论文部分内容阅读
摘 要：本文主要对溴化锂吸收式制冷机在日常运行及停机期间导致腐蚀的原因进行分析，并针对原因分析进行减缓腐蚀的对策探讨，延长溴化锂制冷机的使用寿命。
关键词：溴化锂制冷机 腐蚀 分析 对策
我厂采用的大连三洋制冷溴化锂吸收式制冷机组，是顺酐装置生产线的关键设备，其作用是生产7℃的冷水，与结片机的冷却水换热后，继续进入制冷机循环制冷。
经查阅相关资料及咨询厂家，溴化锂制冷机运行过程中最危险就是腐蚀，确定溴化锂制冷机换热器的腐蚀因素和消减措施对提高溴化锂制冷机的使用寿命有着非常重要的意义。
一、溴化锂制冷机产生腐蚀的原因分析
溴化锂制冷机主要存在以下几种腐蚀形式：
1.化学腐蚀
循环水中主要产生均匀腐蚀，特点是腐蚀短程在金属的全部暴露表面上均匀地进行。在腐蚀过程中，金属逐渐变薄，最后被破坏。 金属的腐蚀速度与水中的阴离子的种类有密切的关系。冷却水中Cl-等活性离子能破坏金属或合金表面的钝化膜，增进腐蚀。水中的溶解氧，引起腐蚀电池的阴极去极化，导致金属腐蚀加剧。在一般情况下，水中氧含量愈多，金属的腐蚀愈严重。
2.换热器铜管的冲刷腐蚀
循环冷却水中的悬浮物、泥砂等固体颗粒状硬物对凝汽器入口端换热器铜管冲击、摩擦，长时间运行后，入口端换热器铜管前150mm管段内壁粗糙，虽无明显腐蚀坑，但表面粗糙，黄铜基体裸露，换热器铜管减薄。
3.沉积物下腐蚀
沉积物下腐蚀是换热器铜管腐蚀的主要形态。循环冷却水中泥砂的沉积、微生物粘泥的附着、水垢的生成都能在换热器铜管内壁形成沉积物。沉积物造成换热器铜管表面不同部位上的供氧差异和介质浓度差异会导致局部腐蚀。铜被氧化生成的Cu2+及Cu+离子倾向于水解生成氧化亚铜，并使溶液局部酸化，加剧了腐蚀的发展。
4.溴化锂溶液腐蚀
溴化锂（LiBr）溶液是一种较强的腐蚀性介质，对普通金属材料，如碳钢、紫铜等有较强的腐蚀性。试验研究表明，影响腐蚀的主要因素是氧含量。与氧接触的地方，腐蚀特别严重。如吸收器上部和蒸发器水盘等部位，因机器运行时溅到溴化锂溶液，形成很稀的液膜，容易受氧侵袭，腐蚀比较严重。而发生器中因为充灌溶液，与氧接触的机会少，腐蚀就轻。因此，氧是加速腐蚀的重要因素。
铁和铜在溴化锂溶液中的腐蚀，进行下列化学反应：
Fe+H2O+1/2O2→Fe（OH） 2
Fe（OH） 2+H2O+1/4O2→Fe（OH） 3
4Fe（OH）2 →Fe3O4+ Fe+4H2O
2Cu+1/2O2→Cu22O
Cu2O+1/2O2+2H2O →2Cu（OH）2
二、削减制冷机腐蚀的对策探讨
通过上面的分析，管板及换热铜管腐蚀受循环水水质影响较大，由于我厂的冷却水属于开式循环，与大气空间相通，所以循环水中的含氧量较高，对系统管路的碳钢、铜等材质形成氧腐蚀，而且空气中的粉尘、杂物、各类细菌及可溶性气体等很容易进入循环水系统内，造成菌藻类的滋生、生物粘泥的沉积和氧化铁的产生。溴冷机在开式循环水的长时间运行下，会使机组的冷却水铜管产生污垢，严重时可出现制冷机组的冷凝器、吸收器的管簇阻塞，加之我厂使用的水处理剂主要成为AWPS磺化共聚物.对碳钢的缓蚀作用作用较好，对铜管的缓蚀作用则一般.因此如果将循环水系统改为脱盐水.将会有比较好的减缓腐蚀的效果流程如下：
改造后其好处是非常明显的：
1.减缓化学腐蚀速率
有关试验证明，如果在冷却水的导电率<1 μs/cm的中性水中，溶解氧会在钢材表面产生钝化保护膜，从而减缓腐蚀速度。
2.减缓电偶腐蚀速率
由于脱盐水电导率很低，不易发生电化学反应，从而减缓电偶腐蚀速率。
3.降低换热器铜管的冲刷腐蚀速率
脱盐水几乎不含悬浮物、泥砂等固体颗粒状硬物，因此对换热器铜管冲击、摩擦几乎可以忽略不计。
4.减缓沉积物下腐蚀速率
因脱盐水中几乎不含泥砂，如果加入合适的缓蚀剂及杀菌剂，可以杜绝微生物粘泥及水垢的生成，消除沉积物。
5.节约换热器清洗费用
制冷机循环水系统每年清洗费用约需2万元左右，改造后基本上不用考虑清洗问题，由于脱盐水在系统内运行时几乎不结垢，检修时仅需要对新加水换热器进行清洗即可，费用较低，而且避免了清洗不当造成制冷机铜管腐蚀加剧的问题。以制冷机使用15年为例，可节约清洗费用约25万元左右，更为重要的是减缓了设备的腐蚀，延长了设备的使用寿命。
对于制冷机内部而言，溴化锂溶液是造成设备腐蚀的主要因素，我们可以通过以下的方式，尽可能的减缓设备腐蚀：
1.保持良好的真空度
氧气的存在是导致溴化锂溶液对金属腐蚀的根本因素，在真空状态下加入缓蚀剂，基本上不腐蚀金属。因此保持良好的真空是保证制冷机正常运行和防止内部腐蚀的决定因素。
2.保持正常的溴化锂溶液浓度
稀溴化锂溶液中氧的溶解度比浓溶液大；溴化锂溶液会水解生成溴化氢，因此，常压下随着溴化锂溶液浓度的降低，腐蚀加剧。
3.保持溴化锂溶液的pH值
试验表明，当溴化锂溶液pH值在8.0～10.2时，随着pH值的升高，钢的腐蚀率略有降低，紫铜则略有增加。实践表明，pH值在9.5～10.3时较合适。
4.保持溶液的温度
试验表明，当温度低于165℃时，溶液温度对金属腐蚀影响不大；而当溶液温度超过165℃时，溶液对碳钢和纯铜的腐蚀急剧增大。因此高温再生器的温度要低于165℃.
5.添加合适的缓蚀剂
大量的试验研究和运行实践表明，在溴化锂溶液中加入铬酸锂，能在钢材表面形成氧化膜，可有效抑制溴化锂溶液对普通金属材料的腐蚀。 试验证明钢和铜的腐蚀率都随铬酸锂浓度增大而降低，因为铬酸锂浓度越大钝化性能越好。经测试，溶液中铬酸锉的浓度在0.1%～0.3%时缓蚀作用良好。
在做好日常运行管理的同时，还要注意消除检修期间停机保养工作.停机保养分为短期停机保养和长期停机保养。
1.短期停机的保养
所谓短期停机，是指停机时间约1～2周而言，此时的保养工作如下：一方面将机器内的溴化锂溶液充分稀释；另一方面注意保持机器内的真空度，若真空度降低，应随时启动真空泵，抽除空气。检修作业时，切忌机器长时间敞开于大气中，为此要迅速完成修理工作，并采取临时措施，将与大气相通的部位密封，以使机器保持真空状态。
2.长期停机的保养
长期停机时，应将蒸发器冷剂水全部旁通至吸收器，使溶液均匀稀释，以防止在环境温度下结晶。为减少溶液对机器的腐蚀，应充以0.02MPa的氮气。此外，还应将发生器，冷凝器、蒸发器和吸收器封头箱内的积水排净，防止腐蚀。
三、总结
溴化锂制冷机的腐蚀是使用过程中的关键控制因素，通过对溴化锂制冷机产生腐蚀的因素进行分析，并有针对性的对循环水系統、溴化锂系统及停机期间的维护提出了相应的对策，有效地减缓了换热器、再生器等机组腐蚀，同时在节能减排上取得良好的效果。对于延长机组的使用寿命，安全可靠且高效节能的运行有较好的效果。
参考文献
[1]厉仲法；溴化锂吸收式制冷机组循环冷却水侧结垢的控制[J]；暖通空调；2001年06期.
[2]花纯荣，吴霞飞；溴化锂吸收液的XB型缓蚀剂[J]；化学世界；1994年04期.
[3]唐军利.荆春生 钼酸锂无机缓蚀剂 [期刊论文] -中国钼业2003（4）
[4]黄乃宝.溴冷机中碳钢、铜及其合金的腐蚀机理研究.
[5]郭建伟 梁成浩.溴化锂吸收式制冷机的腐蚀与常用缓蚀剂 制冷 1999年 第2期.
关键词：溴化锂制冷机 腐蚀 分析 对策
我厂采用的大连三洋制冷溴化锂吸收式制冷机组，是顺酐装置生产线的关键设备，其作用是生产7℃的冷水，与结片机的冷却水换热后，继续进入制冷机循环制冷。
经查阅相关资料及咨询厂家，溴化锂制冷机运行过程中最危险就是腐蚀，确定溴化锂制冷机换热器的腐蚀因素和消减措施对提高溴化锂制冷机的使用寿命有着非常重要的意义。
一、溴化锂制冷机产生腐蚀的原因分析
溴化锂制冷机主要存在以下几种腐蚀形式：
1.化学腐蚀
循环水中主要产生均匀腐蚀，特点是腐蚀短程在金属的全部暴露表面上均匀地进行。在腐蚀过程中，金属逐渐变薄，最后被破坏。 金属的腐蚀速度与水中的阴离子的种类有密切的关系。冷却水中Cl-等活性离子能破坏金属或合金表面的钝化膜，增进腐蚀。水中的溶解氧，引起腐蚀电池的阴极去极化，导致金属腐蚀加剧。在一般情况下，水中氧含量愈多，金属的腐蚀愈严重。
2.换热器铜管的冲刷腐蚀
循环冷却水中的悬浮物、泥砂等固体颗粒状硬物对凝汽器入口端换热器铜管冲击、摩擦，长时间运行后，入口端换热器铜管前150mm管段内壁粗糙，虽无明显腐蚀坑，但表面粗糙，黄铜基体裸露，换热器铜管减薄。
3.沉积物下腐蚀
沉积物下腐蚀是换热器铜管腐蚀的主要形态。循环冷却水中泥砂的沉积、微生物粘泥的附着、水垢的生成都能在换热器铜管内壁形成沉积物。沉积物造成换热器铜管表面不同部位上的供氧差异和介质浓度差异会导致局部腐蚀。铜被氧化生成的Cu2+及Cu+离子倾向于水解生成氧化亚铜，并使溶液局部酸化，加剧了腐蚀的发展。
4.溴化锂溶液腐蚀
溴化锂（LiBr）溶液是一种较强的腐蚀性介质，对普通金属材料，如碳钢、紫铜等有较强的腐蚀性。试验研究表明，影响腐蚀的主要因素是氧含量。与氧接触的地方，腐蚀特别严重。如吸收器上部和蒸发器水盘等部位，因机器运行时溅到溴化锂溶液，形成很稀的液膜，容易受氧侵袭，腐蚀比较严重。而发生器中因为充灌溶液，与氧接触的机会少，腐蚀就轻。因此，氧是加速腐蚀的重要因素。
铁和铜在溴化锂溶液中的腐蚀，进行下列化学反应：
Fe+H2O+1/2O2→Fe（OH） 2
Fe（OH） 2+H2O+1/4O2→Fe（OH） 3
4Fe（OH）2 →Fe3O4+ Fe+4H2O
2Cu+1/2O2→Cu22O
Cu2O+1/2O2+2H2O →2Cu（OH）2
二、削减制冷机腐蚀的对策探讨
通过上面的分析，管板及换热铜管腐蚀受循环水水质影响较大，由于我厂的冷却水属于开式循环，与大气空间相通，所以循环水中的含氧量较高，对系统管路的碳钢、铜等材质形成氧腐蚀，而且空气中的粉尘、杂物、各类细菌及可溶性气体等很容易进入循环水系统内，造成菌藻类的滋生、生物粘泥的沉积和氧化铁的产生。溴冷机在开式循环水的长时间运行下，会使机组的冷却水铜管产生污垢，严重时可出现制冷机组的冷凝器、吸收器的管簇阻塞，加之我厂使用的水处理剂主要成为AWPS磺化共聚物.对碳钢的缓蚀作用作用较好，对铜管的缓蚀作用则一般.因此如果将循环水系统改为脱盐水.将会有比较好的减缓腐蚀的效果流程如下：
改造后其好处是非常明显的：
1.减缓化学腐蚀速率
有关试验证明，如果在冷却水的导电率<1 μs/cm的中性水中，溶解氧会在钢材表面产生钝化保护膜，从而减缓腐蚀速度。
2.减缓电偶腐蚀速率
由于脱盐水电导率很低，不易发生电化学反应，从而减缓电偶腐蚀速率。
3.降低换热器铜管的冲刷腐蚀速率
脱盐水几乎不含悬浮物、泥砂等固体颗粒状硬物，因此对换热器铜管冲击、摩擦几乎可以忽略不计。
4.减缓沉积物下腐蚀速率
因脱盐水中几乎不含泥砂，如果加入合适的缓蚀剂及杀菌剂，可以杜绝微生物粘泥及水垢的生成，消除沉积物。
5.节约换热器清洗费用
制冷机循环水系统每年清洗费用约需2万元左右，改造后基本上不用考虑清洗问题，由于脱盐水在系统内运行时几乎不结垢，检修时仅需要对新加水换热器进行清洗即可，费用较低，而且避免了清洗不当造成制冷机铜管腐蚀加剧的问题。以制冷机使用15年为例，可节约清洗费用约25万元左右，更为重要的是减缓了设备的腐蚀，延长了设备的使用寿命。
对于制冷机内部而言，溴化锂溶液是造成设备腐蚀的主要因素，我们可以通过以下的方式，尽可能的减缓设备腐蚀：
1.保持良好的真空度
氧气的存在是导致溴化锂溶液对金属腐蚀的根本因素，在真空状态下加入缓蚀剂，基本上不腐蚀金属。因此保持良好的真空是保证制冷机正常运行和防止内部腐蚀的决定因素。
2.保持正常的溴化锂溶液浓度
稀溴化锂溶液中氧的溶解度比浓溶液大；溴化锂溶液会水解生成溴化氢，因此，常压下随着溴化锂溶液浓度的降低，腐蚀加剧。
3.保持溴化锂溶液的pH值
试验表明，当溴化锂溶液pH值在8.0～10.2时，随着pH值的升高，钢的腐蚀率略有降低，紫铜则略有增加。实践表明，pH值在9.5～10.3时较合适。
4.保持溶液的温度
试验表明，当温度低于165℃时，溶液温度对金属腐蚀影响不大；而当溶液温度超过165℃时，溶液对碳钢和纯铜的腐蚀急剧增大。因此高温再生器的温度要低于165℃.
5.添加合适的缓蚀剂
大量的试验研究和运行实践表明，在溴化锂溶液中加入铬酸锂，能在钢材表面形成氧化膜，可有效抑制溴化锂溶液对普通金属材料的腐蚀。 试验证明钢和铜的腐蚀率都随铬酸锂浓度增大而降低，因为铬酸锂浓度越大钝化性能越好。经测试，溶液中铬酸锉的浓度在0.1%～0.3%时缓蚀作用良好。
在做好日常运行管理的同时，还要注意消除检修期间停机保养工作.停机保养分为短期停机保养和长期停机保养。
1.短期停机的保养
所谓短期停机，是指停机时间约1～2周而言，此时的保养工作如下：一方面将机器内的溴化锂溶液充分稀释；另一方面注意保持机器内的真空度，若真空度降低，应随时启动真空泵，抽除空气。检修作业时，切忌机器长时间敞开于大气中，为此要迅速完成修理工作，并采取临时措施，将与大气相通的部位密封，以使机器保持真空状态。
2.长期停机的保养
长期停机时，应将蒸发器冷剂水全部旁通至吸收器，使溶液均匀稀释，以防止在环境温度下结晶。为减少溶液对机器的腐蚀，应充以0.02MPa的氮气。此外，还应将发生器，冷凝器、蒸发器和吸收器封头箱内的积水排净，防止腐蚀。
三、总结
溴化锂制冷机的腐蚀是使用过程中的关键控制因素，通过对溴化锂制冷机产生腐蚀的因素进行分析，并有针对性的对循环水系統、溴化锂系统及停机期间的维护提出了相应的对策，有效地减缓了换热器、再生器等机组腐蚀，同时在节能减排上取得良好的效果。对于延长机组的使用寿命，安全可靠且高效节能的运行有较好的效果。
参考文献
[1]厉仲法；溴化锂吸收式制冷机组循环冷却水侧结垢的控制[J]；暖通空调；2001年06期.
[2]花纯荣，吴霞飞；溴化锂吸收液的XB型缓蚀剂[J]；化学世界；1994年04期.
[3]唐军利.荆春生 钼酸锂无机缓蚀剂 [期刊论文] -中国钼业2003（4）
[4]黄乃宝.溴冷机中碳钢、铜及其合金的腐蚀机理研究.
[5]郭建伟 梁成浩.溴化锂吸收式制冷机的腐蚀与常用缓蚀剂 制冷 1999年 第2期.