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运用冷化压力容器解压情态和它的践行技艺研讨

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2012-2-15 16:43:19 人气: 标签:

  由于用途和性能要求的不同,制冷装置采用不同的制冷剂,常用的有氨、氟里昂。根据蒙特利尔议定书及其修正案的规定要求,发达国家已于1996年1月1日禁用CFC-11和CFC-12,我国已是议定书的缔约国,按照承诺应于2010年停用这两种制冷剂。至于HCFC-22,对于发展中国家的我国最迟应于2040年禁用,欧洲共同体于32REFRIGERATIONNo.3,2005,SepVol.24(TotalNo.92)2015年禁用,其中的瑞士、德国和意大利已于2000年禁用,瑞典和加拿大将于2010年禁用,美国将于2020年禁用。因此,CFCs和HCFCs两类臭氧层消耗物质的替代技术路线得到应用和推广。许多进口及外商在中国设厂制造的产品已采用HFC-134a来替代CFC-11和CFC-12,采用R407C(三种HFC的非共沸混合制冷剂)作为HCFC-22的直接充注替代物。由于这些制冷剂适用的压缩机润滑油与原系统的不同,制冷装置的设计、制造、安装、使用和维护也随之变化。

  目前在用制冷装置常用制冷剂主要有氨、CFC-12、HCFC-22和HFC-134a等,各工质的主要技术特性如下:氨氨是目前广泛采用的中温制冷剂之一,一般冷凝压力不超过147MPa,通常为12MPa.当蒸发温度低于-334会产生真空。多应用于蒸发温度在-65以上的大型或中型单级或双级活塞式制冷压缩机中。氨不是臭氧层消耗物质,因此目前国内外都在努力发挥氨在CFCs替代中的作用。氨的主要特性有:(1)材料兼容性与毒性氨与钢铁兼容,当含有水分时,会腐蚀铜及铜合金,但与磷青铜兼容。因此,在氨制冷系统中不采用铜及铜合金,只有易于润滑的部件(如活塞销套、密封环)才允许采用高锡磷青铜。

  氨具有强烈的刺激性臭味,对人体具有一定的毒性,它刺激人的眼及呼吸器官,氨飞溅到皮肤上,会引起肿胀甚至冻伤。当氨蒸汽在空气中的容积浓度达到05%06%时,人在其中停留半小时即可中毒。

  (2)热稳定性与可燃性氨在260以上时可以分解成氢气和氮气。氨具有燃爆性,氨在空气中的体积浓度达到11%14%即可点燃(燃烧时呈黄色火焰),如体积浓度达到15%28%时遇明火或暴露于650的温度下即可引起燃爆。有时还会在制冷装置内部发生爆炸,主要是由于系统内同时存在自由状态的氢及其他不凝性气体。为了避免制冷装置发生爆炸,除了限制其排气压力和排气温度外,必须经常从系统内排除不凝性气体。

  (3)在润滑油中的溶解性氨在润滑油中的溶解度很小,因此,在制冷装置的热交换器表面上和管路系统中会形成油膜。影响传热效果。另外,由于油的密度比氨液的密度大,在运行中油会沉积在储液桶和蒸发器的底部,所以应定期排出。

  (4)与水的互溶性氨能以任何比例与水互相溶解组成氨水溶液,即使在低温下,水也不会从氨水中析出而冻结。在温度15时,一个单位的水能溶解700单位容积的氨,所以,排除了在调节阀处形成冰堵的可能性。但是氨液中含有水分后,会使蒸发温度稍许提高,同时对金属有腐蚀作用,一般规定作为制冷剂的氨液含水量不应超过02%,氨系统中可不必设置干燥器。

  CFC-12(制冷剂编号为R12)CFC-12是国际上确认最早淘汰的氟里昂工质之一,我国将于2010年停用这种制冷剂。但由于CFC-12的综合特性优良,是一种曾经广泛应用的中温中压制冷剂,目前国内仍有相当一部分在用制冷装置采用CFC-12,因此,压力试验对象也包括了相当数量的CFC-12制冷装置压力容器。CFC-12的主要特性有:无色、无臭,对人体生理危害极小,当它在空气中的含量达到20%,才能被人感觉,当它在空气中的体积浓度超过80%时,才会使人窒息。

  不含氢,不燃烧、不爆炸,当与明火接触或温度高达400以上时,则分解出对人体有害的氟化氢、氯化氢及光气(COCl2)。水在R12中的溶解度很小,溶解度随温度而变化,温度越低,溶解度越小。R12中的水分达到饱和溶解度后,将从制冷剂中游离出来,析出的水分在低温节流部位结冰,会形成冰堵。一般规定R12制冷剂的含水量%25(10-6,即ppm)。

  3HCFC-22(制冷剂编号为R22)R22常用作低温制冷剂,其主要特性有:HCFC-22水分溶解度较高,约是CFC-12的10倍,因此,更应注意HCFC-22制冷系统内的高干燥度。与CFC-12相比,HCFC-22更难与润滑油混合。当温度达到一定低温时,油会从制冷剂中分离出来,油的比重比HCFC-22轻,浮在制冷剂上面,所以,从压缩机排出的HCFC-22应通过性能优良的油分离器分离出足够的油。

  24HFC-134a(制冷剂编号为R134a)R134a是由四个氟原子替代乙烷中的四个氢原子而生成的,它含氢不含氯,而R12则是含氯不含氢,所以,存在性质上的差异。不含氯的化合物润滑性差,含氢则与矿物油不互溶,必须采用合成油(酯类油-ESTER)作为润滑油,一般冰箱采用POE油;同时,R134a还会影响封闭式压缩机电机绕组的电气绝缘性能等。因此,必须控制制冷系统内的含水量和其他杂质,确保制冷系统内不含氯和矿物油。有的压缩机生产厂家规定制冷系统工艺过程中绝对不允许使用矿物油,例如,扩孔时只能用与压缩机一致的润滑油(酯类油)。

  氟里昂制冷剂在系统内的质量要求制冷剂的质量直接影响到制冷系统的运行,因此在制冷压力容器的压力试验工作中,在试压工质的选择中,以及在制冷系统的设计、安装、调试和管理中,都必须注意系统对工质质量的要求。

  目前在用的大中型民用制冷系统中,中央空调的使用量最多,是制冷压力容器安全监察和检验工作的重点对象。中央空调基本上都是采用氟里昂类的制冷工质,根据上述特性分析,氟里昂类制冷剂在制冷系统内的主要质量要求和技术要求有:含水量严格控制氟里昂制冷系统内的含水量,是最主要的技术要求。在氟里昂类制冷系统中,水的存在会造成系统冰堵,即工质中含有的水分会在制冷系统的节流部位析出结冰而堵塞内部通道,严重的会完全堵住通道,工质无法循环运行而造成制冷系统不能正常运转。因此,必须严格控制制冷系统内的水含量。

  如R134a制冷系统,为严格控制系统内的水含量,采用的干燥剂为分子筛4AXH-79,要求装入干燥器前分子筛的最大含水量为:每8g分子筛的含水量不得超过915mg.在R134a制冷系统中,水的存在还会降低合成油(酯类油-ESTER)的化学稳定性。酯类油与水会进行水解反应生成醇和酸,使油的总酸值(TAN)升高,对系统材料产生腐蚀作用。

  酯类油规定含水量小于50(10-6,即ppm)制冷剂的含水量要求:R12制冷剂%25(10-6);R22制冷剂%20(10-6);R134a制冷剂%10(10-6);R407C和R410A制冷剂%10(10-6)。

  结束语制冷空调系统的壳管式冷凝器、满液式蒸发器等压力容器均符合压力容器安全技术监察规程,以及特种设备安全监察条例的规定,我国行业标准制冷装置压力容器也已实施。因此,必须加强对制冷装置用压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理和改造的安全监察和检验工作,其中在用制冷压力容器的压力试验是重点工作内容之一。

  

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