雙效蒸汽溴化鋰吸收式制冷機(jī)的應(yīng)用

雙效蒸汽溴化鋰吸收式制冷機(jī)的應(yīng)用

河南天宏化工公司采用三臺(tái)雙效蒸汽溴化池生產(chǎn)體系，基本上可以滿足生產(chǎn)用水的需求。但隨著公司原料煤供應(yīng)緊張,自洗精煤不能有效脫水,焦?fàn)t入爐煤水分逐漸增大,2002年平均達(dá)16.9%,從而使煤氣冷卻系統(tǒng)負(fù)荷增加,煤氣集合溫度升高,平均為37℃,這樣原有三臺(tái)制冷機(jī)的冷水出口溫度升高,也直接導(dǎo)致粗苯貧油溫度達(dá)35℃以上,造成工藝指標(biāo)達(dá)不到要求,原有的制冷機(jī)組已不能很好地滿足生產(chǎn)需要。為有效緩解煤氣冷卻系統(tǒng)負(fù)荷過(guò)大給生產(chǎn)造成的壓力,決定增設(shè)一臺(tái)制冷機(jī)與原有三臺(tái)并聯(lián)使用。同時(shí),由于擴(kuò)大生產(chǎn)后每年有近200萬(wàn)m3的富裕煤氣被燃燒放散,為考慮能源的充分合理利用,在增設(shè)制冷機(jī)的同時(shí),對(duì)利用焦?fàn)t富余煤氣作為制冷機(jī)熱源,進(jìn)行研究,確定了技術(shù)改造方案。經(jīng)改造投入運(yùn)行后,較好地滿足了生產(chǎn)需要,使工藝指標(biāo)趨于合理。1鍋爐蒸汽熱源目前,國(guó)內(nèi)常用的溴化鋰制冷技術(shù)有兩類:一是雙效蒸汽溴化鋰制冷技術(shù);二是直燃型溴化鋰制冷技術(shù)。雙效蒸汽溴化鋰制冷技術(shù),是利用鍋爐蒸汽或熱電廠二次蒸汽等作為熱源,其特點(diǎn)是振動(dòng)較小,噪聲低,所有工質(zhì)無(wú)臭、無(wú)毒、無(wú)爆炸、無(wú)燃燒、對(duì)人體無(wú)害。1999年在焦化公司水系統(tǒng)改造中,就應(yīng)用了這種技術(shù)。但經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)蒸汽耗量較大,機(jī)組的制冷會(huì)因蒸汽壓力不穩(wěn)定而波動(dòng),造成冷卻效果不穩(wěn)定。機(jī)組自動(dòng)化水平低,調(diào)節(jié)復(fù)雜,不易操作,使用5年來(lái),已多次出現(xiàn)銅管泄漏,冷量衰減較多。1.2利用富集煤氣資源的蒸發(fā)煙氣余熱直燃型溴化鋰制冷技術(shù),是以煤氣、石油氣等為熱源,燃燒的熱量直接作用于制冷機(jī)組的熱交換裝置,熱交換率高,流程更為簡(jiǎn)便,省去蒸汽生產(chǎn)環(huán)節(jié),除具備了蒸汽型溴化鋰制冷技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn)外,還有永不結(jié)晶、可靠性能高、自動(dòng)化水平高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),關(guān)鍵是它可直接利用了焦化公司的富裕煤氣資源,減少了蒸汽鍋爐的負(fù)荷。2技術(shù)的確定2.1溴化鋰溶液配制直燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組是以燃油氣為熱源,水為制冷劑,溴化鋰溶液為吸收劑,在真空狀態(tài)下交替制取工藝用冷水的設(shè)備。機(jī)組由高低壓發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器和高低溫?zé)峤粨Q器等主要部件及抽排氣裝置、熔晶管等輔助部分組成。2.2蒸發(fā)器傳熱管表面制冷處于高真空狀態(tài)的機(jī)組吸收器內(nèi)的稀溶液由溶液泵送往高壓發(fā)生器,途中流經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器和高溫?zé)峤粨Q器。進(jìn)入高壓發(fā)生器的稀溶液被焦?fàn)t煤氣燃燒產(chǎn)生的熱量加熱,濃縮成中間溶液,產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽。中間溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器傳熱管間,與傳熱管內(nèi)的稀溶液進(jìn)行熱量交換降溫后進(jìn)入低壓發(fā)生器,在低壓發(fā)生器中被來(lái)自高壓發(fā)生器的高溫冷劑蒸汽再次加熱,分離出冷劑蒸汽,濃縮成濃溶液。濃溶液經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器傳熱管間,與傳熱管內(nèi)的稀溶液進(jìn)行熱量交換,降溫后進(jìn)入吸收器,再次吸收蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽。高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽在低壓發(fā)生器傳熱管內(nèi)冷凝成冷劑水,經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入冷凝器,低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽也進(jìn)入冷凝器內(nèi),被冷卻水冷凝成冷劑水,兩股冷劑水經(jīng)U形管流入蒸發(fā)器水盤,被冷劑泵再次抽出噴淋在蒸發(fā)器傳熱管表面制冷。這個(gè)過(guò)程不斷循環(huán)進(jìn)行,蒸發(fā)器就連續(xù)不斷地制取低溫冷水,供生產(chǎn)所用。2.3節(jié)能特點(diǎn)特點(diǎn)直燃式制冷機(jī)組具有冷量衰減率低(每年不超過(guò)0.3%)、煤氣耗量低(425Nm3/h,18000kJ/Nm3/h)、冷卻水耗量低(600m3/h),換熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)能高效等特點(diǎn),并且自動(dòng)化水平高,操作簡(jiǎn)單,安全可靠。因此,結(jié)合公司現(xiàn)實(shí)情況,決定采用直燃型溴化鋰制冷技術(shù)對(duì)水循環(huán)進(jìn)行改造。3對(duì)直燃式制冷機(jī)組熱源的實(shí)驗(yàn)研究3.1增設(shè)一臺(tái)直燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組。3.2對(duì)利用焦?fàn)t產(chǎn)生的粗煤氣作為直燃式制冷機(jī)組熱源,進(jìn)行研究并應(yīng)用。3.2依據(jù)粗煤氣的雜質(zhì)成分,研究選用相配套或性能相近的煤氣預(yù)熱器和過(guò)濾器,作為煤氣燃燒裝置,以達(dá)到向制冷機(jī)組穩(wěn)定供熱的目的。3.4改造相配套的原制冷系統(tǒng)風(fēng)冷塔的相關(guān)設(shè)備及工藝流程。4直燃式制冷機(jī)組根據(jù)公司已運(yùn)行的制冷系統(tǒng)的冷水、冷卻水的溫度情況,選用ZXQ-233(31.3/18)(34/40)型直燃式制冷機(jī)組,并依煤氣雜質(zhì)成分含量,選用相配套的包括煤氣預(yù)熱器和過(guò)濾器的粗煤氣燃燒裝置,可有效脫除煤氣中的雜質(zhì),避免燃燒系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)堵塞而影響機(jī)組正常運(yùn)行。4.2制冷系統(tǒng)的水系統(tǒng)改造制冷系統(tǒng)原有的三臺(tái)鋼筋混凝土風(fēng)冷塔因無(wú)備用塔而長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行,其內(nèi)部填料老化,冷卻效果下降;另外,原1號(hào)塔因無(wú)備用一旦停機(jī)檢修就會(huì)直接影響冷水溫度,對(duì)生產(chǎn)造成不利。因此,我們考慮在制冷系統(tǒng)新增兩臺(tái)型號(hào)為BFNZDG-750(II)方型逆流式玻璃鋼冷卻塔(4號(hào)、5號(hào)),按原來(lái)的冷卻水和冷水兩個(gè)水路,將1號(hào)塔與新5號(hào)塔并聯(lián)使用,將2號(hào)、3號(hào)塔與新4號(hào)塔并聯(lián)使用,利用原集水池與新舊冷卻塔形成仍舊各自獨(dú)立的循環(huán)冷水回路和循環(huán)冷卻水回路。同時(shí),實(shí)現(xiàn)了新舊風(fēng)冷塔互為備用,既方便了冷卻塔的檢修,又保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。圖1、圖2分別為制冷系統(tǒng)改造前后工藝流程示意圖。4.3冷卻水泵環(huán)保改造隨著制冷機(jī)、風(fēng)冷塔的改造,制冷系統(tǒng)中原使用的四臺(tái)(三用一備)流量為468m3/h的冷卻水泵,因供水能力不足全部更新為流量為1030m3/h的SMGW250-380型高效水泵,以滿足新系統(tǒng)冷卻水的需要。4.4支持配置在進(jìn)行制冷系統(tǒng)改造的同時(shí),公司決定在洗精煤進(jìn)入煤塔前增設(shè)煤烘干裝置,以降低精煤水分,進(jìn)一步降低煤氣初冷系統(tǒng)負(fù)荷。5提高粗苯貧油溫度控制5.1直燃型制冷機(jī)投用后,運(yùn)行平穩(wěn),有效緩解了原制冷系統(tǒng)冷量不足的矛盾,冷卻效果明顯,煤氣集合溫度保持在25℃～30℃,見(jiàn)表1。,粗苯貧油溫度控制在28℃左右,見(jiàn)表2,達(dá)到工藝指標(biāo)要求。并且,冷卻水和冷水各自的風(fēng)冷塔都有備用,檢修時(shí)不再影響制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行。5.2直燃型機(jī)組充分利用了本公司的富余煤氣,年可節(jié)約蒸汽2.2萬(wàn)余t,價(jià)值64.35萬(wàn)元;同時(shí),年可利用富裕煤氣183.6萬(wàn)m3,價(jià)值64.26萬(wàn)元,節(jié)能增效效果顯著。5.3該機(jī)組自動(dòng)化程度高,便于操作,降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。6化企業(yè)應(yīng)用蒸汽型機(jī)組的節(jié)能技術(shù)直燃型制冷機(jī)具有較多