啤酒廠制冷設計技術措施.doc

啤酒廠制冷設計技術措施（討論稿）1.供冷方式選擇啤酒廠冷凍站普遍采用氨作制冷劑除冷水機組外R22應少采用制冷方式應與工藝對冷媒的要求，經(jīng)與用戶洽商確定，對新建廠規(guī)模較大時宜優(yōu)先推薦液氨直接蒸發(fā)冷卻方式。此種方式回氣壓力高且輸送氨能耗小較使用乙醇水節(jié)電達20%以上。目前使用乙醇水作冷媒雖使用維修較方便但能耗高、龐大的水罐和泵群、臥室蒸發(fā)器、使管道、保溫材料工程量增加許多，站房面積也大許多增大了初投資和日常運轉費，泵群能耗約占全廠能耗13%以上。制冷能力應在綜合工藝各用戶用冷負荷和用冷特點基礎上選擇制冷機及附屬設備。一般情況下主機不應少于兩臺還應有備用。2.制冷壓縮機選擇：壓縮壓冷主機優(yōu)先推選螺桿式，活塞式除老廠改選外不宜采用?？烧{(diào)內(nèi)壓比技術有條件時應予采用在變工況運行條件可節(jié)電210。3.壓縮制冷排熱設備：首推蒸發(fā)式冷凝器，除冷水機組、乙醇機組外不宜采用臥室冷凝器。立式冷凝器應逐步淘汰。對北方嚴寒地區(qū)蒸發(fā)式冷凝器冬季必須濕式運行時應采取防凍措施。4.液氨直接蒸發(fā)供冷方式：采用氨泵蒸發(fā)設備臥式低壓桶制冷壓縮機蒸發(fā)式冷凝器儲氨器模式5.載冷劑選擇：目前各啤酒廠廣泛采用乙醇水，也有采用乙二醇水和丙二醇水的選擇時應注意1)乙醇水密度小于1無腐蝕性 系統(tǒng)易揮發(fā)。2)乙二醇水密度大于1粘度大于水揮發(fā)性弱而比熱小于水在計算載冷劑流量和管道阻力時應予注意。3)丙二醇(CH2OHCHOHCH3)水密度大于1價格、粘度較乙二醇高無腐蝕性。質量濃度為25時冰點為-9.6不宜揮發(fā)。6.載冷劑供冷系統(tǒng)選擇：乙醇水、乙二醇、丙二醇等作載冷劑的供冷系統(tǒng)可采用閉式循環(huán)或開式循環(huán)系統(tǒng)。閉式循環(huán)冷媒損失小循環(huán)泵揚程低，開式則較適應系統(tǒng)流量壓力變化，管理方便應視不同情況采用。并應取得用戶認可。7.儲氨器選擇：儲氨的容積V應按下式計算得出： V=G/ G 系統(tǒng)每小時氨液循環(huán)量 Kg/h 冷凝溫度下液氨比容 m3/Kg 儲氨器的容量系數(shù)一般取 0.331 氨液充濕度70 %儲氨器與制冷系統(tǒng)中起平衡調(diào)節(jié)劑作用，其值對150,0000 kcal/h取0.7。300,0000 kcal/h以上取0.330.5對其大型低壓桶系統(tǒng)儲氨器作為中間緩沖調(diào)節(jié)兼作油冷熱虹吸儲氨器時可酌減。多臺儲氨器并聯(lián)使用時為使液位均衡其底部和頂部應設均壓管并相互連接在各均壓管上應裝截止閥。8.低壓循環(huán)儲液桶設置以及選型計算1)低壓桶與氨泵配套使用為防止氨泵產(chǎn)生氣蝕其正常液位應高于氨泵吸入口23m與泵的型式以及液體溫度有關。由制造廠提供。2)桶徑計算 d =0.188(v /n)1/2 m式中氨壓縮機的輸送系數(shù) 桶內(nèi)氣體流速立式桶0.5m/s, 臥式桶采用0.8 m/s 低壓桶截面利用系數(shù)立式取1臥式取0.3 v氨壓縮機理論吸氣量 m3/h n低壓桶氣體進氣口個數(shù)3)低壓桶容積的計算低壓桶是氨泵供液系統(tǒng)的核心設備，其上段1/3容積供氣液分利用；中部1/3容積容納蒸發(fā)器、冷帶、回氣管中返回的液體；下部1/3為系統(tǒng)正常運行液位其容積應保證氨泵分別啟動不斷液。鑒于目前啤酒廠冷帶較多采用上進下出，氨泵出口又普遍裝止回閥故近似按下式計算: Vd=(1V1+0.6Vh) / 0.5 m3 式中 1冷卻設備（蒸發(fā)器、冷帶）存氨量容積百分比 V1 冷卻設備（蒸發(fā)器、冷帶）的內(nèi)凈容積 m3 V2 回氣管容積m3啤酒廠規(guī)模年產(chǎn)10萬噸及以下臥式桶可取20 m3啤酒廠規(guī)模年產(chǎn)20萬噸左右臥式桶可取40 m3。除冷庫外一般不推薦采用立式低壓桶。9.氨泵選型計算：氨泵的流量 Q = 860q/q0 m3式 蒸發(fā)壓力下液體制冷劑比容 m3/Kg q 氨泵所帶蒸發(fā)器冷負荷 KW q0 制冷劑單位制冷量可近似取300Kcal/Kg 氨泵的供液率，對發(fā)酵罐冷帶取34較為適宜。氨泵揚程計算：泵的揚程必須克服下列壓頭損失(1) 泵的液柱位差 Hh=HP=( Hz H 1)式中 Hz最高冷帶或蒸發(fā)器至泵中心線的液柱高度m。 H1低壓桶正常液面至泵中心線的液柱高度m。 蒸發(fā)壓力下氨的密度Kg/m3。(2) 泵出口至最高最遠冷帶或蒸發(fā)器進液口全部阻力損失包括摩擦損失Hm，以及通過各種管件閥門時產(chǎn)生的局部阻力損失H，m(3) 蒸發(fā)器進口調(diào)節(jié)閥前應維持的自由壓頭可依具體情況采用510m。 綜合以上泵的揚程 H=(Hh+Hm+H+510) 1.1 m10.兩相氨流體管徑計算：可依流量和循環(huán)倍率計算例如當循環(huán)倍率為3時，即氨回流管含1/3氣體2/3液體其體積為： V = (1/3+2/3” )G m3/h 氨蒸汽比容 m3/Kg ” 氨液體比容 m3/Kg G 氨供液量Kg/h側兩項流體輸送管徑為： D = V/（36000.785)1/2 m式中 兩項流體輸送速度 m/s，通常取810m/s11.氨兩相流體的阻力計算：從蒸發(fā)器到低壓循環(huán)儲液桶的管段屬兩相流體，這種流體的流動力既大于單純液體，也大于單純氣體此種流態(tài) p=2(1-x)1.75p 液 Pa 式中p 液 假定管內(nèi)是全液體時的阻力損失 Pa 2(1-x )1.75 系數(shù) 式中 x流體的干度 計算參數(shù) (1+20/xg+1/xg2)1/2 xg系數(shù) xg(1/x-1) 1.8/(/)0.20.5 飽和液體密度Kg /m3 飽和氣體密度Kg / m3 飽和液體動力粘度Kg /mS 飽和氣體動力粘度Kg / mS 12.冷媒儲罐的選擇單回水箱系統(tǒng)水箱容量至少應儲存系統(tǒng)循環(huán)水量的510，大型啤酒廠采用開式冷媒系統(tǒng)時應設雙冷媒儲罐，一為回水罐一為供水罐內(nèi)循環(huán)泵和外循環(huán)泵獨立運行調(diào)解冷負荷方便。大型和中型啤酒廠應采用立式或臥式單罐閉式循環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)國內(nèi)外使用經(jīng)驗年產(chǎn)10 104 啤酒廠單罐總容積80100 m3 較為適宜，年20104 產(chǎn)量可增至120140 m3。冷媒儲罐可依條件設室內(nèi)或室外。和開式不同閉式系統(tǒng)應配定壓和自動輔水設備。13.蒸發(fā)器選擇目前冷卻釀造水、啤酒、高濃稀釋水用的蒸發(fā)器是殼管式和釬焊板式蒸發(fā)器。釬焊板式蒸發(fā)器具有傳熱系數(shù)高占地面積小組合靈活等特點可以在啤酒廠使用，目前是氨泵強制循環(huán)配低壓桶和高壓氨供液熱虹吸循環(huán)兩種。應注意解決板式蒸發(fā)器下部集油和排油。殼管式蒸發(fā)器中大冷廠輔液為機械式浮球，武冷煙冷廠為電磁閥。機械式浮球使用壽命短有條件時亦應改成電磁閥自動輔液。14.氨液分離器選擇0以下蒸發(fā)溫度運行的蒸發(fā)器其出口應配氨液分離器以防止回氣中液滴吸入壓縮機產(chǎn)生液擊。設計上應一對一配置，分離器內(nèi)流速0.5m/s15.熱虹吸儲氨器設置:當采用液氨冷卻型主機時應單獨設熱虹吸儲氨器或高壓儲氨器兼作熱虹吸儲氨器后者必須配大型低壓桶兼作儲液之用。單獨設置時6002880型所帶冷機不超過四臺 LG20C螺桿制冷壓縮機，8003855型不超過六臺。16.二級除油器設置：對于氨直接蒸發(fā)系統(tǒng)對主機油分要求較高，當螺桿主機老式油分不能滿足要求時可設二級油分。經(jīng)改進的主機油分當排氣含油量10PPM時可不設二級油分。17.小型冷庫：1)冷庫面積的大小應由儲藏物品種類、數(shù)量、堆放方法運輸條件貨物周轉等情況決定。2)酒花庫以及乳品儲藏庫冷卻設備宜采用冷風機，可采用氨泵循環(huán)和重力供液方式。個別情況冷風機亦可采用酒精水等作冷媒。3)當庫容不大時可采用室內(nèi)室外一體機。4)冷庫負荷和冷卻面積計算應參照冷庫設計規(guī)范GBJ72-84 應注意溫差對傳熱系數(shù)修正。5)制冷系統(tǒng)應配安全保護以及庫溫自控裝置。18.釀造水和高濃度稀釋水制備以及啤酒冷卻系統(tǒng)蒸發(fā)器的防凍。目前都采用臥室蒸發(fā)器和板式蒸發(fā)器冷卻釀造水和啤酒終溫度在2 -1之間在接近凍結點運行，因而必須設置自控防止凍壞蒸發(fā)器通常采用儀表自控裝置加以解決對氨直接蒸發(fā)系統(tǒng)應以控制出液溫度、流量、蒸發(fā)壓力穩(wěn)定，以及停車引起制冷劑壓力升高。19.制冷裝置安全保護及自動控制1)氨壓縮機應設置一旦排氣壓力過高，吸氣壓力過低，油壓差不足或電機負荷超載狀態(tài)的自動停機裝置。一般廠配電柜都能滿足上述要求。2)氨壓縮機自身水冷（串缸水、油冷卻器）以及冷凝器應有斷水報警裝置，蒸發(fā)式冷凝器還應設風機、水泵故障報警。3)氨液分離器低壓循環(huán)桶應設自動液位控制及高位報警裝置。4)氨泵應設欠壓保護壓差控制器。5)氨泵出液口還應設過壓旁通回路經(jīng)自動旁通閥泄壓至低壓桶。6)可通過控制回氣壓力控制主機運行臺數(shù)。7)可通過控制排氣壓力控制冷凝器臺數(shù)和水泵開停。8)機房以及蒸發(fā)器室應設氨氣濃度報警器并應與機房事故通風風機連鎖。20.廠區(qū)和車間供冷管線：氨直接蒸發(fā)系統(tǒng)和封閉循環(huán)乙醇水系統(tǒng)皆應注意各回路壓力平衡，以防止不同壓力管線匯合相互影響。對氨直接蒸發(fā)的發(fā)酵系統(tǒng)、糖化釀造水系統(tǒng)因蒸發(fā)壓力差較大應分別回氣，發(fā)酵罐下冷帶、酵母擴培罐冷帶，以及冷風機系統(tǒng)經(jīng)調(diào)壓閥后可與發(fā)酵系統(tǒng)混合回低壓桶。21.設備和管道隔熱保溫：蒸發(fā)壓力下工作設備和管道均應予以隔熱保溫：1)臥式蒸發(fā)器、低壓桶的底座為防止產(chǎn)生冷橋應采取隔熱措施，一般是墊上經(jīng)防腐處理的 50mm厚木塊。其殼體應作100mm厚聚苯或聚氨脂保溫層并做好防潮和防護層。2)管道保溫應視輸送冷媒冷劑的溫度和管徑按使用環(huán)境防止結露以及經(jīng)濟冷耗來確定。優(yōu)先推薦導熱系數(shù)小吸水率低的聚氨脂管殼。室外管線用鑄板或不銹鋼板作防護層。室內(nèi)安裝管內(nèi)介質溫度-5 -10可按下表采用 適用環(huán)境溫度30露點溫度26 適用環(huán)境溫度35露點溫度29 導熱系數(shù)0.0350.04W/m 管徑 介質溫度DN20DN25DN32DN40DN50DN70DN8O-1040404045454550- 535353540404045 管徑介質溫度 DN100DN125DN150DN200