冰蓄冷系统与空气冷却器在啤酒厂的应用分析

1、冰蓄冷系统与空气冷却器在啤酒厂的应用分析第37卷第3期2010年05月酿liquor酒makingvo1.37.i3may,2010文章编号:10028110(2olo)o3006803冰蓄冷系统与空气冷却器在啤酒厂的应用分析孙涛(哈尔滨啤酒有限公司,黑龙江哈尔滨150030)摘要:冬季冰蓄冷与空气冷却器的组合系统运行模式.针对不同负荷情况冰蓄冷与空气冷却器如何与系统负荷匹配.关键词:冰蓄冷系统;空气冷却器;制冷系统运行模式中图分类号:ts262.5;ts261.3文献标识码:businganalysisoficestoragesystemandaircoolerinbrewerysuntao

2、(harbinbeercompany,harbin150030,heilongjiang,china)abstract:inwinter,icestorageandaircoolercombinetooperate.fordifferentloadsinstance,howtomatchicestoragekaircoolerandthesystemload.keywords:icestoragesystem;aircooler;refrigerationsystemmode能源的有效利用和节约长期以来都是经济发展过程中予用;将负荷分为白天,晚上运行,降低了制冷系统的总用电容以高度重视的问题.

3、近年来,随着我国经济发展速度的快速增量,同时使主机,辅机以及配件等关联设备小型化;夜间运转,长,能源紧缺的问题日益严重.节能减排和循环经济技的开展应用新技术,努力节能降耗,发展循环经济在工业生产广泛开展.在啤酒厂的酿造工艺中需要大量的工艺冷媒,通过冷冻站的制冷系统提供.冷冻站由于大量使用压缩机,水泵,风机等设备,是啤酒生产过程中的用能大户.对制冷系统的优化与改进以达到节能运行的目的,可以为啤酒厂内部挖潜降耗,降低生产成本带来明显的效益,促进节能减排和循环经济的利用.针对目前电价时段分计制的政策,在啤酒冷冻站中采用冰蓄冷的方案,利用用电峰谷的电价差,可降低制冷系统的运行费收稿日期:2010031

4、7作者简介:孙涛(1982-),男,山东人,哈尔滨啤酒有限公司技术服务部,助理工程师,技术服务部工艺支持工程师,主管.电力稳定,工况额定,可提高电能效率和制冷效率;夜间气温较低,冷凝压力低,提高了压缩机制冷系数在夜间低谷电价时段运行制冷系统储存冷量;在白天高峰电价时段停止运行制冷系统,而通过冰蓄冷装置释放冷量供生产工艺使用.该系统合理利用了峰,谷电价之差,可显着节省冷冻站的用电费用.我国东北地区由于地理条件和气候原因,冬季时间较长,室外温度较低.冬季利用室外空气冷却器,当室外气温降到载冷剂所需温度以下时(根据具体生产情况,用户可选择设备使用条件),环境中的自然冷空气通过冷却器将载冷剂冷却到工艺

5、生产要求的温度,在冬季替代制冷机组运行,从而达到节能?降耗的目的.1冷冻站系统情况和冰蓄冷配置目前在啤酒工艺中大量需要的冷媒是温度为-4三米查水分55%56%.3.6.4入池酸度,人池酸度对微生物的生长繁殖起着关键性的作用,酸度过高会抑制酵母的生长甚致会促使酵母死亡,阻碍发酵作用的进行;而酸度过低,则会引起升温猛,糖化快,打破了糖化,发酵作用的平衡,不利于糖化和发酵,故应控制合理的人池酸度.根据多次微生物耐酸性的试验结果,入池酸度一般控制在1.4.1.7.之间.3.6.5入池糖化,发酵及窖池管理粮醅入池后顶部要拍平,并撒少许稻糠,用泥封顶,抹光,封顶泥不少于十公分,封顶泥要柔软,细腻.窖池封顶

6、后再覆铝盖塑料布以密封,保温.粮醅在发酵过程中,为防止翻边,漏气,发酵前期大约15d内每et要坚持踩池,一般夏季踩紧,冬季踩松.冬季窖池上部要加盖15cm左右厚的稻壳对窖池进行保温.同时,要每日检查池子的升温情况,绘制升温曲线图,作好原始记录,以便指导下排生产.3.7窖池保养人池前,要喷洒35以下低度酒尾1215kg以补充发酵前期微生物生长所需的养分和水分,同时在池底和池壁撒曲粉1.52.5kg,如有窖池养护液,再喷洒10kg左右效果更佳.第三期孙涛:冰蓄冷系统与空气冷却器在啤酒厂的应用分析20106的乙二醇(酒精)溶液.公司的3#制冷站,其系统组成及运行状况如下:1.1制备一4一6的低温冷媒

7、溶液,供发酵罐群冷却之用该系统共配有螺杆冷水机组2台,其中标准工况(蒸发温度一l5cc)制冷量为525kw,525kw的制冷机2台;制冷量为446kw,446kw的乙醇机组2台(蒸发温度一1oqc),实际运行过程它们的蒸发温度约为一11;冷媒为酒精溶液,出口温度要求在一6左右.1.2制备+4的冰水,供麦芽汁冷却之用该系统共配有螺杆冷水机组2台,空调工况(蒸发温度+2)制冷量为945kw,945kw的制冷机2台,实际运行过程蒸发温度约为一1;冷媒为酿造水,出口温度要求在+4左右.按照目前的生产状况,该系统制冷能力有富余.通常情况下只需开启1台制冷机机即可满足生产要求.从以上冷冻站的设备配置与运行

8、情况来看,除生产旺季6,7,8月外,绝大多数时间有3台制冷机富余,可用于冰蓄冷制冷之用,且蓄冷量可在峰值电价段全部用完.从冷冻站的设备配置与运行情况来看,采用其中制冷量k为446kw,446kw的乙醇机组2台(蒸发温度一l0),空调工况(蒸发温度+2)制冷量为95kw的制冷机1台,共3台用于低温相变蓄冷制冷,在电价低谷提供蓄冷所需的冷量,贮存在蓄冰池中.而当电价处于高峰时,将贮存的冷量释放出来,用于冷却高温酒精溶液.在11月,12月,1月,2月通过空气冷却器制冷夜间除满足生产需求外,多余的冷量可贮存在冰蓄冷装置中,在白天,将贮存的冷量释放出来,用于冷却高温酒精溶液.1新增加部分原有部分图1蓄冷

9、系统运行示意图图2蓄冷系统及空气冷却器与原有系统配联流程墨堑皇量里些堕表2空气冷却器经济分析冰蓄冷运行经济分析谷值电价蓄冰峰值电价制冷冷量(kj)制冷机运行参数制冷系数1度电制冷量(kj/度)总耗电量(度/天)电价(元,度)总电费(元,天)年节电收益(万元)3.221o7l【j蒸发温度一2o蒸发温度一11冷凝温度+32冷凝温度+351.792.o21.79360o=64442.o2x36oo=72724996.94427.940.3351.0051673.96445o.08(4450.081673.96)x3o0天/年=83.284空气冷却器制冷系统制冷量功率节约电耗冬季运行天数每天运行时间平

10、均电价节约运行费用2428kw108kw(12台1lo0kw(压缩机,冷却塔,空气冷却器)水泵,风机)992kw8o天15小时0.5元/度59.52万元/年第三期西良酒20101.3该系统可以下面四种工况运行1.3.1制冷机组完全蓄冷阀门k1,2,3,6,10开启,阀门k4,5,7,8,9关闭,泵1,2运行.1.3.2制冷机组直接制冷阀门k7,8,9开启,阀门k1,2,10关闭,泵1,2运行.1.3.3制冷机组分别蓄冷和直接制冷阀门k1,2,3开启,阀门k4,5,6,9,10关闭,泵1运行为蓄冷;阀门k7,8开启,泵2运行为直接制冷.1.3.4融冰阀门k4,5开启,阀门k1,3关闭,泵3运行.

11、2冰蓄冷设备,空气冷却器经济分析哈尔滨市普通工业用电峰,谷电价分别为(哈尔滨市电力公司提供数据):峰值电价(7:0011:00,18:0022:00):1.005元/度谷值电价(22:005:00):0.335元/度若取相同冷量,分别采用谷值电价蓄冰和峰值电价直接制冷耗电费用比较见表1,2:3冰蓄冷系统优化和控制剖析合理分工,权责分明是处理制冷系统问题的首要工作,冰蓄冷系统优化和控制也是如此.针对人们在冰蓄冷系统的优化控制中,存在的一些概念不清,错误的认识和理解.2001年,dorgan等在ashrae研究项目1054一rp:蓄冷运行和控制策略的描述性框架中,作了详细的说明.这些概念主要包括:

12、运行策略(operationstrategy),控制策略fontrolstrategy),运行模式(operatingmode),控制顺序(controlsequence)等.它们之间的详细关系,参见图3.图3运行策略,控制策略,运行模式,控制顺序等之间的详细关系在一定的电价结构下,当确定优先目标为使每日运行费用最小时,我们便需要选定可变或固定的控制策略进行控制.控制策略实质上是给蓄冷系统单个循环中一系列运行模式一个标签,主要包括冷机优先,蓄冰优先等.当利用优化结果来指导控制策略的实施时,便可称之为优化控制.运行模式是一种区别控制顺序的方便的标记.冰蓄冷系统的运行模式多样,主要包括充冰,充冰且

13、供冷,释冰,释冰及冷机联合供冷,冷机单独供冷,待用方式等.控制顺序是特定控制事件的组合,表刀明某个单独设备在特定运行模式下是如何被控制的.控制顺序必须包括设定点值和达到设定值的动作.因此,运行模式和控制顺序属于控制的范畴.4冰蓄冷,空气冷却器与现有制冷设备的运行模式基于控制策略,运行策略,运行模式的分析,通过公司专业技术人员的多次反复对现有制冷设备组合搭配运行模式的摸索,总结出一套冰蓄冷与空气冷却器的冬季搭配的最佳组合.根据室外温度(冬季)和热负荷把冰蓄冷与室外空气冷却器,冷机组合成多种模式,从而达到制冷压缩机设备少运行,不运行,减小因气温升高对制冷系统负荷的影响,达到节能降耗的目的.冰蓄冷与

14、室外空气冷却器运行模式:(根据室外气温和热负荷,合理调节设备匹配关系)4.1空气冷却器运行(利用室外冷源单独运行).4.2空气冷却器,冰蓄冷蓄冷(空气冷却器与冰蓄冷蓄冷组合运行,将富余的冷源暂存到冰蓄冷内部).4.3空气冷却器,冰蓄冷融冰(空气冷却器与冰蓄冷融冰组合运行,冷媒先在空气冷却器冷却,然后进人冰蓄冷融冰二次降温达到工艺温度).4.4冰蓄冷溶冰(利用冰蓄冷内部的冷源,对冷媒进行降温).4.5空气冷却器,制冷机(空气冷却器与制冷机组和运行,冷媒先在空气冷却器冷却,然后进入制冷机蒸发器二次降温达到工艺温度).4.6冰蓄冷溶冰,制冷机(冰蓄冷融冰于制冷机组和运行,冷媒先在冰蓄冷中冷却,然后进入制冷机蒸发器二次降温达到工艺温度).4.7制冷机蓄冷(制冷机将的冷量暂存在冰蓄冷里).4.8制冷机组分别蓄冷和直接制冷(一部分制冷机为酿造提供冷源,一部分冷机将冷量暂存在冰蓄冷里).匡主0图4制冷系统总耗电趋势图1-20年+2一20ogcf5结束语冰蓄冷系统与空气冷却器,制冷系统设备的运行优化和控制具有非常重要的作用.优化是对各