氨自冷卻式螺桿製冷壓縮機組在凍結工程中的應用

壓縮 壓縮機    時間:2014-03-12 05:31:27
氨自冷卻式螺桿製冷壓縮機組在凍結工程中的應用簡介
1 製冷系統概況 ??隨著深部井田的陸續開發和國民經濟發展對煤炭需求量的增加,近年來煤層賦存較深的礦井建設速度越來越快。淮南礦業集團丁集主、副井凍結需冷量主井8 3 0萬k c a l / h ,副井8 9 3萬 k c a l / h…
氨自冷卻式螺桿製冷壓縮機組在凍結工程中的應用正文

1 製冷系統概況
??隨著深部井田的陸續開發和國民經濟發展對煤炭需求量的增加,近年來煤層賦存較深的礦井建設速度越來越快。淮南礦業集團丁集主、副井凍結需冷量主井8 3 0萬k c a l / h ,副井8 9 3萬 k c a l / h ,運行工況一 3 5 一3 5 9 0 ,製冷系統所需設備多、容量大。
1 . 1 製冷系統布置 ??由於本製冷系統採用的壓縮機數量較多,故在系統的布置上將大的製冷系統劃分成4個獨立的子系統,以便於調控。 ? 1 . 2 熱虹吸氨自冷卻螺桿製冷壓縮機組的工作原理 ???熱虹吸氨自冷卻螺桿制冷機組又稱熱虹吸油冷型螺桿制冷機組,它與水冷的螺桿制冷機組的區別主要在油冷卻器。氨自冷卻螺桿機組的油冷卻器為熱虹吸油冷卻器,它主要是利用熱虹吸原理,配合蒸髮式冷凝器、熱虹吸貯氨器,以其相對高差為動力。熱虹吸油冷卻器的結構同水冷油冷卻器的相似,為卧式殼管式,油在管外、製冷劑在管內,製冷系統中增加熱虹吸貯氨器、自蒸髮式冷凝器流出的氨液先進入熱虹吸貯氨器,達到一定的液面高度 后再溢流進入貯氨器,自熱虹吸貯氨器流出一路液體進入油冷卻器,沿途吸收管外高溫油的熱量而蒸發。製冷劑在蒸發過程中密度逐漸減小,油冷回氣管中的汽液混合物的密度低於油冷卻器供液管中的液體密度,這種不平衡產生了一個壓力差使製冷劑在油冷卻器中流動,如此反覆循環使螺桿機的油溫得以降低。 ? 2 機組運行情況 ? 2 . 1 設備投人及運轉 ??丁集主、副井製冷系統自2 0 0 4 年2月1 9日開始運行,初始投入 2個獨立單元,制冷機組運行2 1台。2 0 0 4年3月1 0日4個獨立單元全部投入運行,制冷機組運行3 9台。在運行過程中對油冷卻工作情況進行觀測0? 2 0 0 4年2月至2 0 0 4年5月,4 個月的時間內油冷運行良好,油溫在4 0 -5 5 r - .進入6月份後由於氣溫升高加之制冷機房內通風散熱條件不好,車間內放置3 9台螺桿機組,設備密度大,因此系統末稍處的4 台機組在下午油溫度有超標現象 ( 最高6 5 r -) ,其餘機組運行正常。 ? 2 . 2 運行中對油溫超限的設備處置 ? ??由於是積極凍結期,設備的運行數量要有保證,所以對油溫超限的末端設備進行分析,認為是由於油冷卻器中的氨液循環量不足造成的。 ? ? ? ???如圖1 ,? 5號機油冷卻器的油溫超標。自熱虹吸貯氨器進入壓縮機油冷卻器的氨液循環為異程式,末端機組油冷卻器的管程長,沿程阻力大於前面幾台,加之管徑選擇上供液及回氣管管徑略細,因此造成5 號機油冷卻器氨循環量不足而導致冷卻不好,油溫高。針對此問題我們在5 號機油冷回氣管上加裝輔助回氣管與低壓吸氣管相連。在氣溫條件不好油溫逐漸上升時,將油冷卻器下部回氣的閥門A關閉,將強制回氣管上閥門組B打開,利用低壓吸氣強制氨液在油冷卻器中的流動來增加氨循環量降低油溫,待油溫降低后關閉強制回氣閥B打開正常回氣閥A ,系統正常運行,經過實踐操作此辦法可行,油溫很快恢復正常,機組運行平穩。 ? 3 經濟技術分析 ? 3 . 1 技術分析 ? ??( 1 )通過熱虹吸螺桿機組在丁集項目中的應用證明,多台機組並聯於系統中採用單獨的熱虹吸貯氨器能滿足機組運行要求,各機組油冷能夠正常運行。 ??( 2 )熱虹吸貯氨器與油冷進液口的高度差應在2 . 5m以上,這樣多台油冷並聯供液的動力能夠滿足。 ??( 3 )多台機組並聯應採用同程式的管路布置形式,這樣可以使氨液分配更均勻。丁集製冷系統中末端設備油冷效果差,而前端設備運行正常就是由於液氨分配不均造成的。 ??( 4 )管徑的設計要綜合考慮設備使用環境。丁集凍結站通風不好,且夏季環境溫度高,設備運行在春季時供液管路吸熱量小,蒸發少,總的供液量即使到末端設備也能滿足要求,但到了夏季環境溫度高,供液管路中液氨蒸發量大,致使末端油冷卻器供液中含有大量的汽體。要想克服這一缺點,適度加大管徑增加總體供液量也是個很好的辦法,如果供液總管加粗至0 7 6 ,回汽總管加粗到X 1 3 3 ,即適度加粗管徑,保證供液量和管路的合理匹配,可解決此問題。 ? 3 . 2 經濟分析 ? ??( 1 )簡化系統、減少初始投入。採用熱虹吸氨自冷卻螺桿制冷機組一個大的優勢就是減少冷卻水系統投入。以丁集凍結站為例,如果使用水冷式螺桿機組,冷卻水循環量統計見表1 . ? ? ??凍結站油冷卻器總循環水量2830 m3 / h。 ? ??如此巨大的循環水量,在系統的選擇上,應選擇大的循環水泵和冷卻塔。 選擇清水泵12s h一6( 電機3 0 0? k W,流量7 9 2? m 3 / h ,? 9 . 2萬元/ 台)4台,冷卻塔N B L一5 0 0( 電機1 1? k W,? 1 0 萬元/ 台)6台,冷卻水系統的材料及安裝費用3 0萬元,因此採用熱虹吸氨冷卻機組的初始投入將減少1 2 6 . 8萬元。 ? ??( 2 )熱虹吸螺桿機組的另一大的優勢是節水。丁集凍結站如採用水冷式機組,將採用冷卻塔,冷卻塔的正常補水為循環量的3 %,冷卻水耗水量為8 4 . 8? m? 3 / h ,日耗水量2 0 3 7 . 6? t / 日,以丁集水費0 . 3 6 元八計,則日 水費消耗7 3 3 . 5 元/ 日。丁集凍結工期3 6 0 天,以3 0 0 天設備全部運轉計則水費消耗一項節資2 2萬元,且節約水資源6 1 1 2 8 0? t ,對環保的貢獻是巨大的。 ? ??( 3 )節約運行費用。由於採用液氨冷卻就消除了水泵冷卻塔等附屬設備的運行費用。這些設備的運行費用如果按水泵負荷效率6 5 %計,冷卻塔電機按效率7 0 %計,則日消耗電1 9 4 6 0? k W? "? h ,電費為0 . 5 5 3 元/ k W" h ,則日耗電費1 0 7 6 0元,以3 0 0天計總費用為3 2 2 . 8 萬元。 ? ??綜合評價熱虹吸式螺桿機組比水冷式螺桿機組在初期投資上可節約 1 2 6 . 8萬元,運行費用減少3 4 4 . 8萬元,丁集項目初始設備投資 3 2 0 0萬元,凍結分項工程價款1 . 4 億元,運行費用約6 0 0 0萬元,則通過使用熱虹吸螺桿機組可節約一次項目投資4 %,運行費用的5 . 7 %,經濟效益顯著。 ? 4 結語 ? ??通過對丁集凍結項目製冷站採用熱虹吸氨自冷卻螺桿式制冷機組的應用分析可以看出,在利用蒸髮式冷凝器的製冷系統中,採用熱虹吸螺桿機組在技術上是可行的,經濟效果明顯。在今後的凍結工程項目中具有很大的推廣價值,尤其在提倡環保節能節水的今天,熱虹螺桿機組更應在大型凍結站的設計中加以應用。

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