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淺談氨制冷系統(tǒng)的優(yōu)化配置(僅供參考)

注意：行業(yè)新聞所有內(nèi)容均來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)容僅供參考不做實(shí)際操作使用，如因此造成責(zé)任與事故與本公司無(wú)關(guān)

摘　要：在本文中，首先就氨作為制冷劑的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要論述，進(jìn)而從冷凝器、壓縮機(jī)、潤(rùn)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(jìn)行簡(jiǎn)單論述，以供參考。

關(guān)鍵詞：氨制冷系統(tǒng)；優(yōu)化配置
冷庫(kù)制冷系統(tǒng)有氨系統(tǒng)和氟系統(tǒng)兩種。在小型冷庫(kù)中一般使用氟系統(tǒng)，它能比較容易地實(shí)現(xiàn)自控；大中型冷庫(kù)用的則是氨系統(tǒng)，由于氨制冷對(duì)安全性要求較高，而以前氨的自控元器件不過(guò)關(guān)、控制技術(shù)不成熟，搞自動(dòng)化的較少。現(xiàn)在，隨著技術(shù)進(jìn)步和計(jì)算機(jī)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(kù)采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制其制冷與配套動(dòng)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(yùn)行，達(dá)到高效、節(jié)能、安全的目的。
　　節(jié)能減排項(xiàng)目，提高散熱性能，是我們一直關(guān)注的問(wèn)題，為老問(wèn)題尋找新的解決方案，我們通過(guò)實(shí)踐中得到的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)中得學(xué)到的系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)來(lái)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?cè)谶@里談?wù)剬?duì)氨制冷系統(tǒng)優(yōu)化的一些看法，以期能達(dá)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(diǎn)是：?jiǎn)挝蝗莘e制冷量較大；黏度較小，使得流體輸運(yùn)性質(zhì)優(yōu)良；價(jià)格低廉；氨壓縮式制冷系統(tǒng)運(yùn)行效率高；放熱系數(shù)大，所以在相同溫度、相同制冷量時(shí)，氨壓縮機(jī)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(guò)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(shí)，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(yán)格，氨制冷系統(tǒng)不必設(shè)置干燥過(guò)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(dāng)成熟。[本文轉(zhuǎn)自：www.semjy.com]
　　1.2氨作為制冷劑也有一些缺點(diǎn)。氨具有一定的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性，在空氣中氨的容積濃度達(dá)到11%以上時(shí)可燃，容積濃度為16%-25%時(shí)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(yuǎn)小于后兩者。氨具有毒性，在ASHRAE34-1997標(biāo)準(zhǔn)的安全分類中，被列為B2級(jí)，屬高毒性氣體。另外氨與普通礦物潤(rùn)滑油不相溶，油溶解度低于1%。油進(jìn)入系統(tǒng)，會(huì)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(rùn)滑油一直在研究之中，聚酯黃油（PAO）就是建議推廣使用的潤(rùn)滑油之一[5]。氨對(duì)鋼鐵無(wú)腐蝕作用，但氨含水后會(huì)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(gè)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(gè)集水槽，通過(guò)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(jī)強(qiáng)迫空氣穿過(guò)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(lái)，剩余的冷凝水回到集水槽；配置一個(gè)自動(dòng)加水閥，先設(shè)定一個(gè)合適水位，當(dāng)實(shí)際水位低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)水閥打開自動(dòng)補(bǔ)水，達(dá)到給定水位后又自動(dòng)關(guān)閉。
　　2.2壓縮機(jī)
　　目前，在氨制冷系統(tǒng)中，制冷壓縮機(jī)多為活塞式和螺桿式制冷壓縮機(jī)。前者出現(xiàn)較早，使用廣泛，其優(yōu)點(diǎn)在于：使用方便、運(yùn)行可靠、管理經(jīng)驗(yàn)成熟，冷量范圍大、單位制冷量耗電量較低，加工較簡(jiǎn)單，造價(jià)較為低廉；其缺點(diǎn)是壓縮機(jī)體積大、耗金屬多、占地面積大，易損部件多，維護(hù)費(fèi)用高，單機(jī)產(chǎn)量不能太大，能量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)比較困難。而螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、易損部件少、重量輕，振動(dòng)小，容積效率高、對(duì)濕壓縮不敏感，能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；其缺點(diǎn)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(duì)而言，因螺桿式壓縮機(jī)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(gè)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(gè)集水槽，通過(guò)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(jī)強(qiáng)迫空氣穿過(guò)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(lái)，剩余的冷凝水回到集水槽；配置一個(gè)自動(dòng)加水閥，先設(shè)定一個(gè)合適水位，當(dāng)實(shí)際水位低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)水閥打開自動(dòng)補(bǔ)水，達(dá)到給定水位后又自動(dòng)關(guān)閉。
　　2.3潤(rùn)滑油
　　潤(rùn)滑油是潤(rùn)滑、冷卻、密封運(yùn)動(dòng)部件的介質(zhì)，是制冷壓縮機(jī)安全、可靠運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命的重要條件。氨制冷系統(tǒng)潤(rùn)滑油的危害是一個(gè)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(rùn)滑油，不能分離高溫下以蒸氣形式存在的潤(rùn)滑油；系統(tǒng)在濕運(yùn)行時(shí)，此方法不能保證正常分離。對(duì)于進(jìn)入系統(tǒng)的潤(rùn)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(jiǎn)化油路系統(tǒng)，就必須找到與氨相溶潤(rùn)滑油，目前國(guó)際上已開發(fā)出能溶于氨的合成潤(rùn)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(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jìn)行了大量改進(jìn)，可作為冷凝器、蒸發(fā)器、油冷卻器、過(guò)冷換熱器和載冷劑冷卻器等。如瑞典的AlfaLaval公司實(shí)施每?jī)善讳P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(guó)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(dá)3.0MPa/200℃。
　　3. 提高制冷系統(tǒng)的密封性
　　我國(guó)地域遼闊，環(huán)境溫度差異較大，設(shè)計(jì)壓力一般比歐洲高一些。所以防止泄露，在我國(guó)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(zhǎng)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(zhǎng)軸封使用壽命。此外采用半封閉和全封閉式壓縮機(jī)是解決泄露的一個(gè)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(jī)研究出來(lái)，如文獻(xiàn)［4］中提到的封閉式壓縮機(jī)，利用定子和轉(zhuǎn)子之間設(shè)置的屏蔽罩來(lái)有效防止氨的泄露。文獻(xiàn)［8］中提出了一種壓縮機(jī)的壓力平衡式密封結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)定子的無(wú)壓差靜密封。另外，為減少泄露，在設(shè)計(jì)和安裝制冷系統(tǒng)時(shí)，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(jiǎn)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(yǔ)
　　我們的目標(biāo)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(yíng)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(jìn)氨制冷系統(tǒng)的操作總成本降低。

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來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)

作者：互聯(lián)網(wǎng)

日期：2014年2月20日

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