溶液热交换器的换热效果下降,可能由哪些溴化锂机组维保问题导致

作者: 普星制冷 【 原创 】 2025-09-10

在溴化锂制冷机组的能量回收系统中,溶液热交换器通过高温浓溶液与低温稀溶液的热量交换,降低发生器加热负荷、提升吸收器冷却效率,其换热效果直接影响机组整体能效。当换热效果下降时,多数问题源于维保环节的疏漏,需从部件状态、溶液管理、系统密封等维度精准定位。

一、维保清洁不到位:传热表面结垢与杂质堵塞

传热管内壁结垢是换热效果下降的首要维保问题。溴化锂溶液在循环过程中,若冷却水水质控制不当(如未定期添加阻垢剂、软化水设备失效),钙、镁离子会随溶液附着在传热管内壁,形成致密水垢。水垢导热系数仅为铜管的 1/50-1/100,即使厚度仅 0.2mm,也会使热阻增加 30% 以上。同时,维保中若未定期清理溶液过滤器,腐蚀产生的金属碎屑、溶液降解生成的杂质会沉积在传热管间隙,堵塞溶液流道,导致有效换热面积减少。某酒店溴化锂机组因连续 18 个月未清洗溶液热交换器,传热管内壁结垢厚度达 0.5mm,换热效率下降 40%,发生器天然气消耗量每月增加 1200 立方米。

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此外,维保人员常忽视传热管外壁的清洗。若溶液热交换器采用壳管式结构,壳程侧易积聚溶液泡沫、油污等杂质,尤其当溶液中缓蚀剂添加过量时,易形成粘性附着物,阻碍热量传递。此类问题多因维保计划中仅关注管程清洗,未制定壳程定期清洁流程所致。

二、溶液管理失当:浓度异常与化学性质劣化

维保中溶液浓度监控缺失会直接影响换热效果。溴化锂溶液浓度过高时,粘度增加,流动性变差,在传热管内的雷诺数降低,从湍流变为层流,热交换系数大幅下降;浓度过低则会减少溶液与传热管的接触温差,降低热量传递驱动力。部分维保人员仅通过溶液颜色判断浓度,未使用密度计或折射仪定期检测,导致浓度偏离设计范围(通常为 50%-60%)却未及时调整。例如,某工厂机组因溶液补水过量,浓度降至 42%,溶液热交换器进出口温差从 15℃缩小至 8℃,换热效率显著衰减。

溶液化学性质劣化也是重要诱因。维保中若未定期检测溶液 pH 值,当 pH 值低于 8.5 或高于 11 时,会加速溶液对传热管的腐蚀,生成的氢氧化铁、氢氧化铜等腐蚀产物会附着在传热表面,形成二次污垢。同时,缓蚀剂(如铬酸锂)含量不足(低于 0.1%)会导致金属离子溶出量增加,进一步污染溶液,形成 “腐蚀 - 污染 - 换热下降” 的恶性循环。某项目因缓蚀剂两年未补充,溶液中铁离子含量达 150mg/L,传热管表面形成红褐色腐蚀层,换热效果下降 28%。

三、密封与结构故障:溶液短路与泄漏

维保中密封件检查疏漏会引发溶液短路问题。溶液热交换器的管板与壳体之间、隔板与壳体之间的密封垫片若老化、变形或安装错位,会导致高温浓溶液与低温稀溶液直接混合,未经过充分换热就进入下一流程。此类故障在维保中易被忽视,因外部无明显泄漏痕迹,仅表现为换热温差缩小。某写字楼机组因隔板密封垫片老化,20% 的高温浓溶液直接短路,溶液热交换器实际换热效率仅为设计值的 65%,且长期运行导致吸收器温度异常升高。

传热管泄漏也是维保常见问题。长期运行后,传热管因腐蚀、振动疲劳出现微小裂纹,若维保中未采用压力测试或涡流检测等手段排查,会导致管程与壳程溶液互串。例如,管程侧低温稀溶液渗入壳程高温浓溶液中,会稀释浓溶液浓度,降低换热温差;反之,浓溶液渗入稀溶液中则会增加稀溶液粘度,影响流动性能。此类泄漏若未及时处理,不仅会加剧换热效果下降,还会导致整个溶液系统污染。

四、维保操作不规范:装配误差与参数设定偏差

维保装配精度不足会破坏换热结构。在溶液热交换器拆解维修后,若传热管与管板的胀接或焊接工艺不达标,会导致管板变形,传热管与管板间隙增大,溶液在间隙处形成死区,无法参与热交换。同时,隔板安装错位会改变溶液流向,导致部分传热管未被溶液冲刷,形成 “无效换热区域”。某维保团队因隔板安装偏差 5mm,导致 15% 的传热管处于溶液流动盲区,换热效率下降 22%。

此外,维保中溶液泵参数设定不当也会影响换热。若溶液泵出口压力调整过低,会导致溶液在热交换器内的流速不足(低于 1.5m/s),延长停留时间,造成局部过热或过冷;若流速过高(超过 3m/s),则会加剧溶液对传热管的冲刷腐蚀,缩短设备寿命。此类问题多因维保人员未根据热交换器设计参数校准溶液泵运行工况所致。

针对上述维保问题,需制定系统性改进措施:将溶液热交换器清洗纳入季度维保计划,采用 “化学除垢 + 高压水射流清洗” 结合的方式,同时清洁管程与壳程;每月检测溶液浓度、pH 值与缓蚀剂含量,确保参数符合标准;每年进行一次气密性检测与传热管无损探伤,排查泄漏与结构故障;维修装配后需通过压力测试与流量校验,确保装配精度与参数设定正确。只有通过精细化维保管理,才能从根本上解决溶液热交换器换热效果下降问题,保障溴化锂机组高效运行。


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