尤以上海、天津两地更为突出。以天津为例，70年代初至80年代初，制造出3480KW（300104kcal/h）大型溴冷机七台，总制冷能力达到24360KW（2100104kcal/h）。单效溴冷机在这一时期虽然有了较大发展，但仍有许多问题尚待解决，如严重的腐蚀、冷量的衰减和机器的寿命等，限制了溴冷机的进一步发展。3.双效机生产应用阶段80年代初期开始研制双效溴冷机，并于1982年由开封通用机械厂生产出1744KW（150104kcal/h）双效溴冷机组。双效机组的热力系数可提高到以上，而单效机组一般为，双效

5、机组的蒸汽单耗比单效机减少约1/2，冷却水量减少约1/3，是值得提倡的节能型制冷机组。4.多种新型机研制应用阶段80年代末期国家计委提出，凡有蒸汽等热源的地区要发展溴冷机；1991年我国在世界禁用氟里昂（CFC）生产与使用的“蒙特利尔议定书”上签了字，这对进一步发展溴冷机创造了良好条件。大专院校、科研院所和制造厂家共同协力，一方面在加紧改进与提高双效溴冷机的加工技术和性能水平，另一方面也竟相研制新型的多种溴冷机。现已推出的和正在研制的有热水型、直燃型、低压型、降膜式溴冷机和吸收式热泵等。第3页/共200页第二部分 溴化锂吸收式制冷机基本理论何谓“制冷”，何谓“热泵”基本能量转换关系图制冷机或热

6、泵高温热源 TH低温热源 TLQHQR第4页/共200页 用人工的方法将低温区的热量移送到高温区，若为将低温区无用的热量移送到高温区成为有用的或用途更大的热量，此种方法称为“热泵”。若转移热量是为获得低于环境的温度或满足某种化工工艺的低温需要，此种方法称为“制冷”；第5页/共200页中央空调系统制冷机空调末端冷却塔能源系统、管路等实现人工制冷/热的机械设备安装在房间侧的散热（冷）装置把从房间内吸收的热量最终散发到外界环境空间中。提供驱动能源及系统管路连接和控制第6页/共200页中央空调系统制冷原理第7页/共200页溴化锂吸收式制冷机组电制冷机组制 冷 机热能驱动电能驱动溴化锂吸收式机组特点：1

7、、以热能为动力，能源利用范围广；2、安装基础要求低；3、制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险；4、制冷量调节范围广。冷量无级调节范围20-100%。5、溴化锂溶液环保，无臭、无毒。6、气密性要求高电制冷机组特点：1、密封性要求不高；2、冷却水循环量小；3、制冷效率高但耗电量巨大；4、制冷剂可能造成污染；5、属于压力容器；第8页/共200页 吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较 (a)蒸气压缩式制冷循环；(b)吸收式制冷循环第9页/共200页1.1 溶液的热力学性质(1)溶液的分压与总压(2)相律(3)溶液的相平衡 第10页/共200页液体的分压和总压一定温度下，水的饱和蒸汽压是个定值，它与温度成

8、一一对应关系。固体溶质溶解于溶剂中时，它的蒸汽压总量小于同一温度下纯溶剂的饱和压力。因此，溶液中气液两相平衡时的压力不仅与温度有关，而且与浓度有关。拉乌尔定律：在一定的温度下，溶液中任一组分的蒸汽分压等于该纯组分的蒸汽压乘以该组分在溶液中的摩尔分数。公式为：式中:-代表纯溶剂A的蒸汽压-代表溶液中A的摩尔分数第11页/共200页溶液的分压与总压亨利定律：在平衡状态下，一种气体在液体里的溶解度摩尔分数和该气体的平衡压力成正比。公式为：式中：x-挥发性溶质的摩尔分数，即所溶解的气体在溶液中的摩尔分数；p-液面上该气体的平衡分压；K-一个常数，取决于温度、溶质和溶剂的性质。第12页/共200页相律体

9、系处于平衡状态时，它的自由度与相数和组分之间存在着一定的关系。这个关系称为相律，又称吉布斯方程式，公式为：式中：f-自由度数（不可能是负数）K-组分数（单组分的水，K=1）-相数第13页/共200页溶液的相平衡液相中的分子会自发地通过相的分界面转移到气相，因此造成了蒸汽压。同时，气相中的分子也会转移到液面。这样，在物相之间就产生了质量的交换。最后必然会出现这样的状态，就是从一相转移到另一相的速度恰好与相反方向的转移速度相等，这时体系中各部分的浓度保持不变。这种状态称为相平衡状态，简称相平衡。第14页/共200页1.2 溴化锂水溶液的热物理性质1 1、溴化锂溶液的性质、溴化锂溶液的性质 溴化锂水

10、溶液的溴化锂水溶液的热物理性质热物理性质溴化锂是离子化合物，化学分子式为溴化锂是离子化合物，化学分子式为LiLiBr,Br,是一种无色是一种无色、无毒、有苦咸味的粒状晶体，在大气中不变质、不挥发、无毒、有苦咸味的粒状晶体，在大气中不变质、不挥发、不分解，在不分解，在2525时密度为时密度为3464Kg/m3464Kg/m，熔点为，熔点为549549，沸点为，沸点为12651265，溴化锂晶体，溴化锂晶体极易溶于水极易溶于水，2020时每时每100g100g水中最多可水中最多可溶解溶解111.2g111.2g溴化锂晶体。溴化锂溶解过程中会释放溶解热，溴化锂晶体。溴化锂溶解过程中会释放溶解热，引起

11、溶液温度升高。引起溶液温度升高。溴化锂溶液具备强烈的吸湿性溴化锂溶液具备强烈的吸湿性 溴化锂溶液的吸湿性很强，具有吸收比其温度低得多的溴化锂溶液的吸湿性很强，具有吸收比其温度低得多的水蒸汽的能力。且水蒸汽的能力。且溴化锂溶液温度越低、浓度越高吸水性越溴化锂溶液温度越低、浓度越高吸水性越强。强。第15页/共200页1 溴化锂溶液的特性 溴化锂是由碱金属锂(Li)和卤族元素(Br)两种元素组成的一种稳定的盐类,其主要特性如下:1.溴化锂吸收式制冷机中,溴化锂是吸收剂,水是制冷剂 2.溴化锂对人体和环境无害 3.溴化锂溶液沸点高 4.溴化锂溶液吸水性强 5.溴化锂溶液性能稳定 6.溴化锂溶液对金属有

12、强烈的腐蚀性 7.溴化锂溶液容易结晶 溴化锂溶液特性l 配方溴化锂溶液1、浓度552、主要成分：溴化锂LiBr水溶液、缓蚀剂铬酸锂Li2CrO4、表面活性剂辛醇N-OCTYLALCOHOL、氢氧化锂LiOH3、PH值：第16页/共200页溴化锂溶液的腐蚀性质（缺点）溴化锂溶液是一种具有较强腐蚀性的物质。它对普通的金属材料，例如碳钢、紫铜等都具有较强的腐蚀性。因此，在较长的时间内，由于腐蚀问题得不到很好的解决，溴化锂吸收式制冷剂的发展曾受到很大的限制。实验证明，溴化锂溶液对金属的腐蚀与如下有关。第17页/共200页1溴化锂溶液对金属的腐蚀性及缓蚀剂 1.溴化锂溶液对金属的腐蚀性表现为如下化学反应

13、:Fe+H22 Fe(OH)2 Fe(OH)2+0.5 H22 Fe(OH)3 4Fe(OH)2 Fe3O4+Fe+4 H2O2 Cu2O 2Cu+2H22 2Cu(OH)2 1 缓蚀剂防腐机理:铬酸锂和铁、铜反应形成致密保护膜，主要成分为Fe3O4，阻止内部金属进一步发生反应，进而达到防腐效果；3Fe+6H2O+Li2CrO4 Fe3O4+2Cr(OH)3+4Li(OH)+H2 3Fe+3H2O+2Li2CrO4 Fe3O4+Cr2O3+Li(OH)+H23Cu+5H2O+2Li2CrO4 3Cu2O+Cr(OH)3+4LiOH第18页/共200页氧气的腐蚀性氧气的影响在吸收器上部和蒸发器水

14、盘等部位，因在机组工作时会溅到溴化锂溶液，形成很稀的液膜，容易接触到氧，腐蚀性就比较严重。无氧气则：2Fe+3H2O Fe2O3+3H2产生红锈 腐蚀3Fe+4H2O Fe3O4+4H2产生黑锈 不再腐蚀第19页/共200页具体化学反应溴化锂溶液对金属的腐蚀性及缓蚀剂溴化锂溶液对金属的腐蚀性表现为如下化学反应:Fe+H Fe+H22 22 Fe(OH)Fe(OH)2 2 Fe(OH)Fe(OH)2 2+0.5 H+0.5 H22 22 Fe(OH)Fe(OH)3 3 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2 FeFe3 3O O4 4+Fe+4 H+Fe+4 H2 2O O2 2 CuCu2 2O

15、O 2Cu+2H 2Cu+2H22 22 2Cu(OH)2Cu(OH)2 2 第20页/共200页具体化学反应缓蚀剂防腐机理:铬酸锂和铁、铜反应形成致密保护膜，主要成分为Fe3O4，阻止内部金属进一步发生反应，进而达到防腐效果；3Fe+6H3Fe+6H2 2O+LiO+Li2 2CrOCrO4 4 Fe Fe3 3O O4 4+2Cr(OH)+2Cr(OH)3 3+4Li(OH)+H+4Li(OH)+H2 2 3Fe+3H3Fe+3H2 2O+2LiO+2Li2 2CrOCrO4 4 Fe Fe3 3O O4 4+Cr+Cr2 2O O3 3+Li(OH)+H+Li(OH)+H2 23Cu+5

16、H3Cu+5H2 2O+2LiO+2Li2 2CrOCrO4 4 3Cu 3Cu2 2O+Cr(OH)O+Cr(OH)3 3+4LiOH+4LiOH第21页/共200页溴化锂溶液的腐蚀性质溶液的浓度在常压下，随着溴化锂溶液浓度的降低，腐蚀加剧，因为稀溶液中氧的溶解度要比浓溶液大；而在低压下，金属材料的腐蚀率与溶液的浓度几乎没有什么关系，因此溶液中氧的含量都很低。第22页/共200页溴化锂溶液的腐蚀性质溶液的温度实验表明，不含有铬酸锂缓蚀剂的溴化锂溶液，对A3钢、紫铜和镍铜的腐蚀率都随温度的升高而增大；而对加有铬酸锂缓蚀剂的溴化锂溶液，则随着温度的升高，A3钢的腐蚀率略有降低。第23页/共200

17、页溴化锂溶液的腐蚀性质溶液的PH值实验表明，溴化锂溶液的PH值处于9.510.3的范围内，对金属材料的缓蚀较为有利。第24页/共200页 在氧的作用下,金属铁和铜在通常呈碱性的溴化锂溶液中被氧化,氧是促进铁和铜发生反应的主要因素.在溴化锂吸收式机组中,隔绝氧气是最根本的防腐措施.l 溴化锂溶液对金属材料腐蚀的几个因素:(1)溶液的质量分数 在常压下,稀溶液中氧的溶解度比浓溶液的大,随着溴化锂质量分数的减小,腐蚀加剧 (2)溶液的温度 而当温度超过165OC的时候,无论是碳刚或紫铜,腐蚀率急剧增大 (3)溶液的碱度 溶液呈酸性时,对金属材料的腐蚀十分严重,故一般溶液呈碱性PH(910.5)l 腐

18、蚀对机组性能的影响:(1)由于溶液对组成吸收式机组的两种主要金属材料铜和铁的腐蚀直接影响机组的使用寿命(2)腐蚀产生的氢气是机组运行中不凝性气体的主要来源(3)腐蚀形成的铁锈或铜锈等脱落后随溶液循环极易造成喷嘴或屏蔽泵过滤器的堵塞机组防腐第25页/共200页吸收式制冷机组第26页/共200页l 溴化锂溶液的结晶曲线溴化锂溶液浓度温度溶液浓度溶液浓度/结晶温度结晶温度/溶液浓度溶液浓度/结晶温度结晶温度/55-27.963.036.955.5-21.663.538.856-14.964.040.656.5-8.364.542.357-2.564.8643.257.52.565.047.058.0

19、6.965.556.358.510.866.063.759.014.466.570.059.517.967.075.960.021.367.581.760.524.568.087.261.027.468.592.761.530.269.097.762.032.769.5102.462.534.870.0107.3第27页/共200页l 结晶原因：1）冷却水低温：冷却水入口维持28 32事宜；2）冷却水高温：冷却塔工作不良造成冷却水高温，导致高发高压，溶液浓度大，且低发与压差减小，溶液流动不稳定，浓溶液易在低交滞留结晶；3）冷却水流量少：流量少易导致机组高压，且进而导致高发高压，同上！4）抽气不

20、利或空气进入：机组压力升高，造成溶液流动不稳且浓度升高，导致结晶；5）溶液循环不良或溶液量少；l 结晶预防：1、正常运行结晶预防：微电脑溶液浓度设定值?正常控制减少燃烧量NOYES第28页/共200页2、突然停电结晶预防：1)瞬间停电：停电时间秒，恢复供电后机组正常运行；2)长时间停电：30min默认值，来电后自动稀释运行转正常运行或停机3)停电后没有电源，慢慢打开制冷采暖转换阀A，让冷剂蒸汽直接流入吸收器实现高发降压及吸收器升温防止结晶发生。制冷采暖转换阀A第29页/共200页l 结晶判断：1）吸收器工作时，侧面中间部位温度较低，有结晶可能。2）交换器浓溶液出口壳体温度下降，三通温度升高，有

21、结晶可能。注:熔晶管状态：正常情况手可触及并长时间停留；手可触及但不可长时间停留溶液流过熔晶管可能结晶或溶液循环不良；手只可点触，溶液热交换器浓溶液出口结晶；三通温度升高吸收器中部温度降低第30页/共200页制冷/供暖转换阀C制冷/供暖转换阀A溶液泵 NO2控制面板熔晶管高温热交换器低温热交换器高发低发冷凝器 溶液溶液正常流动引起结晶部分l 机械熔晶结构原理第31页/共200页l 冷却水的作用：冷却水的作用是带走吸收器和冷凝器的热量，将它传递给冷却塔，由冷却塔排入大气。在吸收器中，冷却水的作用是冷却作为吸收剂的溴化锂溶液。因为温度越低，吸收能力越强。在冷凝器中，冷却水的作用是冷却和液化来自发生

22、器的冷剂蒸汽（双效型中的低压发生器），使其恢复到初始的冷剂液状态。l 冷却水水质对机组性能影响 水质差将导致铜管内部结垢，降低机组效率并导致铜管腐蚀甚至破裂。铜管表面污垢厚度达到冷却塔能力降到76，冷水水温升高2，燃料耗量增加25；l 冷却水水质变差的原因1）结垢 由于冷却水中含有的无机质引起的，主要是由于碳酸钙、碳酸镁、硫酸盐浓缩和化学反应析出，造成污垢。妨碍热交换器的传热，使效率下降。2）污泥 这是由于水中溶解繁殖的细菌、藻类等微生物群体，混入泥、沙、灰尘等形成软泥性的污浊物。它会造成管路腐蚀，降低效率和增加流阻、降低水量。3）腐蚀 污泥和腐蚀生成物沾在传热管的表面而发生腐蚀。由于腐蚀的进

23、行，传热管破坏而使机组发生严重故障。第32页/共200页l 水质管理：1、常规水质管理：A 经常连续补水或通过水质分析自动补水B 利用化学试剂防腐；C 添加灭藻剂控制结垢；D 定期水质分析，定期检查铜管；2、长期停机冷却水系统管理：A 满水保养（环境温度不低于0时）通过运转冷却水泵使防腐剂均匀分布；B 干燥保养确保铜管内壁清洗干净，且防腐剂均匀分布；第33页/共200页1.基本原理2.理论循环与实际循环3.机组的工作循环流程4.机组能源输入输出的主要工作系统第三部分 溴化锂吸收式制冷机的工作原理第34页/共200页1 1 基本原理溴化锂吸收式制冷机工作条件：1、机组内部为近乎真空的状态。2、溴

24、化锂水溶液具有很强的吸水性。第35页/共200页为何热量可生成冷水为何热量可生成冷水关闭关闭水&水蒸气溴化锂溶液水在水在7mmHg7mmHg状态下，状态下，3-43-4度蒸发，单效机组主要是由吸收度蒸发，单效机组主要是由吸收器、蒸发器、发生器、冷凝器组成器、蒸发器、发生器、冷凝器组成吸收器吸收器蒸发器蒸发器第36页/共200页制冷剂蒸气吸收器吸收器蒸发器蒸发器打开为何热量可生成冷水为何热量可生成冷水溴化锂溶液冷水12度7度蒸发器内的制冷剂水吸收系统管内冷水的热量蒸发，被吸蒸发器内的制冷剂水吸收系统管内冷水的热量蒸发，被吸收器内溴化锂浓溶液吸收，溶液浓度变稀收器内溴化锂浓溶液吸收，溶液浓度变稀第

25、37页/共200页再生冷凝器溴化锂溶液燃料打开为何热量可生成冷水为何热量可生成冷水发生器冷却水冷剂蒸汽吸收器内的稀溶液通过溶液泵导入到发生器，由蒸汽加热使溶液浓缩，浓度变吸收器内的稀溶液通过溶液泵导入到发生器，由蒸汽加热使溶液浓缩，浓度变浓，浓溶液返回吸收器吸收冷剂水，蒸发分离出的冷剂蒸汽被冷却水冷凝，凝浓，浓溶液返回吸收器吸收冷剂水，蒸发分离出的冷剂蒸汽被冷却水冷凝，凝结成冷剂水返回蒸发器。结成冷剂水返回蒸发器。第38页/共200页溶液再生溶液再生冷却水开燃料燃料开开冷水冷水单效用吸收冷冻机单效用吸收冷冻机冷却水冷却水吸收器吸收器蒸发器蒸发器第39页/共200页冷凝器冷凝器冷却水冷却水冷水冷

26、水双效用吸收式冷冻机双效用吸收式冷冻机（2 2个发生器组成，效率大幅提高）个发生器组成，效率大幅提高）第40页/共200页热交换器冷水出水冷水出水用冷需求蒸发器冷水回水吸收器燃料发生器冷凝器冷却水冷却水吸收式制冷机工作原理荏原吸收式制冷机原理图第41页/共200页第42页/共200页基本原理 制冷时溶液循环 溶液泵低温热交换器高温热交换器 高发高温热交换器 低发低温热交换器 吸收器溶液循环：在吸收器中，由发生器来的浓溶液（溶液浓度以制冷剂的：在吸收器中，由发生器来的浓溶液（溶液浓度以制冷剂的含量计算）吸收来自蒸发器所产生的低压制冷剂蒸气，从而成为稀溶含量计算）吸收来自蒸发器所产生的低压制冷剂蒸

27、气，从而成为稀溶液，吸收过程放出的热量被冷却剂带走。由吸收器出来的稀溶液经溶液，吸收过程放出的热量被冷却剂带走。由吸收器出来的稀溶液经溶液泵升压后，输送到发生器中。在发生器中，利用低品位热能对稀溶液泵升压后，输送到发生器中。在发生器中，利用低品位热能对稀溶液加热，使之沸腾，由于发生器内压力不高，其中低沸点的制冷剂蒸液加热，使之沸腾，由于发生器内压力不高，其中低沸点的制冷剂蒸气被蒸发出来（可能有少量吸收剂蒸气），稀溶液成为浓溶液。从发气被蒸发出来（可能有少量吸收剂蒸气），稀溶液成为浓溶液。从发生器出来的高压浓溶液经膨胀阀节流到蒸发压力，又回到吸收器中，生器出来的高压浓溶液经膨胀阀节流到蒸发压力，

28、又回到吸收器中，完成了溶液循环。完成了溶液循环。第43页/共200页基本原理制冷时制冷剂循环 蒸发器 吸收器低温热交换器高温热交换器 高发 低发 冷凝器 蒸发器冷剂泵冷剂泵制冷剂循环：由发生器中出来的制冷剂蒸气（可能含有少量溶剂由发生器中出来的制冷剂蒸气（可能含有少量溶剂蒸气）在冷凝器中向冷却剂释放热量，凝结成液态高压制冷剂。蒸气）在冷凝器中向冷却剂释放热量，凝结成液态高压制冷剂。高压液体经膨胀阀节流到蒸发压力后进入蒸发器，在蒸发器中液高压液体经膨胀阀节流到蒸发压力后进入蒸发器，在蒸发器中液态制冷剂又被气化为低压制冷剂蒸气，同时吸收载冷剂热量产生态制冷剂又被气化为低压制冷剂蒸气，同时吸收载冷剂

29、热量产生制冷效应。低压制冷剂蒸气进入吸收器中，而后吸收器制冷效应。低压制冷剂蒸气进入吸收器中，而后吸收器/发生器组发生器组合将低压制冷剂蒸气转变成高压蒸气，从而完成制冷剂循环。合将低压制冷剂蒸气转变成高压蒸气，从而完成制冷剂循环。第44页/共200页可见，吸收式制冷机中制冷剂循环的冷凝、蒸发、节流三个过程与蒸气压缩式制冷是相同的，所不同的是吸收式制冷以热源为主要动力，消耗热能，而蒸气压缩式制冷消耗机械能。由于吸收式制冷以热能为主要动力，加之吸收过程要放出大量热量，所以吸收式制冷向外界放出热量较大。(a)吸收式制冷机；(b)蒸气压缩式制冷机第45页/共200页单效溴化锂吸收式制冷机热交换器冷水出

30、冷水出冷水出冷水出水水水水用冷需求用冷需求蒸蒸发器器冷水回冷水回水水吸收器吸收器燃料燃料发生器生器冷凝器冷凝器冷却水冷却水冷却水冷却水单效溴化锂吸收式制冷机工作原理图第46页/共200页单效溴化锂吸收式制冷机循环过程概述发生过程冷凝过程节流过程蒸发过程吸收过程第47页/共200页双效溴化锂吸收式制冷机冷凝器冷冷凝器冷冷凝器冷冷凝器冷却水却水却水却水冷水冷水冷水冷水第48页/共200页双效溴化锂吸收式制冷机循环过程概述发生过程冷凝过程节流过程蒸发过程吸收过程第49页/共200页2 理论循环为了对制冷循环进行理论分析，需要进行假定：工质在流动过程中，没有任何阻力。发生器的工作压力等于冷凝器的工作压

31、力，且吸收器的工作压力等于蒸发器的工作压力。溶液热交换可以实现热量的完全回收。浓溶液可以冷却到到稀溶液进口处的温度。蒸发器无冷量损失，其余各设备无热量损失，即与环境介质（空气）不进行热交换。第50页/共200页理论循环根据上面这些假定，可将制冷循环进行简化，所以得到的这种循环为理论循环，如右图所示。（1）浓溶液在交换器中的冷却过程（2）浓溶液的节流与吸收过程（3）稀溶液的升压升温过程（4）稀溶液再发生器中的发生过程（5）冷剂蒸气的冷凝与蒸发过程第51页/共200页理论循环浓溶液在溶液热交换器中的冷却过程（48）。发生器出口温度为t4,质量分数为wr的浓溶液（状态点4），在溶液热交换器中被稀溶液

32、冷却，理想情况下，温度可降至t2。由于冷却过程中溶液的质量分数wr保持不变，故过程终止时溶液处于过冷状态（状态点8）。第52页/共200页理论循环浓溶液的节流与吸收过程（82）。浓溶液进入吸收器前，必须经过节流，使其压力差低到P0。因为节流过程中溶液的质量分数wr和比焓值h8均不发生变化，所以节流后的状态点与点8重合，但点8*所表示的压力为p0的过冷溶液。节流后的溶液在吸收器中吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，温度升高而浓度降低，指导饱和状态。这个过程用88*表示，之后由于吸收管内冷却水的作用，冷剂蒸汽继续被管外的溶液吸收。吸收过程沿等压线P0进行，用过程线8*-2表示。第53页/共200页理论循环稀

33、溶液的升压升温过程（27）。从吸收器出来的稀溶液需先升压。过程22表示其升压过程。由于浓度wa保持不变，比焓值h2也基本保持不变因此状态点2与点2重合。升压后的稀溶液在溶液热交换器中被浓溶液加热，浓度w不变，而温度升高至t7。t7可由溶液交换器的热平衡关系来决定，通常可达到过热状态。第54页/共200页理论循环稀溶液在发生器中的发生过程（74）。处于过热状态的稀溶液，进入发生器后先闪发出一部分冷剂蒸气，浓度升高而温度降低，到达PK压力下的饱和状态7*，用77*表示稀溶液在发生器中的闪发过程。此后溶液被加热介质加热，产生过热状态的冷剂蒸气，溶液的浓度和温度升高。过程终止时，溶液的质量分数和温度分

34、别为wr和t4,即状态点4.发生过程是沿压力为Pk的饱和线进行的。它所产生的冷剂蒸气，由于溶液的温度不断升高，其过热度也不断增大，即状态点3。第55页/共200页理论循环冷剂蒸气的冷凝与蒸发过程（31）。在hw图中，表示冷剂蒸气冷凝和蒸发的过程线都在纵坐标上。图中，曲线AB和CD之间湿蒸汽区。状态点3的过热蒸汽在冷凝器中先被冷却到饱和状态，然后冷剂蒸气在等温下放出潜热，被冷凝为状态点3的冷剂水。第56页/共200页3 实际循环 在分析理论循环时所做的那在分析理论循环时所做的那些假定，在实际过程中都是无法些假定，在实际过程中都是无法实现的。实现的。如右图所示，实践如右图所示，实践2-7-5-4-

35、2-7-5-4-8-9-10-28-9-10-2表示实际循环，虚线表示实际循环，虚线2-7-72-7-7*-4-8-8-4-8-8*-22表示理论循环。表示理论循环。第57页/共200页实际循环浓溶液的预冷过程溶液热交换不可能实现完全的热量回收，即热交换过程中存在端部温差，则实际循环中浓溶液的出口温度t8要比理论循环中的t8高。T8通常处于过热状态，即t8t6。吸收过程第58页/共200页实际过程稀溶液的预热过程实际过程中，t8高于t8，t7低于t7。点7的温度可通过溶液热交换器中的热平衡计算来确定。相对于发生过程中承受的压力，t7一般处于过冷状态，即t7r，总 放 气 范 围 减 少a=r/

36、(r-a)，制冷量下降，热力系数降低。图图 加热蒸气压力变化加热蒸气压力变化对循环的影响对循环的影响第136页/共200页（2）冷媒水出口温度 冷媒水出口温度tx/蒸发压力P0吸收能力减弱a放气范围减少Q0冷媒水出口温度回升蒸发压力P0 P0，冷凝器、吸收器热负荷减少发生器浓溶液出口温度t4t4/PkPk，溶液出吸收器温度t2t2图图-冷媒水出口温度与制冷量的关系冷媒水出口温度与制冷量的关系第137页/共200页循环由2-5-4-6-2变为2-5-4-6-2。r a，总放气范围减少a=r/(r-a)，制冷量下降，热力系数降低。冷媒水出口温度的变化对循环的影响冷媒水出口温度的变化对循环的影响第1

37、38页/共200页（3）冷却水进口温度 冷却水进口温度tw溶液出吸收器温度t2 t2a；Pk Pk/发生器出口浓溶液r 放气范围 Q0吸收器热负荷增加（溶液出吸收器温度t2t2）冷媒水出口温度 蒸发压力P0冷凝器热负荷增加PkPk发生器负荷增加，浓溶液出口温度t4t4/，循环由2-5-4-6-2变为2-5-4-6-2。放气范围，Q0，热力系数提高。第139页/共200页冷却水进口温度与制冷量的关系第140页/共200页（4 4）冷却水量与冷媒水量的变化对机组性能的影响）冷却水量与冷媒水量的变化对机组性能的影响 冷却水量Q0 冷媒水量Q0 影响很小。第141页/共200页（5 5）冷却水与冷媒水

38、质的变化对机组性能）冷却水与冷媒水质的变化对机组性能的影响的影响 污垢对制冷量产生不利的影响污垢对制冷量产生不利的影响（6 6）稀溶液循环量）稀溶液循环量q qmfmf对机组性能的影响、对机组性能的影响、循循环环倍倍率率：a=a=q qmfmf/q/qmdmd 不不变变时时,Q,Q0 0 =q qmf mf hh第142页/共200页（7 7）不凝气体对机组性能的影响）不凝气体对机组性能的影响 增增加加溶溶液液表表面面的的分分压压力力，吸吸收收效效果果降降低低；传热管热阻增大，制冷量降低。传热管热阻增大，制冷量降低。第143页/共200页3、影响机组性能的其他因素溶液的浓度溶液循环量非凝性气体

39、的产生能量增强剂冷剂水中溴化锂的含量第144页/共200页由上述我们可以知道提高溴化锂吸收式制冷机性能的途径：（1）及时抽除不凝性气体原因：蒸发器、吸收器的绝对压力极低，易漏入气体。措施：设抽气装置（两种），设于冷凝器与吸收器的上部。前者带水气分离器，中间溶液喷淋，吸收水气，不凝性气体由分离器顶部排出，经阻油器进入真空泵排出。阻油器用于防止真空泵停机时，大气压力将油压入制冷系统中。后者为自动抽气。由引射器引射不凝性气体入气液分离器，打开放气阀排气。第145页/共200页 发生器热负荷一定进入发生器的稀溶液循环量溶液浓度差水蒸气量Q0 进入吸收器的浓溶液循环量吸收液温度吸收效果Q0溶液循环量机组

40、部分负荷运行制冷能力未充分发挥 溶液循环量溶液浓度差结晶危险(2)(2)调节溶液的循环量调节溶液的循环量 第146页/共200页添加能量增强剂。如辛醇减少冷剂蒸气的流动阻力。增大流通截面，管簇间留气道，吸收器采用热质分开的结构提高交换器内工质的流速传热管表面进行脱脂和防腐处理改进喷嘴结构，改善喷淋雾化程度提高冷却水和冷媒水的水质减少污垢采用强化传热管合理调节喷淋密度。(3)(3)强化传热与传质过程强化传热与传质过程 第147页/共200页溴化锂溶液对金属强烈腐蚀，漏入空气时更为严重。措施：防止空气漏入，设置抽气装置，添加缓蚀剂。(4)(4)采用适当的防腐措施采用适当的防腐措施 第148页/共2

41、00页第六部分 溴化锂制冷机组的自动控制1、机组制冷量的自动调节方法2、机组运行的安全保护系统3、常用控制机构和安全保护中的元器件4、PLC（结合教材）第149页/共200页1、自动调节方法 冷量的自动调节 冷量的自动调节：根据外界负荷的变化，自动调节机组制冷量，使蒸发器的冷媒水出口温度保持恒定，并使机组有较高的热效率。第150页/共200页冷量的自动调节方法 加热蒸气量调节法；加热蒸气压力调节法；加热蒸气凝结水量调节法；冷却水量调节法；溶液循环量调节法；溶液循环量与蒸气量调节法；溶液循环量与加热蒸气凝结水量调节法。多采用 两种方法，其优点是调节时蒸气的单耗量不变，减少结晶危险。第151页/共

42、200页2、机组运行中的安全保护系统（1）防止溶液结晶的措施 当溶液浓度过高或温度过低，可能引起结晶。措施：设自动融晶管消除结晶 设温控器控制加热蒸气量 蒸发器设液位控制器，用冷剂水稀释浓溶液 设溶液泵和蒸发器泵延时继电器，防止停机时溶液温度降低而结晶 设冷剂水旁通管，防止突然停机时结晶第152页/共200页（2）预防蒸发器中冷媒水和冷却水冻结 当负荷突然降低或水泵故障，发生结冻。措施：冷剂水管设温度继电器；冷媒水管设压力继电器 或压差继电器 （3）屏蔽泵保护 措施：蒸发器和吸收器设液位控制器，保证泵的吸入高度，防止气蚀。泵中设过载继电器。泵出口处设温度继电器，防止润滑油温度过高。第153页/

43、共200页直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的安全保护系统安全点火装置燃气压力保护系统熄火自动保护系统烟气高温控制器燃烧器风扇的过流保护风压过低自动保护第154页/共200页安全点火装置启动时，点火燃烧器先投入工作，经火焰检测器确定正常后，延时打开主燃料阀，使主燃烧系统进行正常燃烧。一旦主燃烧器正常工作，点火燃烧器就自动熄灭。如果点火失败，燃烧阀就不会打开，防止泄露或者爆炸。第155页/共200页燃气压力保护系统在系统中安装燃气压力控制器，当压力的波动超过允许的范围时，压力控制器立即启动报警信号，同时切断对燃料的供应，停止燃烧过程，并使机组转入稀释运行状态。第156页/共200页熄火自动保护系统此系

44、统就是当燃烧器点火失败或正常运行过程中火焰熄灭时，能够迅速切断对燃烧器的供给，并使机组转入稀释运行状态。烟气高温控制当烟气温度在300左右时，机组将自动停止运行第157页/共200页风压过低自动保护当空气压力低于490Pa时，保护系统应及时切断燃料供给，停止燃烧过程，机组转入稀释运行状态。燃烧器风扇的过流保护为防止燃烧器风扇故障，则在燃烧器风扇电机电路中，安装继电器或熔断器等保护装置，若出现过载保护动作，机组将自动停止运行。第158页/共200页3、常用控制机构和安全保护中的元器件调节机构执行机构液位控制机构安全保护系统中的主要元器件第159页/共200页调节机构蒸汽调节阀蒸汽调节阀主要是由执

45、行机构个调节机构组成的。执行机构是驱动装置，可以产生驱动力，调节机构直接与介质接触，调节流体的流量。燃气调节阀燃气调节阀是由电动执行机构和蝶阀构成的，电动执行机构为角行程电动执行机构。它拉动连杆，同时带动燃气和助燃空气两个阀门。第160页/共200页执行机构电动执行机构气动执行机构电-气阀门定位器第161页/共200页液位控制器电极式液位控制器浮球式液位控制器安全保护系统中的主要元器件温度传感器、压力传感器流量控制器、火焰检查器燃烧监视继电器、控制阀件第162页/共200页4 4、PLCPLC自动控制系统的应用准备准备完毕完毕自动自动状态状态按按运运行行按按钮钮蒸蒸汽汽阀阀门门溶溶液液泵泵发发

46、生生泵泵30min等待冷冷剂剂泵泵（开）（开）蒸汽阀门蒸汽阀门进入三级进入三级调节状态调节状态20min是是初期运行程序流程框图第163页/共200页能量自动调节XMT数显数显机组投入机组投入制冷运行制冷运行冷媒水出水冷媒水出水PC蒸汽阀门蒸汽阀门静止静止蒸汽蒸汽阀门阀门静止静止蒸汽阀门蒸汽阀门处于一级处于一级渐开渐开蒸汽阀门蒸汽阀门处于三处于三级渐开级渐开tx？t设设2min？10min？是否是否是能量自动调节程序流程图第164页/共200页略去蒸汽压力自动控制、高压发生器溶液液位的自动控制等。PLC控制系统通常情况下，应处于“自动”状态运行，而“手动”仅用于初调过渡阶段和特殊阶段。第165

47、页/共200页第七部分 溴化锂制冷机组的性能试验与运行在进行机组试运行前需要进行对机组进行充分的检查：机组外部配套设施的检查机组的检查机组电气设备和自控元器件的检查溴化锂溶液的充注冷剂水的充注第166页/共200页机组的性能试验机组的性能试验在机组稳定工况下进行的，工况稳定的条件如下：1）冷媒水出口温度和冷却水出后温度的变化至少在-0.5+0.5范围内；2）工作蒸汽压力变化在名义蒸汽压力值的-0.5%+0.5%范围内；3）工作蒸汽的干度在99%以上，否则在蒸汽进口处加装气液分离器；4）蒸发器的冷剂水液位高度及吸收器中的液体高度，在30min内不发生波动。第167页/共200页设计工况下的机组性

48、能试验调试先调节冷媒水出口温度、冷却水出口温度、冷却水量、冷媒水量及热源压力在额定工况时的值，使机组在接近实际工况下运行，测量制冷量及能耗与设计参数相比，若未达到要求，需要进行调整；发生器液面应该在规定界限左右；蒸汽器液面也应该在规定的范围内。第168页/共200页测试内容1）蒸发器和吸收器内的压力；2）发生器和冷凝器内的压力；3）冷却水各点的温度值；4）冷凝器内冷剂水的温度；5）蒸发器内冷剂水的温度与密度；6）吸收器喷淋溶液的温度与质量分数；第169页/共200页7）吸收器出口处稀溶液的质量分数；8）高低温溶液交换器稀溶液进出口处的温度；9）发生器出口处浓溶液的质量分数；10）各液面高度；1

49、1）观察吸收器溶液喷淋状况及液膜状态；12）高低温溶液交换器浓溶液进出口处的温度；13）其他项目。第170页/共200页测试值的分析将测得的机组实际循环情况与设计工况下的循环进行比对：1）吸收器内容的质量分数偏高2）浓溶液、中间溶液及稀溶液质量分数差不适当3）热交换器换热量不足第171页/共200页变工况下对机组性能的试验对溴化锂吸收式制冷机组的变工况试验，主要是在改变加热热源压力，冷媒水出口温度和冷媒水进口温度时，测量机组性能及能耗，从而得到机组性能和各个变化量之间的关系。第172页/共200页机组自动控制性能的试验机组在自动控制状态下运行时，人为设定外界负荷的变化。外界负荷由100%75%

50、50%75%100%，根据实验机组随外界负荷变化的跟踪性能，从而调准对系统稳定性最好的调节参数。第173页/共200页机组的试运行单效蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组的试运行1机组的启动1）启动冷却水泵和冷媒水泵；2）接通控制箱的电源开关，接通机组电源；3）按下“启动”按钮，启动溶液泵，并调节溶液泵出口调节阀门。4）打开蒸汽管路上的凝水排泄阀，并打开蒸汽凝水管路上的放水阀，放尽凝水系统的凝水，以免引起水机现象。5）随着发生器中溶液的沸腾和冷凝器中冷凝过程的进行，吸收器液面降低，冷凝水不断地由冷凝器流向蒸发器，冷凝水逐渐聚集在蒸发器水盘内，当达到规定液位时，启动冷剂泵，机组进入正常运行。第174页/共