制冷剂过冷在相变压缩制冷中的节能应用.pdf

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1、制冷剂过冷在相变压缩制冷中的节能应用孙正金王金良(万华化学集团股份有限公司，山东烟台264006)摘要：本文根据相变制冷循环，回热热循环的对比，显示了回热循环在相变制冷工程中的节能优势。对于未采用回热循环的氨气压缩机，以循环水作为冷却介质，对冷凝后的液氨进行了过冷处理，并计算了实际生产中能够带来的节能效果。关键词：相变制冷循环;回热循环;氨气压缩制冷;过冷;节能在制冷循环中多采用在工作范围内会发生相变的工质。采32℃以后，冰机出口温度，压力同时升高，由于压力升高，气氨用会发生相变的工质，制冷循环具有以下两个优点：一、工质露点温

2、度升高，冷凝为液氨后，又由于液氨冷凝器换热能力已的吸热放热过程是定温过程，制冷系数大；二、单位工质的制经达到饱和，液氨与换热管接触时间有限，液氨不能被进一步冷能力高。即在湿蒸汽区可实现定温过程，且相变潜热远远大冷却，冷凝下来的液氨可达44℃。30T/h的“高温”液氨不断流[1]于显热，相变制冷循环在工业中得到了广泛的应用。入氨储槽后，液氨储槽温度也会不断升高，同时对应液氨饱和1理论分析蒸汽压力也不断上升，直到达到新的平衡为止。分析：在氨气压缩制冷循环中，为提高制冷能力，常采用过冷措从表中可以看出随着时间推移，环境温度(气温)不

3、断升施，即将冷凝器中处于饱和状态的溶液进一步冷却为未饱和溶高，循环水温升高，换热器换热效果下降，TI1、PT1、FR都不液，然后再经截流膨胀，制冷量增加。回热循环与普通相变制冷[1]断升高，16：00时达到最大值。FR最大值出现在16：00和17：循环相比，具有以下优点：(1)制冷量增加；(2)压缩机出口压00；最小值Min出现在8：00，力降低，制冷系数提高；(3)压缩机吸入的工质为过热蒸汽，可以防止液击现象。高压蒸汽压力PI3平均值为：9.14MPag制冷剂的制冷能力是随工作条件不同而变化的。当蒸发温高压蒸汽温度TI3平均

4、值为：513.9℃度降低或冷凝温度升高时，制冷能力下降，同时压缩机的压缩由于8：00时高压蒸汽压力为8.81MPag与平均值相比较比增大，容积效率下降，功耗增多。低，17：00时高压蒸汽压力为9.32MPag与平均值相比较高，9：00时与16：00时高压蒸汽压力和温度与平均值都比较接近，2行业现状所以选择这两个时刻作为分析对象。(表2)实际工业生产中我国许多氨压缩制冷以及丙烯压缩制冷(1)冰机出口压力压差工艺中并未采用回热制冷循环。对于已经设计好的相变制冷压缩机，多极两段压缩，其高低压缸叶轮级数，压比、进出口温(2)液氨储槽温

5、度温差度、进出口压力等都已经设定，由于未采用回热制冷循环，当环(3)高压蒸汽耗量差值境温度高于设计温度32℃，循环水温超过设计指标时，高低压(4)16：00与9：00相比高压蒸汽耗量增加百分比：缸冷却器，压缩机出口冷凝器上回水阀门全开，循环水站风机全开，循环水压已达到最大值时，冷却器与冷凝器不再具有调节制冷剂气体以及冷凝液温度能力，压缩机出口压力温度会同时升高，冷凝剂露点温度升高，饱和蒸汽压力上升，冷凝液贮槽(5)冰机出口压力每升高0.1MPa高压蒸汽耗量增加值温度升高，制冷能力下降，制冷剂质量流量增加，压缩机负荷增大，功耗增

6、加，能源浪费严重。(6)液氨储槽温度每升高1℃高压蒸汽耗量增加值3案例分析下面以某公司未采用回热制冷循环的氨气制冷为例分析。(表1)表1中12：00～20：00，8个小时内液氨储槽温度TI1平均值为44.56℃，与39.9℃温差为4.66℃，由以上数值分析可以看储槽上方气相压力为同温度下液氨饱和蒸汽压力，冰机出出，每年浪费高压蒸汽量比较大。口压力PT1与储槽液氨饱和蒸汽压一一对应并相等夏季高温，出口冷却器，中间冷却器，液氨冷凝器等换热器，循环水上回不仅如此，当压缩机出口压力过高，高于设计指标水阀门全开后，不再具有调节能力，当循

7、环水温高于设计指标1.60MPag时，会导致高压缸入口压力高于设计指标0.35MPag，低压缸表15月9日冰机工况记录表2出入口压力也会同时间9:0016:00时升高，制冷器液氨PI11.581.78闪蒸压力升高，制冷TI239.944.9效果下降，冷库温度PI39.119.08升高，须提高前闪蒸TI3514.6511.5量来维持低温，如此说明：PI1:冰机出口压力，(MPag)；TI1:液氨储槽温度，(℃;PI2:高压蒸汽压力，(MPag)；TI2:高压FR24.326.4会增加冰机负荷，若蒸汽温度，(℃);FR:高压蒸汽耗

8、量值，(T/h)。136

9、2017年6月2017年6月

10、137节能降耗3降低低压缸入口气量，调节在正常工况气量25000NM/h左右H为多变能量头，H为压缩机的压头损失，由于pollossimp时，可能冰机运行不再安全。由于高低压缸出口压力升高的同压缩机进出口流速几乎相同，所