溴化锂工作原理

1、 应用：为保持某些要求较高的生产环境及解 决人体的舒适性现以广泛应用于制药、航天、 核能、宾馆、饭店等。 含义：是指用人工的方法制造出一个低于自 然界环境，并且在必要长的时间内维持所需 的低温状态（其应包括从低温物体或空间带 走热量和隔热保温两方面的功能）。 按照能源补偿的方式可大致分为两大类： 电能制冷：活塞式、离心式、螺杆式 （压缩机充氟） 热能制冷：蒸汽喷射式（能耗大60 70年代，基本已淘汰），吸收式（氨 吸收式和溴化锂吸收式） 制冷分类 在吸收式制冷机组中完成吸收式循环的工质通在吸收式制冷机组中完成吸收式循环的工质通 常由两种沸点不同的物质所组成的二元溶液，其常由两种沸点不同的物质所

2、组成的二元溶液，其 中低沸点的组分（又称为易挥发组分）作制冷剂中低沸点的组分（又称为易挥发组分）作制冷剂 （蒸发剂）高沸点的组分（又称难挥发组分）作（蒸发剂）高沸点的组分（又称难挥发组分）作 吸收器，一般合称为吸收器，一般合称为“工质对工质对”在溴化锂吸收式在溴化锂吸收式 制冷机组中，溴化锂水溶液是工质对，其中水是制冷机组中，溴化锂水溶液是工质对，其中水是 制冷剂，溴是吸收剂。水作为制冷剂的优点：汽制冷剂，溴是吸收剂。水作为制冷剂的优点：汽 化潜热大、价廉、易得、无毒无味、不燃烧、不化潜热大、价廉、易得、无毒无味、不燃烧、不 爆炸；爆炸；100OC1公斤的水由液态汽化需要吸收公斤的水由液态汽化

3、需要吸收538.8 千卡的热量，水的汽化热很大。以溴作吸收剂的千卡的热量，水的汽化热很大。以溴作吸收剂的 优点：对人体环境无害，易溶解于水，具有很强优点：对人体环境无害，易溶解于水，具有很强 的吸收水蒸汽的能力，沸点在常压下高达的吸收水蒸汽的能力，沸点在常压下高达1265， 在溶液沸腾时所产生的蒸汽中没有溴的成份，其在溶液沸腾时所产生的蒸汽中没有溴的成份，其 缺点是对金属材料有腐蚀性，会出现结晶的现象。缺点是对金属材料有腐蚀性，会出现结晶的现象。 溴化锂溶液溴化锂溶液 双效机组（串联）：双效机组（串联）： 高压发生器、低压发生器、冷凝高压发生器、低压发生器、冷凝 器、蒸发器、吸收器、高温热交器

4、、蒸发器、吸收器、高温热交 换器、低温热交换器、凝结水热换器、低温热交换器、凝结水热 回收器等。回收器等。 流体（双效）：流体（双效）： 浓溶液、稀溶液、中间溶液、浓溶液、稀溶液、中间溶液、 冷剂水、高低压冷剂蒸汽、高冷剂水、高低压冷剂蒸汽、高 温蒸汽、凝结水、冷媒水、冷温蒸汽、凝结水、冷媒水、冷 却水等。却水等。 机组部件及流体机组部件及流体 吸收器 冷凝器 真空 泵 溶液泵 U型管 冷剂泵 引射器 高压发生器 低温换热器 凝水换热器 高温换热器 吸收器 吸收器 吸收器内的稀溶液由泵送往高压发生器，途中流经热吸收器内的稀溶液由泵送往高压发生器，途中流经热 交换器（低温），凝水热回收器和高温热

5、交换器，进入高压交换器（低温），凝水热回收器和高温热交换器，进入高压 发生器被管内饱和水蒸汽的热量加热，发生出高压冷剂蒸汽，发生器被管内饱和水蒸汽的热量加热，发生出高压冷剂蒸汽， 浓缩成中间溶液，中间溶液流经高温热交换器传热管间，加热浓缩成中间溶液，中间溶液流经高温热交换器传热管间，加热 管内流向高发的稀溶液后进入低发，在低发内被来自高发的高管内流向高发的稀溶液后进入低发，在低发内被来自高发的高 压冷剂蒸汽再次加热，发生出低压冷剂蒸汽，浓缩成浓溶液，压冷剂蒸汽再次加热，发生出低压冷剂蒸汽，浓缩成浓溶液， 浓溶液流经低温热交换传热管间，加热管内的稀溶液，温度降浓溶液流经低温热交换传热管间，加热管

6、内的稀溶液，温度降 低后进入吸收器，高发产生的高压冷剂蒸汽在低发传热管内冷低后进入吸收器，高发产生的高压冷剂蒸汽在低发传热管内冷 凝成冷剂水，经截流后进入冷凝器，低发产生的低压冷剂蒸汽凝成冷剂水，经截流后进入冷凝器，低发产生的低压冷剂蒸汽 进入冷凝器中，被冷却水冷凝成冷剂水，以上两股冷剂水经进入冷凝器中，被冷却水冷凝成冷剂水，以上两股冷剂水经U 型管流入蒸发器液囊，再经冷剂泵送往蒸发器上部的喷淋系统，型管流入蒸发器液囊，再经冷剂泵送往蒸发器上部的喷淋系统， 均匀喷淋在传热管表面，吸收管内冷水的热量而蒸发，产生的均匀喷淋在传热管表面，吸收管内冷水的热量而蒸发，产生的 冷剂蒸汽进入吸收器，被浓溶液

7、吸收。冷剂蒸汽被吸收后，释冷剂蒸汽进入吸收器，被浓溶液吸收。冷剂蒸汽被吸收后，释 放大量的热量由冷却水带走，浓溶液吸收水蒸汽后成为稀溶液，放大量的热量由冷却水带走，浓溶液吸收水蒸汽后成为稀溶液， 再由再由 机组工作原理机组工作原理 断地制取冷煤水。断地制取冷煤水。 溶液泵送往高压发生器，这个过程不断地循环，蒸发溶液泵送往高压发生器，这个过程不断地循环，蒸发 器连器连 制冷原理：制冷由发生、冷凝、蒸发和制冷原理：制冷由发生、冷凝、蒸发和 吸收四个过程组成，分别在高低压发生器、吸收四个过程组成，分别在高低压发生器、 冷凝器、蒸发器和吸收器四个换热器中进行。冷凝器、蒸发器和吸收器四个换热器中进行。

8、前面已讲过在机组中溴化锂水溶液作为工质前面已讲过在机组中溴化锂水溶液作为工质 对，其中水是制冷剂溴化锂溶液是吸收剂，对，其中水是制冷剂溴化锂溶液是吸收剂， 利用水在低压条件下沸点降低的特性，当压利用水在低压条件下沸点降低的特性，当压 力降至力降至870Pa（绝对压力）时，水的沸点温（绝对压力）时，水的沸点温 度降低为度降低为5，就可以利用水的蒸发来制取适，就可以利用水的蒸发来制取适 合的低温冷水，溴化锂吸收式机组就是利用合的低温冷水，溴化锂吸收式机组就是利用 这一现象进行制冷，同时根据吸收剂极易吸这一现象进行制冷，同时根据吸收剂极易吸 收制冷剂的特性，通过吸收剂浓度的变化使收制冷剂的特性，通过

9、吸收剂浓度的变化使 制冷剂在封闭的系统中不断循环。制冷剂在封闭的系统中不断循环。 制冷原理制冷原理 制冷循环制冷循环 由制冷循环原理图可以看出来制冷过程中有两个主要循环：由制冷循环原理图可以看出来制冷过程中有两个主要循环：溴化锂溶液溴化锂溶液 由稀变浓，再由浓变稀的过程。由稀变浓，再由浓变稀的过程。浓溶液浓缩时产生的冷剂蒸汽由汽变水，再由浓溶液浓缩时产生的冷剂蒸汽由汽变水，再由 水变汽的过程，及相应的过程：（发生水变汽的过程，及相应的过程：（发生冷凝：在高低压发生器和冷凝器中进行，冷凝：在高低压发生器和冷凝器中进行， 关键要素：高压压力关键要素：高压压力700mmHg，低发，低发5560mmH

10、g 蒸发蒸发吸收：在蒸发器及吸吸收：在蒸发器及吸 收器中进行，二者压力均在收器中进行，二者压力均在67mmHg ）热交换器：回收热量，提高机组效率。）热交换器：回收热量，提高机组效率。 Qg:蒸发器供给热量蒸发器供给热量 Qe:冷水提供的热量冷水提供的热量 Qa:冷却水从吸收器冷却水从吸收器 带走的热量带走的热量 Qc:冷却水从冷凝器冷却水从冷凝器 带走的热量带走的热量 、稀溶液：吸收器液囊、稀溶液：吸收器液囊溶液泵溶液泵低温低温 热交换器热交换器凝结水热回收器凝结水热回收器高温热交换器高温热交换器 高压发生器。高压发生器。 、中间溶液：高压发生器、中间溶液：高压发生器高温热交换器高温热交换器

11、 低压发生器（利用高发来的冷剂蒸汽）。低压发生器（利用高发来的冷剂蒸汽）。 、浓溶液：低压发生器、浓溶液：低压发生器低温热交换器低温热交换器 吸收器。吸收器。 流体的循环过程及路径流体的循环过程及路径 溴化锂溶液：溴化锂溶液： 、从高发来的、从高发来的冷剂蒸汽冷剂蒸汽：高压发生器：高压发生器低压发生器低压发生器 冷凝器。从低发来的冷凝器。从低发来的冷剂蒸汽冷剂蒸汽：低压发生器：低压发生器冷凝器。冷凝器。 、冷剂水冷剂水：从：从中产生的冷剂水及冷剂蒸汽被冷却水中产生的冷剂水及冷剂蒸汽被冷却水 变成冷剂水变成冷剂水U型管型管蒸发器底部蒸发器底部冷剂泵冷剂泵蒸发器上蒸发器上 部进行喷淋。部进行喷淋。

12、 、蒸汽蒸汽：蒸汽管网（锅炉房）：蒸汽管网（锅炉房）高压发生器高压发生器形成蒸形成蒸 汽凝结水。汽凝结水。 、凝结水凝结水：高压发生器：高压发生器凝结水热回收器凝结水热回收器排出。排出。 、冷水冷水：外部冷水池（管路）：外部冷水池（管路）冷水泵冷水泵蒸发器。蒸发器。 、冷却水冷却水：冷却水池：冷却水池冷凝器、左右吸收器冷凝器、左右吸收器冷却塔冷却塔 冷却水池。冷却水池。 流体的循环过程及路径流体的循环过程及路径 水和蒸汽：水和蒸汽： 高压发生器高压发生器 发生器的作用是利用发生器的作用是利用 外界热源加热溴化锂外界热源加热溴化锂 溶液，使溶液沸腾，溶液，使溶液沸腾， 产生冷剂蒸汽，同时产生冷剂

13、蒸汽，同时 将稀溶液（或中间溶将稀溶液（或中间溶 液）浓缩。双效溴化液）浓缩。双效溴化 锂冷水机组包含高压、锂冷水机组包含高压、 低压两个发生器：高低压两个发生器：高 压发生器产生的一次压发生器产生的一次 冷剂蒸汽作为低压发冷剂蒸汽作为低压发 生器的热源，加热低生器的热源，加热低 发中的溴化锂溶液，发中的溴化锂溶液， 产生二次冷剂蒸汽。产生二次冷剂蒸汽。 蒸发器蒸发器吸收器吸收器 低压发生器低压发生器- -冷凝器冷凝器 性能：指机组的制冷量与冷却水进口温度，冷水出口温度和蒸汽压力的关系。性能：指机组的制冷量与冷却水进口温度，冷水出口温度和蒸汽压力的关系。 外部条件变化对机组性能的影响：外部条件

14、变化对机组性能的影响： 1、蒸汽压力蒸汽压力：提高蒸汽压力是提高机组制冷量的方法之一，但蒸汽压力：提高蒸汽压力是提高机组制冷量的方法之一，但蒸汽压力 的提高，溶液的浓度也升高，机组在高浓度运行易产生结晶。的提高，溶液的浓度也升高，机组在高浓度运行易产生结晶。 2、冷水出口温度冷水出口温度：冷水出口温度每升高：冷水出口温度每升高1，制冷量也提高，制冷量也提高47。冷水。冷水 出口温度过低，使稀溶液浓度升高，溶液泵吸空，有结晶的危险，蒸发过低引出口温度过低，使稀溶液浓度升高，溶液泵吸空，有结晶的危险，蒸发过低引 起蒸发液囊冷剂水冻结。故控制（自控）方面冷水出口温度不低于起蒸发液囊冷剂水冻结。故控制

15、（自控）方面冷水出口温度不低于3。 3、冷却水进口温度冷却水进口温度：机组的制冷量随着冷却水进口温度降低而提高，反之减：机组的制冷量随着冷却水进口温度降低而提高，反之减 少。冷却水温度降低有利于冷剂水的生成以及溶液温度降低，后者促使吸收能少。冷却水温度降低有利于冷剂水的生成以及溶液温度降低，后者促使吸收能 力的提高，冷却水进口温度每降低力的提高，冷却水进口温度每降低1，制冷量增加，制冷量增加3左右，但必须注意的是左右，但必须注意的是 冷却水温度过低，将会引起稀溶液温度过低与浓溶液质量分数过高，两者在相冷却水温度过低，将会引起稀溶液温度过低与浓溶液质量分数过高，两者在相 互换热时增加了浓溶液结晶

16、的危险，同时发生器中浓溶液剧烈沸腾，使溶液极互换热时增加了浓溶液结晶的危险，同时发生器中浓溶液剧烈沸腾，使溶液极 易通过挡板进入冷凝器，造成冷剂水污染，但冷却水温度过高，吸收效果下降，易通过挡板进入冷凝器，造成冷剂水污染，但冷却水温度过高，吸收效果下降， 也得引起浓溶液接近结晶的曲线，故冷却水的温度进口应在也得引起浓溶液接近结晶的曲线，故冷却水的温度进口应在18以上，出口温以上，出口温 度在度在32以下。以下。 机组性能机组性能 4、冷却水量冷却水量：冷却水量减少：冷却水量减少10，制冷量下降，制冷量下降3左右，左右， 反之制冷量上升反之制冷量上升2 5、冷水量冷水量：影响较小，冷水量过低会使

17、管内流速降低，致：影响较小，冷水量过低会使管内流速降低，致 使制冷量下降。使制冷量下降。 机组性能机组性能 内部条件变化对机组性能的影响：内部条件变化对机组性能的影响： 1、表面活性剂表面活性剂：常用的活性剂是辛醇，降低溴化锂溶液的：常用的活性剂是辛醇，降低溴化锂溶液的 表面张力，从而提高换热器的热、质交换效果。表面张力，从而提高换热器的热、质交换效果。 2、不凝性气体不凝性气体：提高机组的密封性，防止空气漏入机组，及：提高机组的密封性，防止空气漏入机组，及 时抽除机组中的不凝性气体，保证机组良好的真空状态，是保时抽除机组中的不凝性气体，保证机组良好的真空状态，是保 证机组性能的基本条件。证机

18、组性能的基本条件。 3、溶液循环量溶液循环量：保持最佳值，高发液位控制在：保持最佳值，高发液位控制在1/22/3之间。之间。 4、冷剂水的纯度冷剂水的纯度：溴化锂溶液随冷剂蒸汽进入冷凝器和蒸发：溴化锂溶液随冷剂蒸汽进入冷凝器和蒸发 器，造成冷剂水污染，导致制冷量的下降。器，造成冷剂水污染，导致制冷量的下降。 5、污垢系数污垢系数：污垢是指机组运行一段时间后，在传热管内外：污垢是指机组运行一段时间后，在传热管内外 壁形成的污物。污垢系数越大，热阻越大，传热性能差，机组壁形成的污物。污垢系数越大，热阻越大，传热性能差，机组 制冷量下降。（冷却水水质问题造成的内壁污染制冷量下降。（冷却水水质问题造成

19、的内壁污染 与溴化锂溶液对传热管外壁腐蚀造成的污染。）与溴化锂溶液对传热管外壁腐蚀造成的污染。） 机组运行参数机组运行参数 项目项目设定值设定值项目项目设定值设定值 冷水出口温度冷水出口温度3OC蒸发温度蒸发温度2OC 冷却水进口温度冷却水进口温度18OC蒸气压力蒸气压力6kgf/cm2 高发溶液温度高发溶液温度160OC稀溶液浓度稀溶液浓度56% 熔晶管高温熔晶管高温55OC高发压力高发压力960mmHg 冷凝温度冷凝温度45OC自抽装置压力自抽装置压力100mmHg 溶液泵 稀溶液 液囊 下抽气阀 上抽气阀 取样阀 检修用阀 储气 筒 冷凝器 抽气阀 阻油器 抽气盒 放油螺 塞 溶液取样

20、阀 浓溶液液囊 结晶与熔晶结晶与熔晶 结晶是溴化锂机组运行过程中的常见故结晶是溴化锂机组运行过程中的常见故 障：机组运行时，如果溴化锂溶液的质障：机组运行时，如果溴化锂溶液的质 量分数高或温度过低，就会出现结晶现量分数高或温度过低，就会出现结晶现 象，从而产生溶液循环障碍。结晶的部象，从而产生溶液循环障碍。结晶的部 位大多数在溶液热交换器中，尤其是在位大多数在溶液热交换器中，尤其是在 低温热交换器浓溶液出口处。低温热交换器浓溶液出口处。 熔晶管是解决结晶问题的常用方法：自熔晶管是解决结晶问题的常用方法：自 动熔晶管装置的一段装在的发的液囊中，动熔晶管装置的一段装在的发的液囊中， 管口远高于第一

21、排传热管；另一端与吸管口远高于第一排传热管；另一端与吸 收器相连，其间有一段液封，防止压力收器相连，其间有一段液封，防止压力 串通。当低温热交换器结晶时，低发中串通。当低温热交换器结晶时，低发中 的浓溶液则不能顺利回流到吸收器中，的浓溶液则不能顺利回流到吸收器中， 导致低发液位上升。当液位升高至熔晶导致低发液位上升。当液位升高至熔晶 管开口位置时，浓溶液经过自动熔晶管管开口位置时，浓溶液经过自动熔晶管 直接回流到吸收器中，与吸收器中的稀直接回流到吸收器中，与吸收器中的稀 溶液混合后温度升高。高温溶液由溶液溶液混合后温度升高。高温溶液由溶液 泵排出进入低温热交换器管内，反复加泵排出进入低温热交换器管内，反复加 热管外结晶的浓溶液，直至晶体溶解。热管外结晶的浓溶液，直至晶体溶解。 1、真空度：当吸收器中不凝性气体增多时，会使吸收器的全压升高从而影响、真空度：当吸收器中不凝性气体增多时，会使吸收器的全压升高从而影响 蒸发器中的冷剂蒸汽分压，同时蒸发器与吸收器的压力是串通的，会使蒸发器的蒸发器中的冷剂蒸汽分压，同时蒸发器与吸收器的压力是串通的，会使蒸发器的 全压升高，从而影响冷剂不的沸点，由此可见，不凝性气体增加会导致浓溶液吸收全压升高，从而影