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溴化锂制冷机组腔体清洗技术
2006年7月31日 9:10  
一.前言

溴化锂吸收式制冷(热)机组是一种以蒸汽、热水、燃油、燃气和各种余热为热源,制取冷水或热水的节电型制冷设备。具有耗电少、噪音低、运行平稳、能量调节范围广、自动化程度高、安装、维护、操作简单等特点,在利用地势能源与余热方面有显著的节能效果。另外,它还有对环境无污染,对大气臭氧层无损坏作用的独特优势。因而,广泛用于纺织、化工、医药、冶金、机械制造石油等行业及宾馆等各种公共建筑中。

溴化锂吸收式制冷(热)机组缺点是:腐蚀性强,对气密性要求高。溴化锂水溶液对金属材料有较强的腐蚀性。

如运行管理不当,将造成机组腔体内部严重腐蚀,腐蚀物可使机组喷嘴堵塞,机组性能下降,寿命大大缩短。因此对机组腔体进行化学清洗,彻底去除腐蚀产物,使机组喷嘴疏通,机组恢复原由性能,是溴化锂吸收式制冷(热)机组维护保养的一项非常重要的内容之一。

二.垢物状况

铁和在溴化锂溶液中的腐蚀,进行桌下列化学反应:

Fe+H2O+0.5O2→Fe(OH)2
Fe(OH)2+0.5H2O+0.25O2→Fe(OH)3
4Fe(OH)2 →Fe3O4+ Fe+4H2O
2Cu+0.5O2→Cu2O
Cu2O+0.5O2+2H2O →2Cu(OH)2

金属铁和铜在碱性溴化锂溶液中,与氧结合生成铁和铜的氢氧化物,如Fe3O4或Cu(OH)2等。

操作不当,真空泵油有部分会倒吸进机组内部,在加上机组溶液中舔加辛醇,为水不溶性的油状物。

因此,垢物的成分主要是以氧化铁垢为主的油性混合型垢物。颜色为深褐色片状或颗粒状。

三.清洗方法的选择:

溴化锂机组腔体清洗有三种方法:(1)用蒸馏水清洗;(2)用溴化锂溶液清洗机组;(3)化学清洗。

对于腔体严重腐蚀的机组,只有用化学清洗的方法,才能彻底去除腐蚀产物。

四.药剂的选择:

根据垢样分析及溶垢试验明,垢物的主体是氧化铁,尤其是深褐色的Fe3O4为主,无机酸如HCl、HF、HNO3及H2SO4等均可使其溶解。但溴化锂机组严格控制Cl离子等其它有害离子进入机组。在加机组腔体已严重腐蚀。选择无机酸为主体的清洗剂,将会冒更大的风险。而选择有机酸清洗剂,不仅能有效地去除金属氧化物,而且对设备安全

可供选择的有机酸品种有柠檬酸、醋酸、氨基磺酸、HEDP等。

有机酸清洗剂的清洗机理和作用是:利用其本身的氧化性酸性和所带有的活性基团优异的螯合能力,加上复配其中的表面活性剂、渗透剂等的作用,以达到清洗的目的。

如当HEDP的浓度在1-5%时其除锈效果可以和盐酸媲美。

例如:淮北电厂6号锅炉过热器有280g/m2锈垢,采用32%HEDP等有机清洗剂配方,仅耗2小时即清洗干净,且清洗后的金属表面优于用HCl清洗后的表面。

柠檬酸清洗机理较复杂,主要反应为:

H3C6H5O7+NH4OH—NH4H2C6H5O7+H2O

所生成的柠檬单酸是该酸清洗的有效成分。其含氨有机酸与氧化铁反应如下:

NH4H2C6H5O7+FeO—NH4FeC6H5O7+H2O
2NH4H2C6H5O7+Fe2O3—2NH4FeC6H5O7OH+H2O
3NH4H2C6H5O7+Fe3O4—NH4FeC6H5O7+2NH4FeC6H5O7OH

五.清洗实践及工艺选择:

我们先后承揽过多台溴化锂吸收式制冷(热)机组腔体的化学清洗任务。这些机组的共同特点:腔体内部腐蚀现象严重,腐蚀产物较多。这些腐蚀产物已将溴化锂溶液严重污染,喷淋系统的部分喷嘴堵塞,机组制冷量 减严重。

1.工艺选择:

通过对机组垢物的溶垢试验,确定最佳清洗工艺,制定清洗方案。括:脱脂、除垢、漂洗及钝化防腐

脱脂:选择碱性清洗剂对垢物进行脱脂处理,通过加入了分散剂,使垢物分散软化。

除垢:采用以有机清洗剂为主体的清洗配方,同时加入渗透剂、催化剂、缓蚀剂等药剂,使金属氧化物剥离、分散、螯合至清洗液中。

漂洗:去除腔体铁表面及铜管簇表面的铁离子和铜离子为钝化处理创造条件,可以采用一步法去铜(硫脲),也可以分开进行(氨水)去铜。

钝化防腐处理:使金属表面从活泼状态转为不活泼状态。我们采用了磷酸盐药剂对活泼态的金属表面进行吨化处理。

2.清洗过程对水质的要求:

不能用自来水及地下水对机组腔体进行清洗。因其中氯离子及杂质带进溶液中,会降低溴化锂的吸水性,并增加溶液的腐蚀性,影响机组的运行效率及寿命。用作清洗的水质要求符合如下规定:

项目容许限度项目容许限度项目容许限度
PH值7Na+ K+0.005%以下硬度( Ca、Mg)0.002%以下
Fe++0.005以下油份0 NH4+
Cl-0.001%以下Cu++-SO40.005%以下

经过以上各步骤的清洗,机组腔体内部腐蚀产物,基本被溶解清除。喷嘴疏通,各部位复原,机组进行调试并运行,清洗均取得很大成功。机组制冷量明显提高。

六.特别需要探讨的几个问题:

(1)采用有机清洗剂,费用较贵,工艺上要求加温,操作难度较大;

(2)机组内部结构复杂,清洗循环系统不易确定,水冲洗工作量较大;

(3)机组材质复杂,碳钢、紫铜、铜合金组成,再加上溴化锂对机组腐蚀严重,因此,选择药剂一定要慎重,一点疏忽都会给客户带来负面影响,造成清洗失败。

(4)脱脂工艺过程不要加入有机表面活性剂,否则,会引起高压发生器起泡现象,使冷剂水污染。

(5)清洗结束机组运行正常后,溶液会出现有机色素超标现象,但不影响机组的正常制冷。

(6)化学清洗会造成腔体内部溶液部分损失。

七.结束语

溴化锂吸收式制冷机组腔体化学清洗尚处于探索阶段,要在充分了解机组的结构的基础上,对垢样进行分析,完善清洗工艺,确定最佳清洗方案,选择更为廉价的清洗剂,定会取得更好的效果。
 
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