溴化锂制冷机组基础资料

溴化锂制冷机组培训材料§1、基本理论知识注：1Mpa(兆帕）=105bar=106Pa一、压力的换算序号帕(Pa)毫巴（mbar）巴(bar)公斤力/厘米2(kgf/cm2)工程大气压（ata）标准大气压(atm)毫米汞柱(mmHg)111×10-21×10-51.02×10-59.87×10-67.5×10-321×10211×10-31.02×10-39.87×10-47.5×10-131×1051×10311.029.87×10-17.5×10249.81×1049.81×1020.98110.9687.356×10251.013×1051.013×1031.0131.03317.6×10261.33×1021.331.3310-31.36×10-31.316×10-31二、压力的表示方法表压(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(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(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：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，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”。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”，温度也就是“饱和温度”。闪发：从锅炉里出来的饱和水，假定其压力为0.8Mpa(171°C)，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80°C。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：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10°C的水受热温度升高到60°C的过程中所吸收的热量称为显热。三、物理的基本知识潜热：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量。如常压下，100°C的水变成100°C的水蒸汽的过程中吸收的热量称之为汽化潜热。焓：表示某种物质所具有的能量，单位Kcal/kg。在工程中一般把0°C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0°C水的焓值为100Kcal/kg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。如：100°C的水变成100°C的水蒸汽需要吸收热量538KcalCOP，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0.5。四、热量、冷量、功率的单位热量和冷量的常用单位有卡(cal)、千卡(Kcal)、焦耳(J)、千焦(KJ)1卡是指1克的水温度每升高(降低)1°C时所吸收(放出)的热量功率：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、比容大。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、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(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。（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LiBr%565757.55858.55959.5结昌温度-14.9-2.52.56.910.814.417.9LiBr%6060.56161.56262.563结昌温度21.324.527.430.232.734.836.9LiBr%63.56464.56565.56666.5结昌温度38.840.642.64756.363.770五、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：(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：(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。(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：(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一、溴化锂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温度(℃)压力(mmHg)溴化锂溶液冷剂浓度（%）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，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