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淺談氨制冷系統(tǒng)的優(yōu)化配置(僅供參考)
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摘 要:在本文中,首先就氨作為制冷劑的優(yōu)點和缺點進行了簡要論述,進而從冷凝器、壓縮機、潤滑油及換熱器論述了氨制冷系統(tǒng)配置的優(yōu)化,最后就提高制冷系統(tǒng)的密封性進行簡單論述,以供參考。

關(guān)鍵詞:氨制冷系統(tǒng);優(yōu)化配置
冷庫制冷系統(tǒng)有氨系統(tǒng)和氟系統(tǒng)兩種。在小型冷庫中一般使用氟系統(tǒng),它能比較容易地實現(xiàn)自控;大中型冷庫用的則是氨系統(tǒng),由于氨制冷對安全性要求較高,而以前氨的自控元器件不過關(guān)、控制技術(shù)不成熟,搞自動化的較少,F(xiàn)在,隨著技術(shù)進步和計算機的發(fā)展,利用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)的制冷工業(yè)已經(jīng)成為可能。冷庫采用計算機自動控制其制冷與配套動力系統(tǒng),可以保證了制冷設(shè)備和系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運行,達到高效、節(jié)能、安全的目的。
  節(jié)能減排項目,提高散熱性能,是我們一直關(guān)注的問題,為老問題尋找新的解決方案,我們通過實踐中得到的經(jīng)驗和學(xué)習(xí)中得學(xué)到的系統(tǒng)的專業(yè)知識來應(yīng)用到氨制冷系統(tǒng)的優(yōu)化方案中,現(xiàn)我們就如何讓氨制冷制冷系統(tǒng)更高效、更可靠、操作成本更低,我們在這里談?wù)剬Π敝评湎到y(tǒng)優(yōu)化的一些看法,以期能達到節(jié)約能耗的目的。
  1. 氨的概述
  1.1氨作為制冷劑其優(yōu)點是:單位容積制冷量較大;黏度較小,使得流體輸運性質(zhì)優(yōu)良;價格低廉;氨壓縮式制冷系統(tǒng)運行效率高;放熱系數(shù)大,所以在相同溫度、相同制冷量時,氨壓縮機的尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊;另外由于氨的密度小于空氣,很容易通過通風(fēng)的方式加以排除;氨制冷劑能與水以任何比例互溶,形成氨水溶液,所以在系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時,可以用水吸收氨以減少事故的發(fā)生;系統(tǒng)的干燥不需要象氟利昂系統(tǒng)那么嚴格,氨制冷系統(tǒng)不必設(shè)置干燥過濾器;氨制冷系統(tǒng)由于有使用100多年的歷史而技術(shù)相當成熟。[本文轉(zhuǎn)自:www.sitoexpo.com]
  1.2氨作為制冷劑也有一些缺點。氨具有一定的火災(zāi)爆炸危險性,在空氣中氨的容積濃度達到11%以上時可燃,容積濃度為16%-25%時可爆。但是氨的著火極限比同為自然工質(zhì)的丙烷和異丁烷要高,屬于低度可燃性物質(zhì),燃燒熱要遠小于后兩者。氨具有毒性,在ASHRAE34-1997標準的安全分類中,被列為B2級,屬高毒性氣體。另外氨與普通礦物潤滑油不相溶,油溶解度低于1%。油進入系統(tǒng),會在制冷劑管道及換熱器上形成油膜,影響傳熱效果。但是新的可溶潤滑油一直在研究之中,聚酯黃油(PAO)就是建議推廣使用的潤滑油之一[5]。氨對鋼鐵無腐蝕作用,但氨含水后會腐蝕鋅、銅及銅合金材料(磷青銅除外)。
  2. 氨制冷系統(tǒng)配置的優(yōu)化
  2.1冷凝器
  采用高效節(jié)能型蒸發(fā)式冷凝器,即把冷卻塔和管殼式冷凝器結(jié)核在同一個設(shè)備中,冷卻塔不僅利用了冷凝水的顯熱,而且充分地利用了冷凝水蒸發(fā)成水蒸汽的潛熱;自帶一個集水槽,通過噴淋循環(huán)水泵將水從集水槽送到噴淋系統(tǒng),從噴嘴噴淋到冷凝盤管表面,啟用風(fēng)機強迫空氣穿過下落水和盤管表面,使部分水蒸發(fā),帶走制冷劑中的熱量,從而使盤管內(nèi)的制冷劑冷凝下來,剩余的冷凝水回到集水槽;配置一個自動加水閥,先設(shè)定一個合適水位,當實際水位低于設(shè)定值時,自動水閥打開自動補水,達到給定水位后又自動關(guān)閉。
  2.2壓縮機
  目前,在氨制冷系統(tǒng)中,制冷壓縮機多為活塞式和螺桿式制冷壓縮機。前者出現(xiàn)較早,使用廣泛,其優(yōu)點在于:使用方便、運行可靠、管理經(jīng)驗成熟,冷量范圍大、單位制冷量耗電量較低,加工較簡單,造價較為低廉;其缺點是壓縮機體積大、耗金屬多、占地面積大,易損部件多,維護費用高,單機產(chǎn)量不能太大,能量無級調(diào)節(jié)比較困難。而螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易損部件少、重量輕,振動小,容積效率高、對濕壓縮不敏感,能實現(xiàn)無級調(diào)節(jié);其缺點是單位冷量耗電比活塞式稍高,噴油冷卻使?jié)櫥拖到y(tǒng)復(fù)雜而龐大,耗油高,噪聲大,螺桿的加工精度要求高。相對而言,因螺桿式壓縮機能方便地控制排氣溫度,在氨制冷系統(tǒng)中將優(yōu)于活塞式。2.4 采用高效節(jié)能型蒸發(fā)式冷凝器,即把冷卻塔和管殼式冷凝器結(jié)核在同一個設(shè)備中,冷卻塔不僅利用了冷凝水的顯熱,而且充分地利用了冷凝水蒸發(fā)成水蒸汽的潛熱;自帶一個集水槽,通過噴淋循環(huán)水泵將水從集水槽送到噴淋系統(tǒng),從噴嘴噴淋到冷凝盤管表面,啟用風(fēng)機強迫空氣穿過下落水和盤管表面,使部分水蒸發(fā),帶走制冷劑中的熱量,從而使盤管內(nèi)的制冷劑冷凝下來,剩余的冷凝水回到集水槽;配置一個自動加水閥,先設(shè)定一個合適水位,當實際水位低于設(shè)定值時,自動水閥打開自動補水,達到給定水位后又自動關(guān)閉。
  2.3潤滑油
  潤滑油是潤滑、冷卻、密封運動部件的介質(zhì),是制冷壓縮機安全、可靠運行,延長使用壽命的重要條件。氨制冷系統(tǒng)潤滑油的危害是一個世界性的歷史性的技術(shù)難題。現(xiàn)有的各種方法均建立在熱氨蒸氣中分離液體潤滑油,不能分離高溫下以蒸氣形式存在的潤滑油;系統(tǒng)在濕運行時,此方法不能保證正常分離。對于進入系統(tǒng)的潤滑油,目前只有熱氨沖溶,定期放油,不能完全清除;且造成額外的能量損失,影響正常生產(chǎn)。欲在氨制冷系統(tǒng)中簡化油路系統(tǒng),就必須找到與氨相溶潤滑油,目前國際上已開發(fā)出能溶于氨的合成潤滑油,如PAG油,我們應(yīng)該優(yōu)先選用。
  2.4換熱器
  殼管式換熱器應(yīng)用較為普遍,但是其質(zhì)量、占地面積、換熱性能及拆卸靈活性等不如板式換熱器。板式換熱器應(yīng)用于氟利昂系統(tǒng)已有20余年的歷史,此前未在氨系統(tǒng)中應(yīng)用的根本原因是焊接釬料含有銅。近年來,隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為減少系統(tǒng)中氨的充灌量,人們又傾向于使用板式換熱器,因此在傳統(tǒng)板式換熱器的基礎(chǔ)上進行了大量改進,可作為冷凝器、蒸發(fā)器、油冷卻器、過冷換熱器和載冷劑冷卻器等。如瑞典的AlfaLaval公司實施每兩片不銹鋼板片用激光焊接成封門模槽流道組,然后在組與組之間用橡膠封圈密封,有螺栓施加密封壓力,這樣就避免了傳統(tǒng)方式中封閉氨的邊框橡膠封圈,大大減少氨的滲漏為杜絕氨的微量滲漏,該公司又研制了采用鎳合金為焊料的焊接板式換熱器。德國GEAECOFLREX公司在瑞典工廠生產(chǎn)99.99%銅釬料的焊接板式換熱器(SUS316板片),在氨的流通模槽中采用耐氨腐蝕涂層,其****工作壓力/溫度分別達3.0MPa/200℃。
  3. 提高制冷系統(tǒng)的密封性
  我國地域遼闊,環(huán)境溫度差異較大,設(shè)計壓力一般比歐洲高一些。所以防止泄露,在我國具有更高的挑戰(zhàn)。氨制冷劑的泄露部位主要在軸封,軸封處的防泄露和軸封壽命的延長目前已研究出許多有效的方法,如采用螺旋槽型干氣密封能充分減少軸封端面磨損,延長軸封使用壽命。此外采用半封閉和全封閉式壓縮機是解決泄露的一個更為有效的途徑。目前已有很多新型的封閉和半封閉氨壓縮機研究出來,如文獻[4]中提到的封閉式壓縮機,利用定子和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置的屏蔽罩來有效防止氨的泄露。文獻[8]中提出了一種壓縮機的壓力平衡式密封結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)對電動機定子的無壓差靜密封。另外,為減少泄露,在設(shè)計和安裝制冷系統(tǒng)時,應(yīng)盡量將所有的管道連接采用焊接,不用或少用法蘭連接。管道系統(tǒng)盡量簡單,系統(tǒng)中只設(shè)必要的閥門,且盡量采用帶密封冒的專用閥。
  4. 結(jié)束語
  我們的目標是協(xié)助中發(fā)現(xiàn)的手段,以優(yōu)化制冷系統(tǒng)“最低能源使用,以滿足設(shè)施要求在盡可能最低的經(jīng)營成本。”利用各種設(shè)備的效率方面的能力,以維持這樣的表現(xiàn),可以促進氨制冷系統(tǒng)的操作總成本降低。

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來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:互聯(lián)網(wǎng) 日期:2014年2月20日 瀏覽量:900


 
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