关于利用PVC废热水制冷方案的报告1.doc

关于利用PVC废热水制冷方案的报告目前，PVC一期工程已经正常稳定生产，但从转化、氯化氢合成两岗位生产运行过程来看，热水（废热水）利用不高。除转化合成产出的热水部分用于后工序精馏外，其部分热水及氯化氢合成的全部热水都没有很好利用，特别是氯化氢合成产生的热水白白放掉，而且还要向热水槽不断加入软水（2.5元/m3）。这样，为了保证氯化氢合成炉的正常稳定生产，来牺牲软水及将产生的热水白白放掉方法是很不经济的，也是我们不愿看到的。因此有必要对这部分热水加以充分利用，PVC项目组及相关领导通过考察论证，决定采用单效温水型溴化锂制冷机组制冷的方法来消耗掉这部分热水，产生的冷水（低温水）作为精馏等换热器设备的冷却介质用溴化锂水溶液性质：(1)无色液体，有咸味，无毒，加入铬酸锂后溶液呈淡黄色。(2)溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低。如图1所示。图中的曲线为结晶线，曲线上的点表示溶液处于饱和状态，它的左上方表示有固体溴化锂结晶析出，右下方表示溶液中没有结晶存在。所谓溶解度是指饱和液体中所含溴化锂无水化合物的质量成分，也就是溴化锂水溶液的质量浓度。由图中曲线可知，溴化锂的质量浓度不宜超过66，否则在运行中当溶液温度降低时将有结晶析出，破坏制冷机的正常运行。(3)水蒸气分压力很低，它比同温度下纯水的饱和蒸气压力低得多，因而有强烈的吸湿性。液体与蒸气之间的平衡属于动平衡，此时分子穿过液体表面到蒸气中去的速率等于分子从蒸气中回到液体内的速率。因为溴化锂溶液中溴化锂分子对水分子的吸引力比水分子之间的吸引力强，也因为在单位液体容积内溴化锂分子的存在而使水分子的数目减少，所以在相同温度的条件下，液面上单位蒸气容积内水分子的数目比纯水表面上水分子数目少。由于溴化锂的沸点很高，在所采用的温度范围内不会挥发，因此和溶液处于平衡状态的蒸气的总压力就等于水蒸气的压力，从而可知温度相等时，溴化锂溶液面上的水蒸气分压力小于纯水的饱和蒸气压力，且浓度愈高或温度愈低时水蒸气的分压力愈低。图2表示溴化锂溶液的温度、浓度与压力之间的关系。由图可知，当浓度为50、温度为25时，饱和蒸气压力0.85kPa，而水在同样温度下的饱和蒸气压力为3.167kPa。如果水的饱和蒸压力大于0.85kPa，例如压力为1kPa（相当于饱和温度为7）时，上述溴化锂溶液就具有吸收它的能力，也就是说溴化锂水溶液具有吸收温度比它低的水蒸气的能力，这一点正是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。同理，如果压力相同，溶液的饱和温度一定大于水的饱和温度，由溶液中产生的水蒸气总是处于过热状态的。(4)密度比水大，并随溶液的浓度和温度而变，如图3所示。(5)比热容较小，如图4所示。当温度为150、浓度为55时，其比热容约为2kJ/()，这意味着发生过程中加给溶液的热量比较少，再加上水的蒸发潜热比较大这一特点，将使机组具有较高的热力系数。(6)粘度较大。图5示出溴化锂溶液的动力粘度随浓度和温度的变化关系。例如浓度为60、温度为40时，其粘度为()，而水在40时粘度为。(7)表面张力较大。图6示出溴化锂溶液的表面张力随浓度和温度的变化关系。例如浓度为60、温度为40时，其表面张力为(8) 溴化锂水溶液的导热系数随浓度之增大而降低，随温度的升高而增大，见表1。(9)对黑色金属和紫铜等材料有强烈的腐蚀性，有空气存在时更为严得，因腐蚀而产生的不凝性气体对装置的制冷量影响很大。一、溴化锂制冷原理：溴化锂具有极强的吸水性，但溴化锂在水中的溶解度是随温度的降低而降低的，溶液的浓度不宜超过66，否则运行中，当溶液温度降低时，将有溴化锂结晶析出的危险性，破坏循环的正常运行。溴化锂水溶液的水蒸气分压，比同温度下纯水的饱和蒸汽压小得多，故在相同压力下，溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力，这是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。 二、溴化锂吸收式制冷机的特点 溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂，溴化锂水溶液为吸收剂，制取0以上的低温水，多用于空调系统。溴化锂吸收式制冷机也是以热能作补偿实现制冷的装置，因而很多特点与氨-水吸收式制冷机相似。(1)以水作制冷剂，溴化锂溶液作吸收剂，因此它无臭、无味、无毒，对人体无危害。(2)对热源的要求不高。一般的低压蒸气（0.12Mpa以上）或75以上的热水均能满足要求，特别适用于有废气、废热水可利用的化工、冶金和轻工业企业，有利于热源的综合利用。随着地热和太阳能的开发利用，它将具有更加广泛的前途。(3)整台装置基本上是热交换器的组合体，因除泵以没有其它运行部件，所以振动、噪声都很小，运转平稳，对基建 的要求不高，可在露天甚至楼顶安装，尤其适用于舰艇、医院、宾馆等场合。(4)结构简单，制造方便。(5)装置处于真空下运行，无爆炸危险。(6)操作简单，维护保养方便，易于实行自动化运行。(7)能在10%100%的范围内进行制冷量的自动无级调节，而且在部分负荷时机组的热力系数并明显下降。(8)溴化锂溶液对金属，尤其对黑色金属有强烈的腐蚀性，特别在有空气存在的情况下更为严重，因而机组应很好地密封。(9)由于系统以热能作为补偿，加上溴化锂溶液的吸收过程是放热过程，故对外界的排热量大（通常比活塞式制冷机大一倍），冷却水消耗量大。但它允许有较高的冷却水温度升高。冷却水可采用串联流动方式，以减少冷却水的消耗量。 (10)因用水作制冷剂，故一般只能制取5以上的冷水，多用于空气调节及一些生产工艺用冷冻水。(11)热力系数较低。(12)溴化锂价格较贵，机组充灌量大，初投资较高。三、溴化锂吸收式制冷机的构造、组成吸收式制冷系统是由发生器、冷凝器、制冷节流阀、蒸发器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成。整个系统包括两个回路：一个是制冷剂回路，一个是溶液回路。溶液回路由发生器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成。在蒸汽吸收式制冷中，吸收器好比压缩机的吸入侧；发生器好比压缩机的排出侧；对发生器内溶液进行加热，提供提高制冷剂蒸汽压力的能量。四、溴化锂吸收式制冷机与螺杆冰机的比较：.1冷水机组的能耗分析 1.1.1冷水机组的选择表1 序号类 型冷量适用范围1涡旋式及氨水吸收式冷水机组210KW2活塞式、螺杆式机组、新型溴机1100KW3离心式或溴化锂吸收式制冷机组1100KW3900KW4离心式机组3900KW1.1.2循环效率分析 在压缩式冷水机组中以离心式和螺杆式机组的为高，其单位制冷量能耗为0.20KW0.22KW,其节能型机组的单位制冷量能耗均在0.20KW以下,而LiBr吸收式制冷机组的实际循环效率COP值为1.01.2左右（工作条件一致，冷水进出口温度为2/12，冷却水进出口温度为30/35）。1.1.3各机组能耗及一次能源消耗分析 1.1.3.1各类制冷系统的部分参数，见表2表2 机型型 号制冷量（KW）电机输出功率（KW）蒸汽耗量（kg/h）辅助设备耗量（KW）吸收式制冷机1150116015505.5离心式制冷机LSBLR123-12001268235-螺杆式制冷机MWF200L-W1101250-冷却水进口温度32，冷水温度7。1.1.3.2各类制冷机的单位制冷量煤耗 表3机 型吸收式制冷机离心式制冷机螺杆式制冷机用电煤耗（kg/KW/h）2.2310-38.7110-21.0710-1用汽煤耗（kg/KW/h）1.0610-1-合 计1.6210-18.7110-21.0710-1以上的吸收式制机如用单独的锅炉来提高蒸汽，认为锅炉效率为80%。1.2各类机组的经济性分析1.2.1各类制冷机的单位制冷量初投资 表4机 型制冷系统费用（元/KW）电力增容费用（元/KW）合 计（元/KW）单路供电双路供电单路供电双路供电吸收式制冷机139351019441954离心式制冷机14668416815501634螺杆式制冷机151210320616151718各系统所用于供热设备的投资暂不计。1.2.2各类制冷机的单位制冷量运行费用表5机 组吸收式制冷机离心式制冷机螺杆式制冷机燃煤燃油用电费用 元/KWY5.93231.66283.83供热费用 元/KWY187.06449.70-合 计192.99455.63231.66283.83* 各机组的全年运行时间为2500h。1.3结论 由上述分析可知：选用单独设立油供热系统的LiBr式制冷机组相对于其它机组来说并不经济，但在余热较多的地区则较适用，既经济又节能。综上所述，选用LiBr吸收式制冷机组的利弊应从多方面综合分析才能确定。，而水在40时表面张力为。一、溴化锂制冷原理：溴化锂具有极强的吸水性，但溴化锂在水中的溶解度是随温度的降低而降低的，溶液的浓度不宜超过66，否则运行中，当溶液温度降低时，将有溴化锂结晶析出的危险性，破坏循环的正常运行。溴化锂水溶液的水蒸气分压，比同温度下纯水的饱和蒸汽压小得多，故在相同压力下，溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力，这是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。 二、溴化锂吸收式制冷机的特点 溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂，溴化锂水溶液为吸收剂，制取0以上的低温水，多用于空调系统。溴化锂吸收式制冷机也是以热能作补偿实现制冷的装置，因而很多特点与氨-水吸收式制冷机相似。(1)以水作制冷剂，溴化锂溶液作吸收剂，因此它无臭、无味、无毒，对人体无危害。(2)对热源的要求不高。一般的低压蒸气（0.12Mpa以上）或75以上的热水均能满足要求，特别适用于有废气、废热水可利用的化工、冶金和轻工业企业，有利于热源的综合利用。随着地热和太阳能的开发利用，它将具有更加广泛的前途。(3)整台装置基本上是热交换器的组合体，因除泵以没有其它运行部件，所以振动、噪声都很小，运转平稳，对基建的要求不高，可在露天甚至楼顶安装，尤其适用于舰艇、医院、宾馆等场合。(4)结构简单，制造方便。(5)装置处于真空下运行，无爆炸危险。(6)操作简单，维护保养方便，易于实行自动化运行。(7)能在10%100%的范围内进行制冷量的自动无级调节，而且在部分负荷时机组的热力系数并明显下降。(8)溴化锂溶液对金属，尤其对黑色金属有强烈的腐蚀性，特别在有空气存在的情况下更为严重，因而机组应很好地密封。(9)由于系统以热能作为补偿，加上溴化锂溶液的吸收过程是放热过程，故对外界的排热量大（通常比活塞式制冷机大一倍），冷却水消耗量大。但它允许有较高的冷却水温度升高。冷却水可采用串联流动方式，以减少冷却水的消耗量。 (10)因用水作制冷剂，故一般只能制取5以上的冷水，多用于空气调节及一些生产工艺用冷冻水。(11)热力系数较低。(12)溴化锂价格较贵，机组充灌量大，初投资较高。三、溴化锂吸收式制冷机的构造、组成吸收式制冷系统是由发生器、冷凝器、制冷节流阀、蒸发器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成。整个系统包括两个回路：一个是制冷剂回路，一个是溶液回路。溶液回路由发生器、吸收器、溶液节流阀、溶液热交换器和溶液泵组成。在蒸汽吸收式制冷中，吸收器好比压缩机的吸入侧；发生器好比压缩机的排出侧；对发生器内溶液进行加热，提供提高制冷剂蒸汽压力的能量。四、溴化锂吸收式制冷机与螺杆冰机的比较：选用溴化锂吸收式制冷机的利与弊浙江大学建筑设计研究院 何其伟 杨毅1.1冷水机组的能耗分析 1.1.1冷水机组的选择表1 序号类 型冷量适用范围1涡旋式及氨水吸收式冷水机组210KW2活塞式、螺杆式机组、新型溴机1100KW3离心式或溴化锂吸收式制冷机组1100KW3900KW4离心式机组3900KW1.1.2循环效率分析 在压缩式冷水机组中以离心式和螺杆式机组的为高，其单位制冷量能耗为0.20KW0.22KW,其节能型机组的单位制冷量能耗均在0.20KW以下,而LiBr吸收式制冷机组的实际循环效率COP值为1.01.2左右（工作条件一致，冷水进出口温度为2/12，冷却水进出口温度为30/35）。1.1.3各机组能耗及一次能源消耗分析 1.1.3.1各类制冷系统的部分参数，见表2表2 机型型 号制冷量（KW）电机输出功率（KW）蒸汽耗量（kg/h）辅助设备耗量（KW）吸收式制冷机1150116015505.5离心式制冷机LSBLR123-12001268235-螺杆式制冷机MWF200L-W1101250-冷却水进口温度32，冷水温度7。1.1.3.2各类制冷机的单位制冷量煤耗 表3机 型吸收式制冷机离心式制冷机螺杆式制冷机用电煤耗（kg/KW/h）2.2310-38.7110-21.0710-1用汽煤耗（kg/KW/h）1.0610-1-合 计1.6210-18.7110-21.0710-1以上的吸收式制机如用单独的锅炉来提高蒸汽，认为锅炉效率为80%。1.2各类机组的经济性分析1.2.1各类制冷机的单位制冷量初投资 表4机 型制冷系统费用（元/KW）电力增容费用（元/KW）合 计（元/KW）单路供电双路供电单路供电双路供电吸收式制冷机139351019441954离心式制冷机14668416815501634螺杆式制冷机