紡織行業(yè)空調(diào)制冷新方案
中國紡織廠以往采用天然地下水作冷源,但如果無限地抽取,地下水源便會枯竭。目前,國家已命令禁止開采地下水,實行封井措施,因此研討人工制冷技術(shù)已是大勢所趨。本文根據(jù)生產(chǎn)實踐,介紹兩種實用有效的制冷新技術(shù)。
紡織廠裝機容量大,因而機器發(fā)熱量大;紡織業(yè)又屬勞動密集型行業(yè),值車工多,人體發(fā)熱量也大。根據(jù)中國國家勞保規(guī)定,紡織廠車間溫度超過人體溫度便要停產(chǎn),因此紡織廠必需尋找冷源以控制車間溫度。
蒸噴制冷技術(shù)
蒸汽噴射制冷是近代紡織工業(yè)中的一項新型制冷技術(shù),它將空調(diào)洗滌室回水經(jīng)蒸噴制成15°C~17°C(接近深井水的機器露點溫度)的冷凍水,以代替深井水供空調(diào)洗滌室使用。工廠實際使用證明,1.5萬紗錠的車間采用了Ⅲ7-3C-15L型蒸噴制冷機(大氣式)後,每小時可節(jié)約150噸地下水,每年按實際運行4個月計算,則可以節(jié)約43萬噸地下水。
蒸噴制冷工作流程
蒸噴制冷機將從鍋爐房送出來的工作蒸汽經(jīng)噴嘴處絕熱膨脹後,在噴嘴出口處的氣流速度達1000~1200米/秒以上(超立速),由於高速蒸汽的引射作用,蒸發(fā)器中的蒸汽不斷被氣流帶走,蒸發(fā)器中的液態(tài)水在低溫下開始沸騰。
空調(diào)回水進入蒸發(fā)器溫度(即制冷水的進水溫度)通常高於蒸發(fā)器下的飽和溫度,液態(tài)水汽化時吸收熱量,這就使未汽化水的溫度降低,成為冷凍水送至空調(diào)室代替深井水作為冷源使用。汽化後的冷蒸汽不斷被高速氣流帶走,使蒸發(fā)器內(nèi)經(jīng)常維持一定的真空度;被吸入室噴嘴帶走的冷蒸汽經(jīng)擴壓器後進入冷凝器,經(jīng)淋水板噴淋後,作為冷卻水輸出并繼續(xù)使用,多馀冷蒸汽則進入輔助噴射器,作輔助噴射使用。
為節(jié)省占地,可把冷卻塔和冷卻水池置於泵房屋頂上,把蒸發(fā)器放在冷凝器上面,盛水倉放在下面,積儲主冷凝器出來的冷卻水,形成工字形(立式)蒸噴。
一般空調(diào)回水通過冷卻塔中冷卻水冷卻後水溫可降低4°C左右,這樣可以使蒸噴制冷機的蒸汽消耗量節(jié)省四分之一,經(jīng)冷卻塔的空調(diào)回水進入蒸發(fā)器後制冷成冷凍水,可代替深井水供空調(diào)洗滌室使用。
冷卻塔設(shè)計應提高冷卻效率、增大淋水密度、縮小體積和簡化結(jié)構(gòu)。為了提高冷卻效率,一般用鼓風式機械通風。經(jīng)研究對比發(fā)現(xiàn),玻璃鋼式冷卻塔內(nèi)部的散熱材料以點波式最好,斜坡次之,蜂窩第三。若采用散熱材料可使面積增長系數(shù)達到1.25~1.60,即增加了熱交換效率,塔體又顯著減小,這樣可以節(jié)電、節(jié)汽和節(jié)水。
蒸汽兩效溴化鋰吸收式制冷
雙效溴化鋰(吸收式)制冷機主要利用溴化鋰作為制冷劑進行制冷,溴化鋰濃度越高,制冷能力越強。溴化鋰水溶液常溫下強烈地吸收水蒸汽,高溫下又將吸收的水份釋放出來,使溴化鋰濃度增加,從而提高制冷能力。
3XZⅡ-150C型溴化鋰吸收式制冷機的高壓發(fā)生器單獨組成一個筒體,上部是擋液裝置和汽泡,下部是由傳熱管、低壓發(fā)生器與冷凝器組成的另一個筒體。組合筒體的上部為冷凝器,下部為低壓發(fā)生器。在這2個筒體的下面是蒸發(fā)?吸收器,筒體內(nèi)除了傳熱管外,還設(shè)有由噴嘴和噴淋管組成的噴淋裝置等;高、低溫熱交換器和凝水回熱器為方形管殼式熱交換器,安裝在機組底部,用於提高制冷循環(huán)的熱效率。為防止溴化鋰泄漏,高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器和蒸發(fā)?吸收器三個筒體放置在一個大筒體內(nèi)。
5000公斤、濃度為50%的溴化鋰溶液經(jīng)循環(huán)後,由發(fā)生器分別泵輸送至高溫熱交換器、低溫熱交換器及凝水回熱器,升溫後進入高、低壓發(fā)生器。在高壓發(fā)生器中,稀溶液被傳熱管的蒸汽加熱,產(chǎn)生制冷蒸汽,溶液的溫度和濃度升高;在低壓發(fā)生器中的稀溶液被來自高壓發(fā)生器中的制冷蒸汽加熱,同樣產(chǎn)生制冷蒸汽,使溴化鋰溶液被濃縮。高壓發(fā)生器的制冷蒸汽經(jīng)低壓發(fā)生器放出熱量後,凝結(jié)成冷劑水,經(jīng)過冷器、U形管、節(jié)流閥後,壓力降低進入冷凝器,與低壓發(fā)生器產(chǎn)生的制冷蒸汽一起,被冷凝器管內(nèi)流動的冷卻水所冷卻,積聚在冷凝器水盆內(nèi);冷凝器中的冷劑水經(jīng)U形管節(jié)流後進入蒸發(fā)器,由於壓力驟降,進入蒸發(fā)器的冷劑水有部分閃發(fā),其他大部分冷劑水則由蒸發(fā)器泵輸送,噴淋在蒸發(fā)器的管簇上,吸取在管內(nèi)流動的冷媒水的熱而蒸發(fā),冷媒水溫度被降低,從而達到制冷。
另一方面,由高、低壓發(fā)生器出來的濃溶液分別經(jīng)高、低溫熱交換器後進入吸收器,與其中的稀溶液混合,由吸收器泵輸送,噴淋在吸收器管簇上,因而被冷卻。噴淋溶液吸收制冷蒸汽後濃度降低,再由發(fā)生器泵送往高、低壓發(fā)生器,以提高濃度。蒸發(fā)器中不斷輸出低溫冷凍水,作為冷源代替深井水,供空調(diào)降溫使用。
二種制冷設(shè)備性能對比
雙效溴化鋰制冷機耗電少,對蒸汽品質(zhì)要求不高,可大幅度節(jié)能,熱效率高,且運行費用低。但溴化鋰腐蝕性較大,隨?容器內(nèi)真空度的提高腐蝕性亦趨緩和,保持容器的高真空度是保證溴化鋰吸收式制冷機能持續(xù)正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵,實用證明,機組內(nèi)的真空度應不低於758mmHg。
溴化鋰制冷機三個筒體內(nèi)的傳熱管選用經(jīng)鈍化處理的紫銅管,可提高熱效果和耐腐性。為防止溴化鋰溶液或氣體泄漏,可把三個筒體密封在一個大筒體內(nèi),此外采用經(jīng)鈍化處理的紫銅管也可以防止泄漏。
總之,溴化鋰機組操作方便,對外界條件變化適應性強,從實際運轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn),在加熱蒸汽2~7公斤/?米2、冷卻水進口溫度25°C~40°C和冷凍水出水溫度為10°C~18°C的寬廣?圍內(nèi)均能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
每100萬千卡/時制冷標準時的經(jīng)濟指標對比(幣值單位:人民幣)
蒸噴制冷設(shè)備屬中間型節(jié)能制冷機組,為解決絕熱膨脹問題,所用蒸汽應為乾蒸汽,因而不要求有防腐蝕特性,無需定期用壓縮空氣或酸液疏通管道,無堵塞,也無需防止泄漏。
應用技巧
Ⅲ8-DZP/220-150T型蒸噴制冷試驗證明,當制取10°C的冷凍水時,制冷量為160萬KCal/h,制取15°C冷凍水時制冷量可增加到220萬KCal/h??梢?,冷凍水溫度差5°C,制冷量則差60萬KCal/h,所以從節(jié)能觀點看冷凍水溫度并不是越低越好,應根據(jù)工藝對車間溫濕度要求和室外空氣濕球溫度的高低,選用溫度稍偏高的冷凍水,一般認為室外空氣濕球溫度與冷凍水溫差應選用在5°C~10°C之間。冷凍水溫度在15°C~17°C時冷卻系數(shù)高,冷卻效果好,且消耗能量少。
在同一蒸發(fā)溫度和冷凝溫度下,工作蒸汽壓力高時主噴嘴出口處的工作蒸汽速度亦快。在同一壓縮比值下,每1公斤工作蒸汽從蒸發(fā)器中帶走的冷蒸汽量增加,制冷量也增加,制冷效果也越好,耗汽越省。制冷量以工作蒸汽壓力在7~8kg/cm2間中最好,溴化鋰制冷機則選用6kg/cm2最佳。
兩效溴化鋰吸收式制冷機中,根據(jù)稀溶液出吸收器後的循環(huán)方式可分為分流和串流兩種基本流程,分流式即吸收器出口的稀溶液分別進入高、低壓發(fā)生器,串流則是循序經(jīng)過高、低壓發(fā)生器。采用了稀溶液在低溫熱交換器前分流的方式,與稀溶液經(jīng)低溫熱交器升溫後分流相比,不僅縮小了結(jié)構(gòu)尺寸,而且還增大了高、低壓發(fā)生器的放汽?圍,解決了溶液控制閥的問題,使機組具有較高的熱力系數(shù)和較低的運轉(zhuǎn)費用。
3XZⅡ-150C溴化鋰機組添加辛醇後制冷量可提高15%左右,但溶液中的辛醇容易與制冷蒸汽一起進入過冷器、冷凝器和蒸發(fā)器,進而漂浮在冷劑水的表面,降低溶液中的辛醇含量,影響制冷效果,該問題仍需改進。