了解和拓展工业制冷讲义

2023-05-18 23:00:13

工业冷冻一般应用领域

一、食品工业

常规制冷剂（R22、R134a、R404a、R507、R717）

相似的机组（蒸发温度最低至-50℃，冷凝温度范围30～50℃）

压缩机组、压缩冷凝机组、辅助容器、标准盐水/乙二醇机组

价格竞争激烈

二、化学工业

可能会使用到特殊制冷剂（丙烷、丙烯等等）

专门的设计要求（使用场合特殊、电制、防护/防爆要求等等）

牵涉严格的安全和环境标准

往往会有宽泛详细的技术要求规范

化工应用类型

1.制冷工质直接蒸发：主要用在气体的液化，将不同冷凝温度的气体进行分离，或者将同种气体液化，象氯气的液化、二甲醚冷却、有机硅35度深冷。

2.通过工艺冷（盐）水对反应釜进行冷却：将化学反应中产生的热量带走，或者将化学反应后的物质进行降温，提高化学物质的回收效率，草甘磷、有机硅、环氧丙烷。

3.压缩机做为压缩泵：如合成氨厂将氨气压缩冷凝后存入储氨罐中。丙烷、丙稀、乙烯、二甲醚等气体压缩机。

工业冷冻设备特点

高集成撬装-----业主需要的是一个完善的制冷站。在公司内完成可运输的最大撬块的组装，现场快速完成撬块间的连接。每个撬块上的设备管道投影不得超出撬块底座，所有对外接管必须引至撬块边界，预留配对法兰。

连续运转-------年8000小时连续运转，保证系统清洁，实现开机更换油泵机油过滤器。

自动控制-------上传DCS系统。业主对仪表的选择性很强，很可能指定品牌。可满足，或可提出其售后服务归属。

设备选型

压缩机-----根据业主要求负荷及工况选择压缩机。根据使用环境对电机、仪表、防护漆提出要求。

冷凝器-----水冷、蒸发冷、风冷，根据使用环境对电机、防护漆提出要求。

蒸发器-----直接冷却蒸发器属于工艺换热器，一般业主自备。间接冷却蒸发器公司自定。其原则是换热效率高，工质充注量少。

备用机------有安全隐患的冷却工艺段，必须设置备用机。

化工制冷特点

1.安全性：防爆要求、防护要求

2.可靠性：年运行时间不小于8000小时，必要时设计部分部件一用一备

3.针对高效性：熟悉工艺流程，要求优化高效的有针对性的制冷设计方案

4.协议性：技术协议书（标书的一部分）

5.辅助性：大工艺系统的辅助设备（与工程设计院的接口）

6.重业绩：品牌知名度、行业认可度

7.投资大

化工制冷建设流程

在这个市场客户对产品的个性化需求极为普遍，这种个性化需求来源于该领域产品的多样性，它客观的要求供应商能更为专业地多样地理解和掌握工艺要求，有能力准确提供服务。

1.关注基本工艺要求；

2.懂得了解基本工艺的重要性。

工业冷冻项目一般程序

详细了解基项目工艺用途，包括：

冷却何物？

如何冷却？

用何载冷剂？

要求温度？

负荷？

讯价书----设备参数，使用环境，供货范围，控制方式等。

技术协议-----根据讯价书要求，制作技术协议，其格式大体如下：

1、项目简介

2、当地气象资料

3、项目技术要求

4、技术方案

4.1 根据项目具体要求，提出方案书

4.2 主要设备的技术参数

压缩机：压缩机数据表

压力容器：设计压力、温度，使用介质，主要材料

换热器：设计压力、温度，使用介质，主要材料，换热面积（或使用工况换热量）。

4.3、所有对外接口的形式，密封面型式，压力等级，执行标准。

5、供货范围

5.1、详细拆解

5.2、明确不包括项

5.3、开车备件

5.4、两年运行备件

5.5、主要件配置清单

6、系统特点介绍

6.1、系统配置特点及节能

6.2、控制特点

6.3、控制一榄表、仪表清单

7、执行标准及规范

8、公用工程消耗

9、开工会

10、资料交付（内容、时间）

11、售后服务及技术培训

12、联系方式及联系人

附件：（可根据实际要求增减）

PID图设备外形图

基础图油分剖面图

压缩机剖面图轴封剖面

主要设备技术特点说明

公司简介及主要加工

设备主要业绩

商务洽谈

1、签订技术协议----公司、设计院、业主三方充分讨论后，签订协议。

2、项目投标----业主采购部门邀请已签订技术协议的公司参与投标。

3、合同签订-----进行初步设计

4、开工会-----一般合同签订后四周，初步设计完成。三方就设计中的变更作最终确定，形成会议纪要，为合同的一部分。

5、合同洽谈期结束。

工业制冷典型系统介绍

1、无机盐结晶

结晶温度------确定某种无机盐后，查相关资料，在一低温下，其溶解度随温度降低不再有明显变化，此温度即为结晶温度。

冷量确定-------母液的温度与结晶温度的温差，流量，比热，计算出显热，查结晶热，计算出潜热。母液结晶完毕排出清夜，将此部分冷量回收，冷却母液，使得母液在进入结晶器前得到过冷。

结晶器-------满液式蒸发器，有两个温差需要尽量减小。一是蒸发温度与盐液温度，结晶器出口盐液大部分与母液混合再进入结晶器，使得结晶盐不会粘结在换热管壁上。二是结晶器进出口温差，采用大流量小温差循环，保证换热管内盐液流速不小于1.5m/s，结晶器内结晶均匀，处于悬浮状态，减少冲硝次数。

冲硝------结晶器长期工作，换热管壁上粘结结晶体后，影响进一步结晶，需要用热水将结晶物溶解，同时不能影响其它结晶器工作。这就需要控制热水流量，结晶器内的制冷剂慢慢蒸发完毕后，快速冲硝。此过程自动控制。

2、气体液化

液化温度----原料气压力、组分、液化效率，计算其出口体积浓度，确定其分压力，查相关资料，确定液化温度。

冷量确定----原料气温度、流量，液化温度，液化量，计算出气体显热，液体显热及液化潜热。

换热器----被液化组分占绝对比例时，一般采用壳管式，液化量很小时，采用板翅式。

3、盐水系统

主流程冷却系统----一般由设计院提供方案，依照要求配置即可。

反应釜----高温反应后，需要快速冷却。冷却过程中，换热面积不变，温差始终在变。在规定的时间内达到要求的温度，就要确保较大的传热温差。计算总冷量，单位时间冷量即为压缩机冷量。由于降温初始反应釜进出口温差很大，终了时有很小，都不利于压缩机的运行。因此，需要大的蓄冷水箱，双泵循环。运行时先将蓄冷水箱内盐水降至要求温度，供水箱内盐水有泵送至反应釜，反应釜回水经蓄冷水降温后，进入制冷机进一步降温后入供水箱，如此循环。确保压缩机稳定运行。

大型集成系统

整体式液体冷却机组

开启式压缩机

总体特征：

专为工业制冷系统之应用而设计

可现场维护的轴承设计

适用于R717,R22;R134a,R404A,R407C,R507以及其它 HFCs

可用于氦气, 丙烷, 空气, 天然气以及其他类似气体的压缩

滑阀无级能量位调节：10%～100%

预选固定内容积比设计：Vi=2、2.4、3.6、4.15、5.4

可选补气口设计，高压比工况下可适当提高制冷量和COP

可选喷液口设计，必要时用喷液来代替油冷来实现冷却油的目的

囊式机械轴封

吸气温度允许范围：-46℃～38 ℃

排气温度允许范围：8℃～100 ℃

带经济器开启式压缩机—制冷能力

1.R717
外部油冷 · 排气饱和温度 35 ℃
过冷度 5 ℃ · 吸气过热度 5 ℃
吸气饱和温度℃	LSC 1610		LSC 3216
吸气饱和温度℃	Q(kw)	P(kw)	Q(kw)	P(kw)
10	545.5	70.5	6696	812
0	375	70	4658	841
-10	270	72	3409	878
-20	171.5	64	2295	787
-30	104	56	1438	681
-40	59	48	881	586

2.R22
外部油冷 · 排气饱和温度 35 ℃
过冷度 5 ℃ · 吸气过热度 5 ℃
吸气饱和温度℃	LSC 1610		LSC 3216
吸气饱和温度℃	Q(kw)	P(kw)	Q(kw)	P(kw)
10	488	66	5906	716
0	340	66	4251	769
-10	270	71	3386	819
-20	188	68	2393	754
-30	123	62	1629	695
-40	77	54	1061	645