溴化锂制冷机的循环水处理

溴化锂制冷机的循环水处理李庆广河北定州市旭阳焦化有限公司一车间河北定州073000摘要:20世纪90年代以来,以溴化锂水溶液为工质的吸收式机组,以运行平稳,噪音低,能量调节范围广,自动化程度髙操作简便,无环境污染,被广泛应用于纺织、化纤、焦化、医药、烟草、宾馆、医院、影剧院、办公大楼等。关键词:溴化锂制冷机、循环水、经济效益中图分类号:P339文献标识码:A文章编号、前言溴化锂制冷机在中央空调系统中有着广泛的应用。就循环水量而言,制冷机的用水量远大于其它用水设备的用水量。因此,着重针对制冷机冷却水系统进行研究,认识循环冷却水处理的重要性循环冷却水系统概述本文中笔者以某厂中央空调为例,配备的是4台双效湨化锂吸收式制冷机,循环冷却水的补水采用市政自来水。当时,由于技术条件和认识上的局限性,未对循环冷却水进行相应的水质管理和加药处理。因此,冷却水系统在运行中发现管道和设备结垢、腐蚀和冷却水浑浊等现象。在每年制冷杋维护保养中,发现制冷机冷凝器等过水设备内壁普遍有污垢沉积,厚度达0.5m以上,有的铜管内甚至完全堵塞。垢样分析主要成份有CaCO3、MgCO3、菌藻残骸及灰沙等。造成机组制冷效率下降,严重影响生产。三、循环冷却水处理1.水质要求与水处理为了防止冷凝器等换热设备的冷却水侧产生结垢、降低机组的制冷效率,国标5蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组6(GB/T18431-2001)对冷却水和补水的水质提出了一定的要求如表1,该标准虽然允许循环冷却水的浓缩倍数达到4倍,符合节水的要求,但对比该厂自来水的水质分析结果(表1)不难发现,国标对补水的要比较高,如就总硬度而言,当地的自来水都超过国标补水的要求中国煤化工表1冷却水、补水的水质要求及实际补礼CNMHG国标(GB/T18431-200实际补充水11月6.58.049电导率(s/cm,25e)3200cr(mg几)200SO f(m B/L)200总碱度(mg/L以Ca2计)总硬度(mg几L以Ca2”计)解决补水水质问题可采用离子交换法或反渗透膜法对自来水进行处理,但这类方法对大型循环水系统来讲成本高很不经济;而软化水对系统的腐蚀作用更强。所以,工业上一般都采用循环冷却水处理方法。通过冷却水系统进行化学清洗预膜,并在日常运行中投加一定的水处理剂,同时进行相应的水质管理,从而使得冷却水处于一种没有结垢、腐蚀倾向的“稳定状态。尤其当补水硬度较高时,这样的处理对于溴化锂制冷机使用和节约用水是非常必要的。2.水质控制标准的确定虽然冷却水处理可以在某些指标上放宽对水质的要求,但为了达到较高的缓蚀阻垢效果,并考虑到药剂的使用成本和其它因素,仍应该对冷却水的水质作一定的限制,对此,国标5工业循环冷却水处理设计规范6(GB50050-95)给出了相应的规定(表2)及水处理后所需达到缓蚀阻垢效果:(1)腐蚀率:碳钢<0.125mm/a;铜、铜合金和不锈钢<0.005mm/a。(2)污垢热阻值:<1.72@103.44@10m2#K/W。表2循环冷却水的水质标准(部分)项目要求和使用条件允许值pH根据药剂配方确定7.09.2总碱度(mg几L,以Ca计川根据药剂配方及工况确定[500Ca2(mg几L)根据药剂配方及工况确定30200碳钢换热设备[1000Cr(m g/L)不锈钢换热设备[300So? (m g/L)[S0]与[cr]之和[1500与表1相比,表2的各项指标都有较大的放宽,但各系统适宜的水质指标还需根据药剂配方和工况条件再作确定。水处理药剂配方及与其对应的水质要求是通过一系列配方筛选程序确定的,其中包括正交实验设计、缓蚀阻垢试验、经济性比较等在实际水质管理中,要根据水质条件,药剂配方、经济运行TH中国煤化工制管CNMHG3.循环冷却水的浓缩倍数管理在实验室筛选的最佳配方要取得期望的实用效果,除了要对冷却水系统进行化学清洗和预膜处理外,确保日常运行中冷却水水质(包括药剂浓度)的达标和稳定是非常必要的,其关键是排污方法和排污量的控制,为此,需要充分认识冷却水系统的浓缩特征。对于循环水量为R(m/h)、保有水量为V(m)的冷却水系统,在系统开始运行(浓缩倍数NO)经过一定时间t(h)后,其冷却水浓缩倍数Nt可由系统在[t,tdt]微分时段内的水量平衡计算得到:(国标GB50050-95)B+ W+(noB+W)exp(B+yMt)M=E+B+ W式中E、B、W分别是冷却水的蒸发量、排污量和飞散量(m3/h),其总和即为系统补水量M(m3/h)。对于这里所讨论的冷却水系统,如采取间隙排污方法操作,则用上式可计算从初态(No=1)开始的Ntt的动态关系(表3)。为作比较,假设保有水量为800m3(V/RU33%),其它参数不变,计算了一组数据作参考。对比两组数据不难看出,保有水量对浓缩过程影响很大,对于现有的冷却水系统(V/RU4%),即使系统刚完全置换新水(No=1),若不采取强制排污,则不到12h浓缩倍数就会超过3倍,24h后就达到5倍。当冷却水系统原来就在较高的浓缩倍数(如3倍)下运行,则停止排污后,浓缩程度就更加严重表3不同保有水量V运行时对浓缩倍数的影响保有水量(m3)0h12h24h48h72h1003.155.08001.292.64以上计算和分析表明,对于V/R较小的冷却水系统,为了避免系统水质大起大落,采取连续排污方式操作是非常必要的,通过调节不同的排污量(B/R),可以控制所需的终态浓缩倍数(表4)表4不同排污量对浓缩倍数N的影响中国煤化工CNMHGB/R(%)12h24h48h72h0.352.983.00.152.73.744.874.现场监测现场监测是水处理日常管理的重要内容,目的是为了对系统正常运行中的腐蚀、结垢和微生物(菌藻)生长情况进行及时的跟踪和控制,其内容有(1)水质分析冷却水检测项目主要有:pH值、浊度、总溶解固体(或电导率),总硬度、氯离子、总铁离子、铜离子、细菌总数及药剂浓度。为计算浓缩倍数,对补水的总硬度和氯离子也应测定,现场浓缩倍数一般高温季节可达5倍,其它月份只能达到3倍左右(补水的CI偏高)。(2)挂片腐蚀失重监测在专用的旁路有机玻璃管中设置所需监测的金属(碳钢、不锈钢、铜)挂片(标准面积20cm3),每种材质同时设置3块,每次监测时间30d。根据监测前后挂片的失重,分别计算平均腐蚀率(mm/a)。(3)沉积物监测最直接的方法是运行一定时间后(半年或一年),利用设备维修时机观察冷凝器内冷却水侧(系统水温最高区域)管内沉积物的沉积情况,同时测定厚度。另外,由于沉积物的厚度与污垢热阻成正比关系,所以通过专用的污垢热阻仪,可以对系统沉积物的附着情况进行全程监测。结果如下在年度维护保养中,目视冷凝器铜管基本无沉积物,冷凝器冷却水进口处铜管尤为光洁。污垢热阻实例范围约为0.86~1.72@10M#K/W(相当于污垢厚度约为0.05~0.1m)现场监测结果表明水处理取得了良好的缓蚀阻垢效果四、结语综上所述,对溴化锂制冷机的循环冷却水进行处理可以明显提高冷却水的浓缩倍数,达到缓蚀、阻垢、降低污垢热阻的效果,因此,可在节水和节能方面取得良好的经济效益中国煤化工参考文献CNMHG1]马伟斌夏文慧余传祓:《热水型溴化锂两级吸收式制冷机在工业中的应用》,《制冷》,1998年04期[2]陈亚平王克勇施明恒:《1.x级溴化锂吸收式制冷循环性能分析》,《工程热物理学报》,2005年02期[3]李超席德生:《浅谈溴化锂吸收式制冷机的节能途径》,《新闻世界》,201年05期[4]王敏:《溴化锂吸收式制冷机的应用及优化》,《中国科技纵横》,2012年03期中国煤化工CNMHG