李 強(qiáng)，王 霞

（1.江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)西部項(xiàng)目辦，江蘇 揚(yáng)州225009；2.江蘇揚(yáng)農(nóng)錦湖化工有限公司，江蘇 揚(yáng)州225009）

1 公用工程系統(tǒng)組成

2009 年，江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)在寧夏中衛(wèi)投資建設(shè)新廠區(qū)， 新廠區(qū)一期占地1 000 畝主要發(fā)展精細(xì)化工系列產(chǎn)品，冷凍站位于新廠區(qū)中心。新廠區(qū)位于沙漠邊緣，晝夜溫差大，冬季溫差最高達(dá)20 ℃，凍土厚度達(dá)1 m 多深，風(fēng)沙周期長且風(fēng)力大，瞬間最高達(dá)8 級以上。

新廠區(qū)公用工程主要由冷凍站、 空分站、 空壓站、循環(huán)系統(tǒng)水站等構(gòu)成。公用工程規(guī)模為-10 ℃鹽水（普冷）920.92 萬kJ/h、-20 ℃鹽水（深冷）41.86 萬kJ/h，0.2 MPa 99.6%氧氣550 m3/h、0.6 MPa99.9%氮?dú)?00 m3/h、0.8 MPa 壓力露點(diǎn)-39 ℃壓縮空氣800 m3/h（13 m3/min）、30 ℃循環(huán)水2 000 m3/h、系統(tǒng)水300 m3/h。

2 工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 冷凍站設(shè)計(jì)

制冷機(jī)壓縮機(jī)主要有活塞式、螺桿式。與傳統(tǒng)的活塞式壓縮機(jī)相比，螺桿機(jī)組優(yōu)勢明顯。

因而，決定選用制冷工質(zhì)為液氨的開式雙螺桿壓縮機(jī)組，普冷機(jī)組選JZ2LG25Z-B 型3臺，深冷機(jī)組選JJZ2LG16Z-B 型帶經(jīng)濟(jì)器2 臺。根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源緊張及氣溫低、風(fēng)沙大等氣候特點(diǎn)，壓縮機(jī)油冷選制冷工質(zhì)熱虹吸方式冷卻。 冷凝器選用能耗低、投資省、操作彈性大、檢修方便、集冷卻塔、冷凝器、循環(huán)水于綜合體的蒸發(fā)式冷凝器3 臺，此型式蒸發(fā)器能夠充分利用當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，氣溫低時停止水循環(huán)，室外溫度更低時，可以停開頂部的風(fēng)機(jī)。以達(dá)到降耗節(jié)水的效果。 蒸發(fā)器選面積360 m2的干式蒸發(fā)器5 臺，此蒸發(fā)器具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、制冷工質(zhì)儲量少等優(yōu)點(diǎn)，其中深冷1 臺，普冷4 臺。

2.2 空分空壓站設(shè)計(jì)

根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)、電資源豐富、水資源緊缺等特點(diǎn)，空分空壓用壓縮機(jī)選用風(fēng)冷型。 空分與空壓用壓縮機(jī)及空氣處理并在一起，簡化流程、節(jié)省投資、便于操作與統(tǒng)一管理，空壓機(jī)選用1 臺0.86 MPa（G）4 500 m3/h 的無油離心式空氣壓縮機(jī)。 因部分壓縮空氣為各裝置提供儀表風(fēng)， 考慮裝置的安全可靠，同時備一臺20 m3/min 雙螺桿無油空壓機(jī)， 在空分裝置停車時啟動此備用壓縮機(jī)提供儀表風(fēng)?？辗掷湎溥x用內(nèi)增壓型，省去氧氣、氮?dú)鈮嚎s機(jī)簡化操作過程，此空分裝置在生產(chǎn)氧氣、氮?dú)馔瑫r，副產(chǎn)少量液氧、液氮，輸送到液氧液氮儲槽供空分停車時使用，保證其他生產(chǎn)裝置安全可靠運(yùn)行[2]。 空分空壓站流程見圖1。

圖1 空分空壓站流程

2.3 循環(huán)系統(tǒng)水設(shè)計(jì)

針對西北地區(qū)冰凍期較長， 水池易凍裂漏水等危害，在設(shè)計(jì)時充分考慮水池防凍，水池及泵房下沉地下， 僅高出地面0.5 m 并在上面覆蓋1 m 厚凍土層。 另外，根據(jù)西北地區(qū)風(fēng)沙大特點(diǎn)，涼水塔在普通形式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，涼水塔的框架全部為混凝土結(jié)構(gòu)，并在外墻增加保溫措施；在涼水塔框架內(nèi)部周圍增加一圈熱水管道用來化冰；為保持循環(huán)水的清潔，在涼水塔的迎風(fēng)面增加一道百葉窗型式的收沙墻，阻止沙塵進(jìn)入水池，收沙墻及涼水塔結(jié)構(gòu)見圖2。根據(jù)供水范圍及廠房高度，循環(huán)水泵揚(yáng)程選用60 m。

圖1 熱虹吸系統(tǒng)進(jìn)液與回氣、擾液管道簡圖

圖2 吸沙墻及涼水塔結(jié)構(gòu)

3 設(shè)備布置與配管

新廠區(qū)為一次規(guī)劃分步實(shí)施， 但公用工程考慮投資效益與以后擴(kuò)建方便， 超前完成設(shè)備基礎(chǔ)澆筑而設(shè)備分期安裝，在總管預(yù)留相應(yīng)的接管口，對室外放置空氣過濾器、 蒸發(fā)式冷凝器等的進(jìn)風(fēng)側(cè)加裝絲網(wǎng)防止大風(fēng)將物體吹， 并根據(jù)玫瑰風(fēng)向圖將設(shè)備進(jìn)風(fēng)側(cè)背向風(fēng)的一面。

本裝置螺桿機(jī)油冷選用熱虹吸重力供液， 油冷供液管道長一百多米，回氣管道因受廠房影響有Π型彎存在，其中的積液不符合重力供液的技術(shù)要求，易產(chǎn)生積液使油冷產(chǎn)生的氣體無法及時排出而使油冷卻器溫度升高發(fā)生設(shè)備跳停事故[3]。 為了解決這一問題，在滿足回氣管路壓力降情況下，在Π 型彎前管道的最底部，引1 根積液排盡管道至氨儲槽，定期排液，防止液袋產(chǎn)生。圖3 為熱虹吸系統(tǒng)進(jìn)液與回氣、排液管道簡圖。

4 調(diào)試、運(yùn)行總結(jié)

該公用工程至今已安全可靠運(yùn)行兩年多， 經(jīng)歷了2011 年整個冬季的嚴(yán)峻考驗(yàn)，裝置沒有發(fā)生一起因溫度低、風(fēng)沙大等引起的停車事故。循環(huán)水水質(zhì)完全符合要求，從而減少循環(huán)水置換次數(shù)及補(bǔ)水量。根據(jù)裝置運(yùn)行情況有計(jì)劃地停開涼水塔、 蒸發(fā)式冷凝器等風(fēng)機(jī)，減少水耗、電耗。 制定油冷回氣積液管道排液規(guī)程，定期排液，螺桿制冷壓縮機(jī)油溫維持在正常范圍之內(nèi)。 由于設(shè)置足夠大液氧、液氮儲槽，在空分非正常停車時，液氧、液氮通過氣化器仍能夠正常供氣，既不影響其他裝置，也給自身設(shè)備留出足夠時間來處理故障。

［1］商業(yè)部設(shè)計(jì)院編．冷庫制冷設(shè)計(jì)手冊．北京：農(nóng)業(yè)出版社，1991：92－513．

［2］毛紹融，朱朔元，周智勇．現(xiàn)代空分設(shè)備技術(shù)與操作原理．杭州：杭州出版社，2005．

［3］李軍．熱虹吸油冷卻系統(tǒng)：系統(tǒng)安裝篇．制冷與空調(diào)，2009，12（6）：13－17．