巴陵分公司己內(nèi)酰胺新冷凍站設(shè)計(jì)

摘要:通過(guò)對(duì)巴陵分公司己內(nèi)酰胺新冷凍站的設(shè)計(jì)介紹，突出溴化鋰吸收式冷水機(jī)組在工業(yè)裝置制冷系統(tǒng)中對(duì)廢熱能源利用的重要性。

關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)、冷凍站、溴化鋰吸收式冷水機(jī)組、熱水型、系統(tǒng)、能源、節(jié)能、運(yùn)行穩(wěn)定

在空調(diào)制冷行業(yè)，溴化鋰吸收式制冷機(jī)以其適應(yīng)能源廣、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)在工程實(shí)際中的應(yīng)用越來(lái)越顯示出其優(yōu)勢(shì)，尤其是在比較大、能源品種多的工業(yè)裝置配套公用工程制備標(biāo)準(zhǔn)7(5)/12(10)℃冷凍水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，得到越來(lái)越多設(shè)計(jì)人員的青睞。筆者長(zhǎng)期在石化行業(yè)設(shè)計(jì)院從事暖通空調(diào)設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)過(guò)不少溴化鋰吸收式冷凍站，本次介紹的僅是其中一個(gè)工程實(shí)例，拿出來(lái)與同行交流探討。

1.工程概述

隨著中石化巴陵分公司己內(nèi)酰胺擴(kuò)能改造二期工程及其配套工程的實(shí)施，裝置對(duì)冷負(fù)

荷的需求越來(lái)越大:新建粗己二酸裝置一期工程冷換設(shè)備需7～12℃冷凍水近200m3/h，其它裝置需新增7～12℃冷凍水約150m3/h。原有冷凍水系統(tǒng)能力不夠，無(wú)法承擔(dān)新增負(fù)荷，必須采取措施擴(kuò)大冷凍水系統(tǒng)能力以滿足要求。據(jù)實(shí)地考察，原有冷凍站由于受地理位置的限制，已無(wú)法擴(kuò)建;經(jīng)與建設(shè)方協(xié)商確定新建一座冷凍站來(lái)?yè)?dān)負(fù)起上述新增冷負(fù)荷。

2.方案確定

a.根據(jù)前述負(fù)荷需要，新建冷凍站7～12℃冷凍水流量需350m3/h，綜合考慮系統(tǒng)耗損及其他各方面因素，取一定裕量系數(shù)，冷凍水流量確定為400m3/h;換言之，需增設(shè)一臺(tái)200×104kcal/h制冷機(jī)組才能滿足負(fù)荷需求。

b.制冷機(jī)組的選型

據(jù)建設(shè)方提供的資料顯示，可提供的能源種類比較多:公司系統(tǒng)有自備熱電廠，電力充沛;多種壓力等級(jí)的飽和蒸汽;更值得一提的是有相當(dāng)數(shù)量的可再利用的蒸汽冷凝水廢熱資源。依據(jù)上述能源條件及當(dāng)?shù)厮Y源比較豐富的特點(diǎn)和裝置冷源參數(shù)，筆者認(rèn)為該冷凍站可選擇水冷螺桿壓縮式制冷機(jī)組或溴化鋰吸收式冷水機(jī)組達(dá)到要求。但從投資、能耗等方面比較，以及滿足建設(shè)方余熱利用的要求，采用溴化鋰吸收式制冷應(yīng)優(yōu)于壓縮式制冷。

c.溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組型號(hào)確定

根據(jù)建設(shè)方提供的可供溴化鋰機(jī)組使用的熱源有0.8MPa及以下飽和蒸汽和可保證流量125m3/h 的裝置回收100℃蒸汽凝水廢熱，由于熱水品質(zhì)較低，參考有關(guān)廠家資料，可選用一臺(tái)200×104 kcal/h雙效蒸汽熱水型標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組，但此種機(jī)組僅能利用部分回收凝水熱源，主要消耗的是高品質(zhì)蒸汽資源，只能實(shí)現(xiàn)部分節(jié)能目標(biāo)。而按建設(shè)方要求，應(yīng)充分利用凝水廢熱，降低或完全不消耗蒸汽熱源，以降低運(yùn)行成本。經(jīng)考察和咨詢?cè)O(shè)備廠家有關(guān)技術(shù)部門，決定采用特型設(shè)計(jì)，在技術(shù)可行的前提下，充分利用125 m3/h的100℃蒸汽凝水熱源，加大發(fā)生器中換熱盤管面積，提高熱源水進(jìn)出口溫差以滿足設(shè)備負(fù)荷要求，故最終選定遠(yuǎn)大空調(diào)有限公司設(shè)計(jì)制造的一臺(tái)單效熱水型特型機(jī)組。

3.系統(tǒng)流程及簡(jiǎn)單說(shuō)明

根據(jù)冷水機(jī)組配置要求，做一些簡(jiǎn)單的說(shuō)明

a.本工程冷凍水管系采用閉式系統(tǒng)，主要擔(dān)負(fù)己二酸裝置冷負(fù)荷，并與原有系統(tǒng)并網(wǎng)，補(bǔ)充其它裝置不足部分冷量?？紤]裝置用冷點(diǎn)與冷凍站高差可達(dá)30米，且不易安裝高位水箱，為了穩(wěn)定系統(tǒng)，故采用低位定壓膨脹罐來(lái)滿足系統(tǒng)靜壓要求兼系統(tǒng)補(bǔ)水作用;鑒于當(dāng)?shù)厮|(zhì)較好，稍加處理即能滿足機(jī)組要求，因此，本系統(tǒng)補(bǔ)水并未采用軟化水，而直接補(bǔ)充新鮮水，通過(guò)電子除垢器處理后由冷凍水泵壓入機(jī)組。

b.冷卻水由廠區(qū)循環(huán)水管網(wǎng)直接提供，能滿足機(jī)組要求。

c.熱水系統(tǒng)在原裝置凝水回收站凝水處理系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，凝水泵出口管首先進(jìn)入冷水機(jī)組換熱，再回流至原有換熱器，形成兩級(jí)換熱系統(tǒng)，充分利用凝水熱量。

其它主要設(shè)備選擇有定壓膨脹裝置選擇、冷凍水泵選擇、凝水泵校核等，不再一一展開。

4.冷凍站位置確定

本冷凍站主要承擔(dān)新建己二酸一期裝置冷負(fù)荷。依照就近原則，首先考慮將冷凍站建在新建己二酸裝置附近空地，但根據(jù)建設(shè)方的遠(yuǎn)期規(guī)劃，還將增建己二酸二期裝置，屆時(shí)需配套一座獨(dú)立冷凍站(電制冷或蒸汽型溴化鋰吸收式制冷)專供，需利用現(xiàn)有空地;而且，本冷凍站利用的熱源是凝水回收站提供的低品質(zhì)熱水，凝水回收站距己二酸裝置較遠(yuǎn)，為了盡量減少熱源在管路上的損失，遂決定將冷凍站靠近凝水回收站設(shè)置，此種布置，冷凍站亦靠近外管主管架，便于與外管網(wǎng)并接。

5.冷凍站建筑及設(shè)備布置

a.建筑區(qū)域劃分及設(shè)置

根據(jù)功能不同，將冷凍站大致劃分為三部分:冷凍機(jī)房、冷凍水泵房和必要的值班室。冷凍機(jī)房、冷凍水泵房和值班室之間設(shè)有通行門，另外，三部分都設(shè)有外門，形成良好通道;考慮到溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，需要的環(huán)境比較安靜，而泵房運(yùn)行中相對(duì)噪聲較高，故在機(jī)房和泵房之間設(shè)置隔墻，盡可能降低對(duì)冷水機(jī)組運(yùn)行的影響;冷水機(jī)組采用智能化控制，除必要的巡檢外，僅需在值班室通過(guò)操作屏監(jiān)控，而水泵運(yùn)行狀態(tài)需隨時(shí)觀察，故在值班室與泵房之間隔墻上設(shè)置一扇隔音觀察窗來(lái)滿足要求。

b.建筑尺寸確定

本冷凍站不需擴(kuò)建，站房面積只考慮設(shè)備布置安裝需要。為了節(jié)約用地，降低土建投資，按照有關(guān)規(guī)范要求，根據(jù)冷水機(jī)組外形尺寸特點(diǎn)(長(zhǎng)×寬×高 約為7000×2200×3200mm)，設(shè)計(jì)冷凍站凈高4米，冷凍機(jī)房尺寸為10800×6000mm ，冷水機(jī)組檢修時(shí)拔管空間可通過(guò)機(jī)房南北外墻上開窗實(shí)現(xiàn);冷凍水泵房布置兩臺(tái)水泵和定壓膨脹裝置，綜合考慮設(shè)備尺寸及設(shè)備間相對(duì)位置要求，同時(shí)留有一定維修場(chǎng)地，最終確定冷凍水泵房尺寸為7500×4800mm ，加上值班室，冷凍站的外形尺寸為10800×10800mm。

6.結(jié)束語(yǔ)

目前，本系統(tǒng)已投入使用近四年，各方面狀況良好，運(yùn)行穩(wěn)定。筆者認(rèn)為，冷凍站特別是工業(yè)裝置配套公用工程冷凍站的設(shè)計(jì)看似簡(jiǎn)單，實(shí)際也是一項(xiàng)比較復(fù)雜很系統(tǒng)的工作，必須面面俱到，充分全面地考慮諸如投資、能源利用、流程、系統(tǒng)與外部條件的銜接等各方面的問(wèn)題，做到投資更省、流程合理、系統(tǒng)與外部環(huán)境和諧、更節(jié)能，這樣的設(shè)計(jì)才算比較成功。這些只是本人的一些可能不太成熟的認(rèn)識(shí)，提出來(lái)與大家共享，不對(duì)之處，望不吝賜教。

參考資料:

1.遠(yuǎn)大Ⅸ型溴化鋰吸收式制冷機(jī)樣本 遠(yuǎn)大空調(diào)有限公司

2.螺桿壓縮式制冷機(jī)樣本 約克公司 2008.8.12