1、溴化锂制冷机组培训材料溴化锂制冷机组培训材料1、基本理论知识、基本理论知识注：注：1Mpa(兆帕）=105bar=106Pa 一、压力的换算一、压力的换算序号序号帕帕(Pa)(Pa)毫巴毫巴（mbarmbar）巴巴(bar)(bar)公斤力公斤力/厘米厘米2 2 (kgf/cm2)(kgf/cm2)工工程大气压程大气压 （ataata）标准大气压标准大气压 (atm)(atm)毫米汞柱毫米汞柱 (mmHg)(mmHg)1 11 11 11010-2-21 11010-5-51.021.021010-5-59.879.871010-6-67.57.51010-3-32 21 110102 21
2、11 11010-3-31.021.021010-3-39.879.871010-4-47.57.51010-1-13 31 110105 51 110103 31 11.021.029.879.871010-1-17.57.510102 24 49.819.8110104 49.819.811 10 02 20.9810.9811 10.9680.9687.3567.35610102 25 51.0131.01310105 51.0131.01310103 31.0131.0131.0331.0331 17.67.610102 26 61.331.3310102 21.331.331.331
3、01.3310-3-31.361.361010-3-31.3161.3161010-3-31 1二、压力的表示方二、压力的表示方法法 表压表压(Pa)：就是用压力表测的数值；它是一种相对压力，是以大气压力为零点，测得高出大气压的那部分数值。真空度真空度(PV)：当某处的压力比大气压力低时，我们称它处于真空状态；即用真空度表示低于大气压的那部分。绝对压力绝对压力(Pabs):把绝对真空，完全没有压力的条件作为基准，所测得的压力值称为绝对压力。绝对真空度：绝对真空度：即比“理论真空”高多少压力作为标识；绝对真空度=标准大气压强真空度 真空度是以大气压力为基准的，而大气压时时刻刻在发生变化，机组泄漏
4、，真空数值可能反而变大；机组抽真空，真空度数值反而可能小，说明真空度数值并不能真正地描述机组的真实情况。而绝对压力以绝对真空为起点，机组绝对压力变大，说明不凝性气体变多，绝对压力的测量不受大气影响。故只有绝对压力才是衡量机组内部真实压力的唯一依据。饱和温度与饱和压力饱和温度与饱和压力是气液平衡中的术语。如果在一密闭的容器中未充满液体，则部分液体分子将进入上部空间，称为“蒸发蒸发”。随着空间内蒸气分子数目增加，它所产生的蒸气压力也提高，到一定的时候，空间内的蒸气分子数目不再增加，此时，离开液体的分子数与从空间返回液体的分子数达到了动态平衡，也叫达到了“饱和状态”。这时蒸气所产生的压力叫“饱和压力
5、”，温度也就是“饱和温度”。闪发：闪发：从锅炉里出来的饱和水，假定其压力为0.8Mpa(171C)，排到标准大气压的环境中即0.11Mpa，这时我们看到管口产生大量的水蒸，同时管口会有水滴落下，测量水的温度可能是80C。这一现象说明，在高压下的水进入低压下，必然要剧烈沸腾，而沸腾要吸收大量的热量，因外界不能及时提供给热量，只能吸收自身的热量，使得水温度下降。显热显热：是指物体被加热或冷却时引起的物质温度上升或下降所吸收或放出的热量。如10C的水受热温度升高到60C的过程中所吸收的热量称为显热。三、物理的基本知识三、物理的基本知识 潜热：潜热：是指物质发生物态变化而温度维持不变时所吸收或放出的热
6、量。如常压下，100C的水变成100C的水蒸汽的过程中吸收的热量称之为汽化潜热。焓：焓：表示某种物质所具有的能量，单位Kcal/kg。在工程中一般把0C的水的焓值定为0Kcal/kg，而溴化锂溶液的焓值为负值。为了便于运算在进行溴化锂溶液的热工计算时，特将水的焓值统一加“100”，即0C水的焓值为100Kcal/kg 汽化热汽化热是指1公斤的水变成同温度的水蒸汽时所吸收的热量，单位千卡/公斤（Kcal/kg）,也叫汽化潜热汽化潜热。如：100C的水变成100C的水蒸汽需要吸收热量538Kcal COP，即能量与热量之间的转换比率，简称能效比。单位1的能量，转换为单位0.5的热量，即COP为0.
7、5。四、四、热量、冷量、功率的单位热量、冷量、功率的单位 热量和冷量的常用单位有卡卡(cal)、千卡千卡(Kcal)、焦耳、焦耳(J)、千焦、千焦(KJ)1卡是指1克的水温度每升高(降低)1C时所吸收(放出)的热量 功率：功率：单位时间内传递的热量称之为功率。我们通常所讲的机组的制冷量均是指机组单位时间内的制冷量，故是功率的单位。常用功率单位有：瓦特(W)、千瓦(KW)、千卡/小时(Kcal/h)单位换算的关系：1千卡=4.1868千焦 1千瓦=860千卡/小时2、溴化锂水溶液的特性、溴化锂水溶液的特性 一、水的性质一、水的性质：水是很容易获得的物质，它无毒、不燃烧、不爆炸、汽化潜热大、比 容
8、大。二、溴化锂的物理性质二、溴化锂的物理性质 (1)无色粒状晶体,有咸味,性质与食盐相似，无毒。(2)沸点高。1265 (3)吸水性强。(4)性质稳定，在大气中不变质、不分解。三三、新加入机组的溶液应满足下列技术指标：新加入机组的溶液应满足下列技术指标：(1)浓度：50%土0.5%；(2)碱度：pH值：9.0-10.5范围内；(3)铬酸锂：0.1一0.3%；(4)辛醇：0.1一0.3%.四、溴化锂水溶液的物理性质四、溴化锂水溶液的物理性质 (1)无色液体，有咸味，无毒。(2)溴化锂溶液的粘度较大。(3)溴化锂溶液的表面张力大。（不容易吸收水蒸汽，需加表面活性剂）(4)溴化锂溶液对金属有腐蚀性。
9、（加缓蚀剂：铬酸锂）(5)防止结晶，当溴化锂浓度达到65%以上时结晶现象尤为突出，(6)溴化锂溶液的饱和水蒸汽压，当温度不变时，浓度越大，饱和水蒸、汽压越低；浓度不变时，温度越低，饱和水蒸汽压越低。溴化锂溶液的结晶温度溴化锂溶液的结晶温度LiBr%LiBr%5656575757.557.5585858.558.5595959.559.5结昌温度结昌温度-14.9-14.9-2.5-2.52.52.56.96.910.810.814.414.417.917.9LiBr%LiBr%606060.560.5616161.561.5626262.562.56363结昌温度结昌温度21.321.324.
10、524.527.427.430.230.232.732.734.834.836.936.9LiBr%LiBr%63.563.5646464.564.5656565.565.5666666.566.5结昌温度结昌温度38.838.840.640.642.642.6474756.356.363.763.77070 五、表面活性剂五、表面活性剂 为提高热交换效果，常在溴化锂溶液中加入表面活性剂。常用表面活性剂是异辛醇或正辛醇。辛醇在常压下，是无色有刺激性气味的液体，在溶液中溶解度很小。试验表明，添加辛醇后，制冷量约提高10%左右。一般机组中添加0.1-0.3%的辛醇就能达到效果。作用机理：作用机理：
11、(1)提高吸收器的吸收效果降低溶液表面张力，提高溶液的吸收水蒸汽的能力。(2)水蒸汽由膜状冷凝转变为珠状冷凝，提高了冷凝器的冷凝效果。辛醇的性质：辛醇的性质：(1)与溴化锂溶液基本不溶。(2)易挥发，有可能在真空泵抽气时随不凝气体带出机外,抽气次数越多,抽出机外的辛醇量越大,当真空泵排出的气体中无辛醇气味,或辛醇气味很小时,应进行补充.六、腐蚀与防腐六、腐蚀与防腐 1、溴化锂溶液对金属产生腐蚀的原因 铁、铜在溴化锂溶液中,在有氧气存在的情况下,与溴化锂溶液发生化学反应,而被腐蚀，同时产生氢气。2、影响溴化锂溶液对金属产生腐蚀的因素 (1)氧气的存在氧气的存在是导致溴化锂溶液对金属腐蚀的主要因素
12、。(2)溶液的温度试验表明：当温度低于165时，溶液温度对金属腐蚀影响不大；当温度高于165时，溶液对碳钢及紫铜的腐蚀急剧增大。(3)溶液的酸碱度溶液的PH值小于7时，溶液呈酸性，对金属腐蚀严重，PH值过大，易引起碱性腐蚀。一般PH值范围在9.0-10.5之间。(4)溶液的浓度在常压下，稀溶液中氧的溶解度比浓溶液大，所以稀溶液的腐蚀大，但在真空条件下，由于含氧量少，所以金属的腐蚀性几乎与溶液的浓度无关。3、缓蚀机理及缓蚀剂 在溶液中加入各种缓蚀剂可有效抑制溴化锂溶液对金属的腐蚀。缓蚀剂通过化学反应，在金属表面形成一层细密的保护膜,阻止溶液、氧气和金属腐蚀。所用的缓蚀剂为铬酸锂：形成的保护膜致密
13、均匀，且高温下不分解，缓蚀性能好，但反应速度慢，形成保护膜时间长，对氢气抑制能力低。六、七、冷剂水污染七、冷剂水污染 1、由于运转条件变化，或操作不当等原因，发生器中的溴化锂溶液可能随冷剂蒸汽进入冷凝器和蒸发器中，使冷剂水中含溴化锂，这种现象称为冷剂污染。发生冷剂污染，将使机组制冷量下降。冷剂污染的原因：冷剂污染的原因：(1)热源温度突然升高；(2)冷却水温度过低。2、冷剂水再生处理：当冷剂水相对密度大于1.02时，说明发生了冷剂水污染，应进行冷剂水的再生处理，将污染后的冷剂向吸收液一侧转移，再生成干净的冷剂。3、溴化锂吸收式制冷机原理、溴化锂吸收式制冷机原理 一、溴化锂吸收式制冷机一、溴化锂
14、吸收式制冷机 溴化锂吸收式制冷机是指以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，制取0以上的低温的制冷机组 二、吸收式制冷机的原理和吸收液吸收式制冷机的原理和吸收液 吸收式制冷机是使用溴化锂和水合成的溴化锂水溶液作为吸收剂的冷水发生装置，对蒸发潜热加以利用。把溴化锂的水溶液作为吸收剂来使用（该容器叫吸收器）。这种吸收液是吸湿性很强的物质，而且在溶液浓度越高，或者温度越低的情况下，其吸湿性变得越强。4的水的饱和蒸汽压为6mmHg。即在6mmHg的压力下，水在4时蒸发。为了吸收6mmHg压力的水蒸汽，必须将吸收液状态保持在此饱和水蒸汽压以下。4蒸发的冷剂被吸收液吸收，吸收液产生吸收热，吸收液温度升高。为防止
15、因吸收液温度升高，引起吸收能力下降，用冷却水冷却吸收液。吸收热与冷剂的蒸发潜热大致相当。冷水中的热量被冷剂蒸汽带走，冷剂蒸汽被吸收液吸收，热量转移到吸收液中，冷水温度降低。吸收液通过冷却水冷却，热量进而转移到冷却水中。吸收液由于吸收冷剂，浓度下降，吸收能力降低。为了加以恢复，把变稀的吸收液（即稀溶液）再送回再生器中加热浓缩，完成吸收液的循环周期，就能够连续保持制冷效果。再生器中的冷剂蒸汽导入到其他容器中，用冷却水加以冷却，冷凝成为冷剂液（该容器称为冷凝器），再回到蒸发器中，冷剂的循环结束。在再生器中形成的高温浓溶液与低温稀溶液进行热交换，用以提高该装置的效率。三、双效吸收式制冷机三、双效吸收式
16、制冷机 为使冷剂蒸汽继续发生，利用一次发生后的冷剂节省，设置二次再生器，与些相应设置二次热交换器。在这两个再生器中，温度高的叫高温再生器，温度相对偏低的叫低温再生器在两个热交换器中，温度高的叫高温热交换器，温度相对偏低的叫低温热交换器。吸收式制冷机是高度真空容器，特别是蒸发器、吸收器必须维1/100大气压以下的高真空，而且该压力必须全部由水蒸汽压力来维持，即使进入一点空气，系统内的压力也将上升，影响制冷效果。同时，溴化锂水溶液如果和氧气混在一起，将产生腐蚀性的物质，因此空气的漏入对机器的寿命有影响。四、双效吸收式制冷机循环流程四、双效吸收式制冷机循环流程温度()压力(mmHg)溴化锂溶液冷剂浓
17、度（%）图：双效吸收式制冷机循环流程（例）上图显示溴化锂水溶液的各个状态点（浓度、温度）和水溶液平衡的水蒸汽的分压关系。a-b：显示吸收器的吸收过程。a点浓度为63.5%的吸收液由冷却水冷却到37的同时，吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，变成b点的58.5%的稀溶液。因为这时的压力是6.1mmHg，和4水的饱和蒸汽压相等，蒸发器中能制成略高于4的冷冻水。冷却水的温度越高，吸收器内压力（跟蒸发器的压力相等）也越高，冷剂的蒸发温度变高，冷冻水温度也就越高，不能制取满足温度的冷冻水。b-d：显示稀溶液通过低温和高温热交换器，在浓度一定的情况下，温度的上升过程。d-e：显示了高温再生器的加热、浓缩的过程。d点
18、的稀溶液加热至d点产生冷剂蒸汽，浓度上升，形成e点浓度61.3%的中间浓度溶液。第一阶段的浓缩过程结束。e-f：显示由高温再生器浓缩的吸收液，通过高温热交换器和稀溶液产生热交换，在浓度一定的情况下，温度降低，被送到低温再生器的过程。f-g：显示低温再生器的浓缩过程。f点的61.3%的中间浓度溶液由来自高温再生器的冷剂蒸汽加热，生成新的冷剂蒸汽，溴化锂溶液浓度上升，变成g点浓度63.5%的浓溶液，第二阶段的浓缩完成。g点的压力由冷却水温度决定，冷凝温度41，压力变成该温度的饱和蒸汽压58.3mmHg。g-a：显示低温再生器出来的浓溶液通过低温热交换器和稀溶液产生热交换的过程，在浓度一定的情况下，
19、温度下降的过程。a-a：显示浓溶液进入吸收器压力下降，并在冷却水冷却作用下，从a点开始吸收冷剂蒸汽，并由些进行再次循环。3、溴化锂吸收式制冷机原理图、溴化锂吸收式制冷机原理图高压发生器高压发生器 由筒体、管板、传热管、汽包等组成。工作蒸汽流径传热管内，加热管外的溴化锂稀溶液，使其沸腾产生高温冷剂蒸汽，同时溶液浓缩为中间溶液。产生的高温冷剂蒸汽经汽包流入低发，中间溶液经高温热交换器降温后也进入低发。工作蒸汽在传热管放出热量后冷凝成凝结水，经节流装置流出高压发生器。高发内压力约93Kpa（700mmHg)低压发生器低压发生器 由传热管及蒸汽室、凝水室等组成，高发产生的高温冷剂蒸汽经蒸汽室进入传热管
20、内，将经过高温热交换器降温后进入到传热管外的中间溶液加热，使之再次沸腾产生冷剂蒸汽，同时溶液进一步浓缩主要部件功能主要部件功能为浓溶液，产生的冷剂蒸汽进入冷凝器，浓溶液经低温热交换器降温后进入吸收器，同时传热管内的高温冷剂蒸汽被管外溶液冷凝，经过节流后也流进冷凝器，低发内压力约为6.8kPa(50mmHg)。冷凝器冷凝器 由传热管及前后端盖组成，来自冷却塔的冷却水（约30C）从端盖流进传热管内，使传热管外侧来自低发的冷剂蒸汽和高发冷剂蒸汽凝水节流产生的蒸汽冷凝，温度升高后（约36）流出冷凝器进入冷却塔，产生的冷剂水由U形管流入闪发箱，一部分冷剂水闪发成蒸汽，流向吸收器底部的再吸收箱，另一部分则
21、降温成温度较低的冷剂水后流入蒸发器水盘，冷凝器与低压发生器处在一个筒体（上简体）内，中间由隔热层和挡液板隔开，压力相当。蒸发器蒸发器 由传热管、前后端盖、喷淋管、冷剂水盘，冷剂水液囊，冷剂泵组成，从用广系统来的吟水从端益进入传热管，使由冷荆泵从冷剂水液囊中抽出，淋激在传热管外的冷剂水获得热量蒸发，成为冷剂蒸汽，部分未蒸发的冷剂水溶到水盘后被冷剂泵再次送入喷淋管喷淋，冷水在热量被冷剂水带走后温度降低，流出蒸发器，进入用户系统，产生的冷剂蒸汽流入吸收器，蒸发器内压力约为0.8KPa(6-7mmHg）.吸收器吸收器 由传热管、前后端盖及喷淋盘，溶液液囊，溶液泵组成，来自冷却塔的冷却水从端盖进入传热管
22、，冷却淋激在传热管外的浓溶液，溴化锂溶液在一定温度和浓度条件下（如浓度63%及温度50C），具有极强的吸收水蒸汽性能，这时，它大量吸收同一筒体内蒸发器中产生的冷剂蒸汽，并把吸收热量传给冷却水带走。溴化锂溶液吸收了冷剂蒸汽后敝变稀，流入底部的再吸收器，吸收由闪发箱产生的冷剂蒸汽后，由溶液泵送入高发，低发去加热浓缩，吸收器与蒸发器处于同一筒体内，压力相当，吸收器有两个，分别位千蒸发器的两侧。高发辅助发生器高发辅助发生器 管壳式换热器，由传热管，壳体及前后端盖组成，经节流装置流出高压发生器的工作蒸汽凝水闪发产生部分高温蒸汽和部分凝水，凝水经节流装置流向凝水热交换器，而高温蒸汽则流经辅助发生助发生器的
23、传热管内，加热管外稀溶液，使其温度升高后进入高压发生器，同时该部分蒸汽在放出热量后冷凝，流出辅助发生器，进入凝水热交器。高温热交换器高温热交换器 由传热管、支撑杆及前后液室组成，稀溶液走传热管内，中间溶液走传热管外，其作用是给稀溶液升温，让中间溶液降温。低温热交换器低温热交换器 由传热管，支撑杆及前后液宝组成，稀溶液走传热管内，中间溶液走传热管外，其作用是给稀溶液升温，让中间溶液降温。凝水热交换器凝水热交换器 由传热管，支撑板及前后端盖组成，稀溶液走传热管外，蒸汽凝水走传热管外，其作用是让稀溶液吸收蒸汽凝水的热量，温度升高。抽气装置抽气装置 由装在吸收器、冷凝器的抽气管及自动抽气装置（由引射器
24、，储气简，溶液回流管、视镜等组成）、截止阀，真空泵组成，共作用是抽除机组内的不凝性气体，保证机组的正常运行，机组运行时，由溶液泵排出的稀溶液中一小部分进入引射器喷射，在引射器中形成一个低压区，从而使机组内的不凝性气体经装在机组内的抽气管被吸入引射器，与溶液一同进入储气简内，进入储气筒内的稀溶液经溶液回流管回流入吸收器，而不凝性气体则储存在储气筒内，当其压力达到一定值时即可开启真空泵将其抽出，不凝性气体也可直接通过真空泵从机组内抽出。熔晶管熔晶管 安装在低压发生器与吸收器之间，是低温热交换器结晶后浓溶液流回吸收器的通道，低温热交换器内的浓溶液因结晶堵塞时，低发液位上升，浓溶液溢流入熔晶管，直接进
25、入吸器，未经过低温热交换器降温的浓溶液进入吸收器后，使吸收器中的稀溶液温度升高，高温稀溶液流经低温热交换器，加热传热管外的浓溶液，由此达到熔品的目的。屏蔽泵（溶液泵和冷剂泵）屏蔽泵（溶液泵和冷剂泵）机组内工作介质流动的动力设备，溶液泵将吸收器中的溴化锂稀溶液抽出，经低温热交换器，凝水热交换器，高温热交换器和高发辅助发生器，送往高压发生器，在高压发生器和低压发生器中被加热浓缩后重新回流入吸收器，冷剂泵将蒸发器冷剂水液囊中的冷剂水抽出，淋激在蒸发器传热管上，吸收传热管内冷水热量而蒸发。注：屏蔽泵允许进液温度不超过1104、溴化锂吸收式机组的性能、溴化锂吸收式机组的性能一、外部条件变化对机组性能的影
26、响一、外部条件变化对机组性能的影响 1、冷水出口温度的影响、冷水出口温度的影响 当其他外界条件、内部条件不变时，在一定范围内，冷水出口温度每升高1，制冷量约提高3-5%；而且机组溶液度差增大，但蒸汽耗量不变，使COP值也升高，单位耗汽量下降。当冷水出口温度每降低1，制冷量要降低7-9%；而且蒸汽耗量无明显下降，使COP值降低，单位耗汽量上升，机组运行不经济。冷水出口温度过度升高，会使蒸发器液囊冷剂水液位下降，造成冷剂泵吸空、稀溶液浓度过低，还会造成冷剂水污染，影响机组正常工作。冷水出口温度过低，会使溶液浓度升高，将引起溶液泵吸空；浓溶液浓度升高，有产生溶液结晶的危险；蒸发温度过低，将引起蒸发器
27、液囊冷剂水冻结，同时制冷量急剧下降。一般名义冷水出口温度为7的机组，其冷水出口温度的变化范围为5-10.2、冷却水进口温度的影响、冷却水进口温度的影响 当其他条件、内部条件不变时，与名义工况相比较，冷却水进口温度每升高1，制冷量约下降5-8%，此时蒸汽耗量变化不大，但因机组溶液浓度差减小，COP值下降，单位耗汽量上升。当冷却水进口温度每下降1，制冷量约上升3-5%，此时机组的浓度差增大，COP提高，单位耗汽量下降，机组在高效率下动转。冷却水温度过低，将引起稀溶液温度过低，浓溶液浓度升高，两者增加了浓溶液产生结晶的危险。冷却水温度过高，吸收效果大幅度下降，制冷量降低，严重时将引起结晶的危险。冷却水变化在32-37，根据负荷的状况而改变。
