丙烯制冷壓縮機(jī)能耗的有效管控途徑分析

王曉云

摘 要：工業(yè)制冷技術(shù)的發(fā)展，使得國內(nèi)制冷壓縮機(jī)行業(yè)開始崛起，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中。制冷壓縮機(jī)不僅能夠降溫，同時(shí)還能夠起到散熱冷卻以及恒溫控溫等方面的作用，而丙烯制冷壓縮機(jī)是其制冷效果的主要保障，但其卻存在著能源消耗過大的問題，需要進(jìn)行完善。通過對(duì)丙烯壓縮制冷機(jī)的介紹，分析出其能源消耗過大的主要原因，進(jìn)而探索出能源控制與管理有效手段，旨在降低丙烯制冷壓縮機(jī)能源消耗，保證該設(shè)備的持續(xù)性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：冷劑；丙烯制冷壓縮機(jī)；出口壓力；能耗管理

為響應(yīng)節(jié)能環(huán)保號(hào)召，有效降低工業(yè)生產(chǎn)成本，業(yè)內(nèi)人士一直在對(duì)丙烯壓縮制冷機(jī)能源消耗問題進(jìn)行著研究與探索，希望能夠通過科學(xué)分析，找到該制冷機(jī)能源消耗主要原因，并能夠結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求，找到能源消耗的有效控制方式以及管理方法，從而達(dá)到降低丙烯冷劑消耗成本，保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益的目的。為保證該研究順利進(jìn)行，獲得較為理想的研究結(jié)果，相關(guān)人員首先應(yīng)對(duì)丙烯壓縮制冷機(jī)進(jìn)行明確。

1 丙烯制冷壓縮機(jī)

在制冷系統(tǒng)中，制冷壓縮機(jī)有著極為重要的作用，屬于系統(tǒng)核心部分，其特征、性能與系統(tǒng)制冷效果有著直接關(guān)聯(lián)。就某種層面而言，壓縮機(jī)所具能力可以在制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與匹配程度中得到直接呈現(xiàn)。也正是因?yàn)橹评鋲嚎s機(jī)所具有的重要作用，國內(nèi)外都加大了對(duì)該設(shè)備的研究力度，研究工作開展極為順利，新研究成果以及研究方向也在不斷涌現(xiàn)，制冷壓縮機(jī)技術(shù)與性能得到了實(shí)質(zhì)性的提升。目前壓縮機(jī)的種類相對(duì)較多，按照工作原理，其可以分為變排量壓縮機(jī)與定排量壓縮機(jī)兩種，而常用制冷劑有丙烯、乙烯、氮以及丙烷等。其中運(yùn)用丙烯進(jìn)行制冷時(shí)的總壓比相對(duì)較小，在多變壓縮氣體之中，溫度變化狀態(tài)也并不明顯，整體氣體絕熱系數(shù)相對(duì)較小，通常會(huì)對(duì)出口溫度進(jìn)行一級(jí)壓縮，而溫度會(huì)被控制在100℃之內(nèi)。同時(shí)因?yàn)樯鲜龆嗉?jí)壓縮過程中，低壓部分出口溫度都會(huì)保持在40℃以下，因此一般不會(huì)運(yùn)用段間冷卻的方式進(jìn)行丙烯壓縮制冷，會(huì)通過閃蒸氣化的方式，對(duì)制冷循環(huán)經(jīng)濟(jì)利用水平進(jìn)行提升。

2 丙烯制冷壓縮機(jī)能耗過大原因分析

2.1 冷劑消耗量較大

丙烯冷劑消耗量過大的原因，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①丙烯制冷壓縮機(jī)在運(yùn)行啟動(dòng)之前，需要對(duì)整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行氮?dú)庵脫Q、氮?dú)飧稍镆约氨┲脫Q氮?dú)獾确矫娴墓ぷ?，也正是因?yàn)檫@些程序，在設(shè)備啟動(dòng)前制冷系統(tǒng)中會(huì)存在一定數(shù)量的氮?dú)猓鵀檫_(dá)到預(yù)期制冷效果，需要用丙烯冷劑反復(fù)對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行置換，會(huì)直接延長置換時(shí)間，造成大量丙烯被消耗，且置換效果也無法得到保障。

②由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特殊性，在壓縮機(jī)啟動(dòng)之后，干氣密封系統(tǒng)中的主密封氣會(huì)由高壓氮?dú)庵饾u轉(zhuǎn)變?yōu)楣に嚉?，且?huì)進(jìn)入到工藝氣系統(tǒng)之中，而這一過程會(huì)攜帶一部分氮?dú)膺M(jìn)入到工藝系統(tǒng)之內(nèi)，進(jìn)而造成丙烯制冷效果變差。

③如果系統(tǒng)內(nèi)部氮?dú)饧性趬嚎s機(jī)出口，會(huì)致使出口壓力數(shù)值急速上升，極易出現(xiàn)超壓問題，這時(shí)工作人員往往要通過在出口放火炬的方式降低壓力，以確保系統(tǒng)出口壓力的穩(wěn)定程度，避免因高壓造成系統(tǒng)運(yùn)行故障。但在放火炬時(shí)，氮?dú)鉄o法主動(dòng)進(jìn)入到火炬系統(tǒng)之中，需要在伴隨大量丙烯的作用之下才能完成，丙烯消耗量也會(huì)進(jìn)一步加大。

2.2 壓縮機(jī)與汽輪機(jī)設(shè)計(jì)余量過高

如果汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)余量過高，就會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)在滿負(fù)荷運(yùn)行過程中，出現(xiàn)高調(diào)閥無法達(dá)到運(yùn)用中間抽氣的標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)造成汽輪機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行負(fù)荷過大，而后汽缸出現(xiàn)凝汽量偏高的問題；而如果壓縮機(jī)設(shè)計(jì)量過高，在滿負(fù)荷運(yùn)作過程中，會(huì)按照防喘振曲線對(duì)防喘振閥進(jìn)行調(diào)整，且需要保證防喘振閥開度，這時(shí)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)受到直接影響，運(yùn)轉(zhuǎn)效率也會(huì)隨之降低。

2.3 出口冷凝器效果不理想

壓縮機(jī)出口的冷凝溫度與設(shè)備負(fù)荷屬于正比關(guān)系，后者會(huì)因?yàn)榍罢邷囟鹊慕档投鴾p小，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率會(huì)隨之上升。這也直接說明，冷凝器效果會(huì)對(duì)壓縮機(jī)負(fù)荷情況產(chǎn)生直接影響。但丙烯壓縮機(jī)的出口冷凝效果卻沒有達(dá)到預(yù)期，出口經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)壓力過高的情況。這種情況在夏季尤為明顯，出口壓力會(huì)比冬季上升大約0.2MPa，壓縮機(jī)超負(fù)荷狀況也較為常見。

3 丙烯制冷壓縮機(jī)能耗控制與管理策略

3.1 優(yōu)化啟動(dòng)過程

由于啟動(dòng)過程會(huì)消耗大量丙烯冷劑，因此在對(duì)丙烯制冷壓縮機(jī)能耗進(jìn)行管控時(shí)，首先需要對(duì)設(shè)備啟動(dòng)過程進(jìn)行優(yōu)化。在具體進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，工作人員需要在壓縮機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)之前，對(duì)設(shè)備實(shí)施泄壓，保證系統(tǒng)內(nèi)部壓力能夠降到最低，之后迅速添加丙烯冷劑，并在最快速度內(nèi)完成設(shè)備啟動(dòng)工作。通過這樣的處理，可以有效避免系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)大量氮?dú)獾膯栴}，能夠達(dá)到對(duì)置換消耗丙烯量進(jìn)行節(jié)約的目標(biāo)，一般通過這種方式進(jìn)行啟動(dòng)，可以節(jié)約100噸丙烯冷劑，能源管控效果較為明顯。

3.2 強(qiáng)化運(yùn)行過程控制

運(yùn)行過程能源消耗控制，是能耗管控工作的重要內(nèi)容，在進(jìn)行管控過程中，相關(guān)人員需要從三方面入手，達(dá)到最終管控目標(biāo)：一方面，壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中，要通過合理手段，減小壓縮機(jī)各個(gè)階段的防喘振閥開度，并要對(duì)由出口到各段入口中的氣相丙烯流量進(jìn)行限制，以便對(duì)壓縮機(jī)工作效率進(jìn)行提升，保證汽輪機(jī)的工作狀態(tài)，避免其出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)作的問題，有效降低蒸汽使用量。進(jìn)而達(dá)到節(jié)約能源的目標(biāo)；一方面，要在設(shè)備運(yùn)行或啟動(dòng)時(shí)，要對(duì)丙烯冷劑純度進(jìn)行合理控制，應(yīng)保證冷劑純度能夠超過99.4%，以降低系統(tǒng)內(nèi)不凝氣數(shù)量，保證壓縮機(jī)出口壓力數(shù)值；另一方面，應(yīng)按照制冷要求以及壓縮機(jī)計(jì)劃檢修頻次，對(duì)閥門與法蘭等設(shè)備進(jìn)行定期檢查，如果在檢查過程中發(fā)現(xiàn)丙烯泄露情況，要第一時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修與更換處理，防止丙烯冷劑浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3 優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)流程

由于目前丙烯壓縮機(jī)還處于不斷調(diào)整與改善之中，因此設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行流程不合理問題也在所難免。為解決流程運(yùn)轉(zhuǎn)造成的丙烯浪費(fèi)問題，技術(shù)人員應(yīng)按照壓縮機(jī)工作原理與預(yù)期制冷目標(biāo)，對(duì)現(xiàn)有壓縮機(jī)運(yùn)行流程進(jìn)行完善。一方面可以通過外接丙烯氣相管的方式，使壓縮機(jī)啟動(dòng)過程中的主密封氣獲得氣源，保證系統(tǒng)內(nèi)部壓力能夠與密封高壓氮?dú)膺M(jìn)行減壓處理之后的壓力數(shù)值相符合，這樣可以有效避免在設(shè)備啟動(dòng)之前有氮?dú)膺M(jìn)入到工藝系統(tǒng)之中；一方面應(yīng)在出口冷凝器后部氣液分離罐頂?shù)奈恢锰砑託庀喙埽⑵渑c壓縮機(jī)二段入口相連接，以完成對(duì)液態(tài)丙烯下流阻力數(shù)值進(jìn)行降低的目的，同時(shí)要對(duì)冷凝器運(yùn)作效果進(jìn)行強(qiáng)化，防止壓縮機(jī)出現(xiàn)過負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況；另一方面要對(duì)出口壓力調(diào)節(jié)閥與火炬設(shè)備選型情況進(jìn)行檢查，如果型號(hào)性能與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不符，應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換，并要對(duì)閥門密封等級(jí)進(jìn)行提升，有效避免丙烯泄露的情況出現(xiàn)，達(dá)到良好的能耗控制效果。

3.4 透平節(jié)能優(yōu)化

蒸汽透平是丙烯制冷壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，是壓縮機(jī)的重要組成部分，對(duì)其能源消耗情況進(jìn)行控制，也能達(dá)到對(duì)壓縮機(jī)消耗能源進(jìn)行管控的效果。在實(shí)施透平節(jié)能優(yōu)化方案時(shí)，技術(shù)人員通常會(huì)通過對(duì)高壓缸透平進(jìn)行改造以及強(qiáng)化設(shè)備氣密性的方式，完成預(yù)期優(yōu)化任務(wù)。在改造過程中，因?yàn)槌闅鉁囟葘?duì)于高壓缸的作用較為明顯，因此可以通過對(duì)抽氣溫度進(jìn)行控制的方式，對(duì)其運(yùn)轉(zhuǎn)耗能進(jìn)行降低，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期減排效果。而在進(jìn)行透平氣密性強(qiáng)化過程中，要對(duì)各零部件密封性進(jìn)行檢查，并要將該項(xiàng)工作歸入壓縮機(jī)日常管理工作項(xiàng)目中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)真空噴射器以及凝汽器的檢查力度，并要通過灌水檢漏以及其他手段，對(duì)系統(tǒng)氣密性進(jìn)行檢查，以便相關(guān)人員及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理。

4 結(jié)束語

通過本文對(duì)丙烯制冷壓縮機(jī)相關(guān)內(nèi)容的論述，使我們對(duì)丙烯制冷壓縮機(jī)能耗問題有了更加深入的了解。相關(guān)人員也應(yīng)對(duì)這一問題進(jìn)行進(jìn)一步研究，并要按照丙烯壓縮機(jī)工作原理與特點(diǎn)，制定出科學(xué)化的能耗管控方案，以便通過優(yōu)化啟動(dòng)過程、強(qiáng)化運(yùn)行過程管控以及其他有效手段，完成對(duì)壓縮機(jī)能源能耗的控制，保證能源能夠在壓縮機(jī)中得到合理運(yùn)用，切實(shí)降低設(shè)備運(yùn)行成本，保證丙烯壓縮機(jī)可以朝向智能化、節(jié)能化方向發(fā)展，成功促進(jìn)我國制冷行業(yè)的發(fā)展。

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