北京燃气能源发展有限公司设备管理部  熊立国 周国华
 

2015年7月至2016年2月，北京燃气能源发展有限公司国润新通项目1#溴化锂吸收式冷热水机组（型号为ZXQ-349(32/37.5)H2M3）高压发生器多次发生溴冷机真空度压力上升，温度超过报警温度。经过检查发现，是由于高压发生器溴化锂与烟气换热管出现了泄漏。在半年的时间内连续发生三次高压发生器换热管泄漏情况，因此对其进行更换。本文通过整个机组运行及检查情况对高压发生器换热管泄漏进行了分析。

1 故障情况

根据直燃机运行原理，高压发生器是在真空环境下吸热蒸发，整体温度应维持在130℃以内，高发温度报警为165℃。直燃机高发温度控制由高发蒸发量决定，而蒸发量由真空度决定，一旦真空度下降，蒸发量降低，高发温度必然急剧上升。

三次国润新通项目部1#直燃机现场故障现象为：直燃机高发压力上升，高发温度上升造成直燃机温度报警停机。发现故障问题后对机组进行充氮气检查漏点，充氮气至144kPa时，在高发腔体内发现溴化锂溶液从针眼大的小孔往外流，从而判断故障均为直燃机高发换热管泄漏造成高发压力上升。

2 故障分析

为了查明高发换热管频繁泄漏的原因，通过解剖三次泄漏管进行分析判断，发现三次泄漏管路存在以下共同点：

（1）所有泄漏位置高度基本相同，均在距离地板高度10cm左右位置且泄漏管均位于墙板侧的前三排管路。

（2）所有泄漏管路外表面无腐蚀现象，仅为腐蚀一个针尖大小泄漏点。

（3）所有泄漏管内部均存在大量直径0.4mm的腐蚀性凹坑，根据溴化锂溶液的腐蚀特性可以判断该位置发生了晶体腐蚀。

（4）所有泄漏位置朝向均一致，面向高发墙面方向。

通过对高发换热管解剖分析可以得知，泄漏点是由于溴化锂腐蚀引起的。众所周知，溴化锂溶液对金属材料有较强的腐蚀性，对制造溴化锂吸收式机组中常用的碳钢、紫铜等金属材料具有较强的腐蚀性，因此直燃机机组中通常会添加铬酸锂(Li2CrO4)或钼酸锂作为缓蚀剂阻止溴化锂溶液对机组的腐蚀。未添加缓蚀剂的溴化锂溶液是无色透明的流体，添加铬酸锂后呈淡黄色。第三次腐蚀发生后，现场取样高发溴化锂溶液，颜色呈现黑褐色，说明溴化锂溶液中缺少缓蚀剂，已经发生一段时间的金属腐蚀。随后将溶液送至相关检测院进行检测，检测结果为溶液中的缓蚀剂含量不到最小标准值的50%。综上说明，溴化锂溶液中缺少缓蚀剂是造成腐蚀开始的原因。

通过观察解剖的高发泄漏管，我们还发现一个问题：泄漏管存在大约10cm长腐蚀严重的管段，同样的溶液为什么会产生腐蚀程度不一样的情况，且产生严重腐蚀的管段只有10cm长呢？

分析原因只有一个，就是此部分有溴化锂晶体形成，造成结晶腐蚀。根据设备运行原理可知，高压发生器中的溶液为低浓度溶液，溶液浓度约为54%，只有在溶液浓度高于70%后才会出现结晶情况，高发燃烧器火焰产生的烟气是给高发溶液提供热源的，直燃机运行过程中，溶液与烟气换热蒸发，烟气温度无法使换热管局部温度过高进而造成局部浓度过高，那么只有燃烧器火焰的高温直接作用于换热管才可以产生局部超高温，造成局部高温结晶腐蚀。为了验证燃烧器火焰长度情况，现场通过热成像仪检测发现，直燃机燃烧器火焰过长造成火焰外焰产生折射而直接作用于换热管上造成局部高温，导致局部溶液浓度高于70%，发生晶体腐蚀。