某冷凝器案例分析.doc

资料由中国冷库网整理 某冷凝器案例分析蒸发式冷凝器是利用盘管外的喷淋水部分蒸发时吸收盘管内 蒸发式冷凝器高温气态制冷剂的热量而使管内的制冷剂逐渐由气态被冷却为液态。 蒸发式冷凝器是由冷却管组、填料、淋水器、轴流风机、集水槽、水泵、收水器、箱体等部件组成。 蒸发式冷凝器根据用户的不同，换热管采用多种形式，常用的有碳钢热浸锌管（又分圆管和椭圆管）、铝合金管（国内唯一一家北京和海益品牌采用铝锰合金管材）、不锈钢管（又分314/316圆管、波接管 ）；其中碳钢热浸锌型蒸发式冷凝器为最早开始使用的产品且占有国内大部分的用户主要用于高压气体冷凝、冷却，适用压力范围在030MPa；铝合金型蒸发式冷凝器为新型节能型新一代产品适用于冰机制冷剂冷凝，适用压力范围在05MPa；不锈钢管蒸发式冷凝器主要用在一些化工厂的腐蚀性气体冷却及冷凝工艺中。 蒸发式冷凝器的外壳一般用镀锌板喷塑，后因不耐腐蚀，逐渐采用了镀铝锌板喷塑，现市场上最新使用的是镀铝镁锌板，这种板材有不锈钢的特点，不生锈，外观好看，易加工，受到广大生产商及使用客户的青睐。一氨气厂有如下情况1由于系统长期处于超负荷运行状态，加大了机械磨损，增加了维修费用和配件费用。2 由于水垢的形成，系统制冷能力下降，耗电量加大，运行成本加大其设备配置如下1)系统配置氟系统配置有2台活塞式压缩机，具体配置如下(标准状况下)：机组编号 机组型号运行工况功率 制冷量(104kcal/hr)8#机组 HC800-10/+3690KW 18.69#机组 HC800-10/+3690KW 18.62)系统负荷8#最大负荷为机组额定制冷量的50%，9#机最大负荷为机组额定制冷量的100%。3）冷凝器负荷氟系统现配置有两台ECO 1080型蒸发式冷凝器单台蒸发式冷凝器理论排热量：Q理=1094.2860=94.11104kcal/hr热负荷：Q负=Q高+N高=18.62104+902860=52.68104kcal/hr最大负荷：Q负max=52.681.62104=85.34104kcal/hr(按夏季最高气温42，湿球温度29，取排热系数为1.62)取20%的余量后：Q=94.1180%104=75.28104kcal/hr Q负max=85.34104kcal/hr1)系统配置氨系统现有7台螺杆压缩机，具体容量配置如下（标准状况下）：机组编号 机组型号运行工况功率kw 制冷量104kcal/h1#压缩机 GSV-185+38/-10 450 1042#压缩机 GSV-185+38/-10 450 1043#压缩机 GSV-263 450 150/45.17 4#压缩机 GSB-185 -10/-30 110 53.1 5#压缩机 GSB-263-10/-40 132 44.5 6#压缩机 GSB-263-10/-40 132 44.5 7#压缩机 GSB-263-10/-40 132 44.5注：1#、2#机为高压机，3#机为备用机（可作低压机,也可作高压机）； 4#机所带负荷为两个-20库(700T、1000T)和三台制冰机； 5#、6#、7#机所带负荷分别为1#和2#、3#和4#、5#和6#速冻库。2)系统运行现状经系统负荷校核计算得如下结论（设计合同数据）：4#机热负荷为41.675104kcal/hr, 压缩机制冷量为53.1104kcal/hr,Q余=（53.1-41.675）104=11.425104kcal/hrQ余用于抵消系统热损耗及压降损耗后,还有一定的余量。5#、6#、7#机各自热负荷为41.2104kcal/hr, 制冷量为44.5104kcal/hr,Q余=（44.5-41.2）104=3.3104kcal/hrQ余用于抵消系统热损耗及压降损耗。1#机和2#机制冷量共为208104kcal/hr,热负荷为208.32104kcal/hr,设备已处于满负荷运行。注：因各个速冻库热源基本在10-12T间，远大于设计标准8T。由于热量比较大，使对数平均温差加大，据公式QC=SKtm可知，单位时间内蒸发器蒸发量大于原设计能力，加大了各低压机负荷。在中间冷却器内,由于低压机负荷增加，而高压机已满负荷运行，不能将中间冷却器内气体及时抽走，导致中间冷却器内压力升高，饱和温度升高，据实际测得，中间冷却器内温度为-5，高于设计标准-10。由于中间冷却器压力升高，导致四台低压机单位质量制冷量减少，在热负荷不变的情况下，要求质量流量增加，而高压机已处于满负荷运行，不能再处理多余的制冷剂蒸汽，同时也加大了冷凝器负荷，进一步加大了冷凝压力。情况说明因氟系统配置蒸发器面积较小，两台HC 800型压缩机能量保持在75%。故一台ECO 1080型蒸发式冷凝器基本能满足制冷要求，但在夏季最高气温时不能满足制冷要求。而两台ECO 1080型蒸发式冷凝器用于氟系统存在较大闲置。解决办法：现有两套方案可解决氨系统冷凝器超负问题；清除蒸发式冷凝器水垢，并加一套水处理设备；l将氟系统的一台ECOl 1080型蒸发式冷凝器并入氨系统，为氟系统配置一台VC2-80型蒸发式冷凝器（排热量为30104kcal/hr），并加一套水处理设备。（一）除垢目前除垢基本采用物理、化学、电子除垢等三种方法，具体如下：1物理方法除垢采用高压水除垢。将自来水通过高压泵加压到数百及至数千大气压、通过特殊的喷嘴（孔径为4-5mm）以极高的速度（100-200米/秒）喷射到蒸发式冷凝器排管表面，将水垢清除。此方案虽能除去水垢，但万一打漏镀锌管，整套氨系统将无法正常运行。是否采用此方案需慎重考虑。2化学方法除垢在循环水中加入化学药物，通过化学药物与水垢的化学反应将水垢清除。但此方案只能除去最外层的水垢，与镀锌管紧密结合的垢层不能用此方案除去，因为虽然添加了缓蚀剂，但腐蚀镀锌管的可能性也很大。3电子除垢全自动电子除垢仪利用电子元件产生的高频交变电磁场，使水在通过除垢仪时在高频交变电磁场的作用下，离子间相互粘附集聚的特性减弱，而趋于分散，改变为微粒状态，从而在受热面或管壁上无法结垢，并沉淀于设备底部，随排污口排出。该设备除垢原理与我方以前采用的永磁除垢仪作用原理相同，实际使用情况表明该类型的除垢仪并没有起到除垢、防垢的作用。建议不再采用该类型的除垢仪。4.结论 三种除垢方案可行性比较详见表1物理方法除垢见效快、费用低。虽然对方承诺不会产生负面影响，即使打裂会作相应赔偿。但万一发生裂缝现象将影响到整个系统运行，损失难以估量。此方案风险太大，不宜采用。化学方法除垢以前已采用过，由设备科自已运作，但见效微弱。该方案药剂添加量不宜控制，药剂过多，会对镀锌管产生腐蚀；药剂太少，不能将水垢有效清除。该方案不宜采用。电子除垢据其它用户反映效果比较明显，但此方案见效太慢，无法保证在夏季高温来临之前将水垢清除。在增加一台蒸发式冷凝器的基础上可试用该方案，能将水垢清除最好。此方案不易直接采用。（二）增加一台蒸发式冷凝器及水处理系统该方案具体内容如下： 1将氟系统的一台ECO 1080型蒸发式冷凝器并入氨系统，这样氨系统的总排热量将达到：Q总= Q总ECO1600+ Q理ECO1080=(373.23+94.11) 104=467.34 104kcal/hr取20%的余量后：Q总=467.3410480%=373.87104kcal/hr Q负max =356.12104kcal/hr能够满足系统在最大负荷下运行。注：该方案的可行性已得到泰国派特功公司的认可。详见附件。1为氟系统购买一台备用蒸发式冷凝器，型号为VC2-80，排热量为30104kcal/hr，这样氟系统的总排热量将达到：Q总= Q理ECO1080+QVC2-80=(30+94.11) 104=124.11104kcal/hr取20%的余量后：Q总=124.1180%104=99.288104kcal/hr Q负max =85.34104kcal/hr能满足系统在最大负荷下运行。蒸发式冷凝器的具体选型参看表23.增加一套水处理系统由于水中含有大量的钙、镁、钠元素的重碳酸盐、硫酸盐、氯化物等。当水质PH值超过10，冷凝温度超过40，出水温度达到35时，设备运行600小时左右就会在热交换器表面形成水垢。由于水的蒸发，钙、镁元素的盐类物质沉