双效蒸汽溴化锂吸收式制冷机的应用

双效蒸汽溴化锂吸收式制冷机的应用

河南天宏化工公司采用三台双效蒸汽溴化池生产体系，基本上可以满足生产用水的需求。但随着公司原料煤供应紧张,自洗精煤不能有效脱水,焦炉入炉煤水分逐渐增大,2002年平均达16.9%,从而使煤气冷却系统负荷增加,煤气集合温度升高,平均为37℃,这样原有三台制冷机的冷水出口温度升高,也直接导致粗苯贫油温度达35℃以上,造成工艺指标达不到要求,原有的制冷机组已不能很好地满足生产需要。为有效缓解煤气冷却系统负荷过大给生产造成的压力,决定增设一台制冷机与原有三台并联使用。同时,由于扩大生产后每年有近200万m3的富裕煤气被燃烧放散,为考虑能源的充分合理利用,在增设制冷机的同时,对利用焦炉富余煤气作为制冷机热源,进行研究,确定了技术改造方案。经改造投入运行后,较好地满足了生产需要,使工艺指标趋于合理。1锅炉蒸汽热源目前,国内常用的溴化锂制冷技术有两类:一是双效蒸汽溴化锂制冷技术;二是直燃型溴化锂制冷技术。双效蒸汽溴化锂制冷技术,是利用锅炉蒸汽或热电厂二次蒸汽等作为热源,其特点是振动较小,噪声低,所有工质无臭、无毒、无爆炸、无燃烧、对人体无害。1999年在焦化公司水系统改造中,就应用了这种技术。但经过几年的运行,发现蒸汽耗量较大,机组的制冷会因蒸汽压力不稳定而波动,造成冷却效果不稳定。机组自动化水平低,调节复杂,不易操作,使用5年来,已多次出现铜管泄漏,冷量衰减较多。1.2利用富集煤气资源的蒸发烟气余热直燃型溴化锂制冷技术,是以煤气、石油气等为热源,燃烧的热量直接作用于制冷机组的热交换装置,热交换率高,流程更为简便,省去蒸汽生产环节,除具备了蒸汽型溴化锂制冷技术的所有优点外,还有永不结晶、可靠性能高、自动化水平高、使用寿命长等特点,关键是它可直接利用了焦化公司的富裕煤气资源,减少了蒸汽锅炉的负荷。2技术的确定2.1溴化锂溶液配制直燃型溴化锂吸收式制冷机组是以燃油气为热源,水为制冷剂,溴化锂溶液为吸收剂,在真空状态下交替制取工艺用冷水的设备。机组由高低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和高低温热交换器等主要部件及抽排气装置、熔晶管等辅助部分组成。2.2蒸发器传热管表面制冷处于高真空状态的机组吸收器内的稀溶液由溶液泵送往高压发生器,途中流经低温热交换器和高温热交换器。进入高压发生器的稀溶液被焦炉煤气燃烧产生的热量加热,浓缩成中间溶液,产生高温冷剂蒸汽。中间溶液经高温热交换器传热管间,与传热管内的稀溶液进行热量交换降温后进入低压发生器,在低压发生器中被来自高压发生器的高温冷剂蒸汽再次加热,分离出冷剂蒸汽,浓缩成浓溶液。浓溶液经低温热交换器传热管间,与传热管内的稀溶液进行热量交换,降温后进入吸收器,再次吸收蒸发器中产生的冷剂蒸汽。高压发生器产生的高温冷剂蒸汽在低压发生器传热管内冷凝成冷剂水,经节流后进入冷凝器,低压发生器中产生的冷剂蒸汽也进入冷凝器内,被冷却水冷凝成冷剂水,两股冷剂水经U形管流入蒸发器水盘,被冷剂泵再次抽出喷淋在蒸发器传热管表面制冷。这个过程不断循环进行,蒸发器就连续不断地制取低温冷水,供生产所用。2.3节能特点特点直燃式制冷机组具有冷量衰减率低(每年不超过0.3%)、煤气耗量低(425Nm3/h,18000kJ/Nm3/h)、冷却水耗量低(600m3/h),换热效率高、结构紧凑,节能高效等特点,并且自动化水平高,操作简单,安全可靠。因此,结合公司现实情况,决定采用直燃型溴化锂制冷技术对水循环进行改造。3对直燃式制冷机组热源的实验研究3.1增设一台直燃型溴化锂吸收式制冷机组。3.2对利用焦炉产生的粗煤气作为直燃式制冷机组热源,进行研究并应用。3.2依据粗煤气的杂质成分,研究选用相配套或性能相近的煤气预热器和过滤器,作为煤气燃烧装置,以达到向制冷机组稳定供热的目的。3.4改造相配套的原制冷系统风冷塔的相关设备及工艺流程。4直燃式制冷机组根据公司已运行的制冷系统的冷水、冷却水的温度情况,选用ZXQ-233(31.3/18)(34/40)型直燃式制冷机组,并依煤气杂质成分含量,选用相配套的包括煤气预热器和过滤器的粗煤气燃烧装置,可有效脱除煤气中的杂质,避免燃烧系统在短时间内堵塞而影响机组正常运行。4.2制冷系统的水系统改造制冷系统原有的三台钢筋混凝土风冷塔因无备用塔而长期连续运行,其内部填料老化,冷却效果下降;另外,原1号塔因无备用一旦停机检修就会直接影响冷水温度,对生产造成不利。因此,我们考虑在制冷系统新增两台型号为BFNZDG-750(II)方型逆流式玻璃钢冷却塔(4号、5号),按原来的冷却水和冷水两个水路,将1号塔与新5号塔并联使用,将2号、3号塔与新4号塔并联使用,利用原集水池与新旧冷却塔形成仍旧各自独立的循环冷水回路和循环冷却水回路。同时,实现了新旧风冷塔互为备用,既方便了冷却塔的检修,又保证了生产的稳定运行。图1、图2分别为制冷系统改造前后工艺流程示意图。4.3冷却水泵环保改造随着制冷机、风冷塔的改造,制冷系统中原使用的四台(三用一备)流量为468m3/h的冷却水泵,因供水能力不足全部更新为流量为1030m3/h的SMGW250-380型高效水泵,以满足新系统冷却水的需要。4.4支持配置在进行制冷系统改造的同时,公司决定在洗精煤进入煤塔前增设煤烘干装置,以降低精煤水分,进一步降低煤气初冷系统负荷。5提高粗苯贫油温度控制5.1直燃型制冷机投用后,运行平稳,有效缓解了原制冷系统冷量不足的矛盾,冷却效果明显,煤气集合温度保持在25℃～30℃,见表1。,粗苯贫油温度控制在28℃左右,见表2,达到工艺指标要求。并且,冷却水和冷水各自的风冷塔都有备用,检修时不再影响制冷系统的正常运行。5.2直燃型机组充分利用了本公司的富余煤气,年可节约蒸汽2.2万余t,价值64.35万元;同时,年可利用富裕煤气183.6万m3,价值64.26万元,节能增效效果显著。5.3该机组自动化程度高,便于操作,降低了职工的劳动强度。6化企业应用蒸汽型机组的节能技术直燃型制冷机具有较多