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        制冷機(jī)組制冷效率下降分析與應(yīng)對(duì)

        2016-03-13 14:56:05董金芝唐山三友集團(tuán)興達(dá)化纖有限公司河北唐山063305
        化工管理 2016年9期
        關(guān)鍵詞:效率質(zhì)量

        董金芝(唐山三友集團(tuán)興達(dá)化纖有限公司,河北 唐山 063305)

        制冷機(jī)組制冷效率下降分析與應(yīng)對(duì)

        董金芝(唐山三友集團(tuán)興達(dá)化纖有限公司,河北唐山063305)

        本文對(duì)制冷機(jī)組的工作原理進(jìn)行分析,明確指出影響制冷機(jī)組高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要因素,并提出了相應(yīng)的解決方案。

        制冷機(jī)組;工作原理;制冷效率;經(jīng)濟(jì)分析;解決措施

        制冷機(jī)組是我公司動(dòng)力車(chē)間的重要設(shè)備,主要是為主車(chē)間的生產(chǎn)工序提供冷減水和冷凍水。隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng),制冷機(jī)組冷量供應(yīng)愈顯不足,甚至夏季高溫環(huán)境下難以滿足主車(chē)間的冷量需求。且制冷機(jī)組電機(jī)功率都較大,均在250KW以上,耗電量相當(dāng)可觀。因此發(fā)揮設(shè)備最大能力,使設(shè)備高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn),不但能解決設(shè)備緊張問(wèn)題,還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

        1 制冷機(jī)組制冷過(guò)程分析

        1.1制冷機(jī)組的工作原理

        制冷機(jī)組是利用制冷劑(R22)狀態(tài)變化時(shí),伴隨有吸熱和放熱的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷的。其循環(huán)過(guò)程是由蒸發(fā)器來(lái)的低溫低壓制冷劑蒸氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓過(guò)熱蒸氣進(jìn)入冷凝器與冷卻水進(jìn)行熱交換,制冷劑成為溫度與壓力相對(duì)應(yīng)的高壓、常溫飽和狀態(tài),進(jìn)入節(jié)流閥后,受節(jié)流阻力的影響壓力下降,溫度降低,形成低壓、低溫過(guò)冷液體進(jìn)入蒸發(fā)器完成一個(gè)循環(huán)周期。

        1.2制冷機(jī)組的制冷效率

        制冷機(jī)組的制冷效率一般用制冷系數(shù)來(lái)判斷,制冷系數(shù)即單位質(zhì)量制冷量與理論功之比。用COP表示。

        COP=q0/w0=(h2~h1)/(h3~h2)

        q0——單位質(zhì)量制冷量(kJ/kg)w0——軸功率(kJ/kg)

        h1——壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)制冷劑的比焓值(kJ/kg)

        h2——壓縮機(jī)排氣狀態(tài)制冷劑的比焓值(kJ/kg);

        h3——與冷凝壓力對(duì)應(yīng)的飽和液狀態(tài)所具有的比焓值(kJ/ kg)

        h4——節(jié)流后濕蒸氣的比焓值(kJ/kg)

        由此我們得出:?jiǎn)挝恢评鋭睦鋬鏊盏臒崃?。②單位制冷劑吸收的壓縮功。③單位制冷劑向冷卻水釋放的能量。

        制冷系數(shù)(COP)=單位質(zhì)量制冷量/單位制冷劑壓縮功=①/ ②=q0/w0

        2 影響制冷機(jī)組制冷效率的原因分析

        2.1冷凝溫度高對(duì)制冷機(jī)組制冷效率的影響

        冷凝溫度即冷凝器內(nèi)制冷劑的飽和溫度,吸氣比容不變,制冷劑質(zhì)量流量不變。單位質(zhì)量制冷劑制冷的效果由2~1減小到2~1',消耗的壓縮功率增大到3'~2,COP值降低。

        可以得出在蒸發(fā)溫度不變的情況下,冷凝溫度越高,單位質(zhì)量制冷劑的制冷量越小,消耗的壓縮功率越大,機(jī)組制冷系數(shù)降低。

        同時(shí),當(dāng)蒸發(fā)溫度為0℃時(shí),冷凝溫度30℃與40℃比較:

        制冷量增加: 977~884=93KW

        軸功率減少:221~186=35KW

        因此降低冷凝溫度是實(shí)踐制冷機(jī)組高效運(yùn)轉(zhuǎn)的有效方法。

        2.1.1冷卻循環(huán)水溫度高或冷卻水量小

        我車(chē)間制冷機(jī)組采用的的是臥式殼管式冷凝器,冷卻介質(zhì)為冷卻水,制冷劑放出熱量被冷卻水帶走。冷卻循環(huán)水溫度越高或冷卻水量越小,冷凝溫度越高,在蒸發(fā)壓力不變的情況下,單位質(zhì)量制冷劑制冷量減小,消耗的壓縮功率越大。因此,冷卻水溫度高是影響制冷效率的主要因素。

        2.1.2冷凝器的傳熱效果不好

        制冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝液化時(shí)向冷卻水放出熱量,冷卻水溫度升高。冷卻水溫度不變,冷凝器換熱溫差越大,制冷劑冷凝溫度越高。這樣在蒸發(fā)壓力不變的情況下,單位質(zhì)量制冷劑制冷量減小,壓縮機(jī)運(yùn)行的軸功率就會(huì)增大。因此,制冷效率下降。

        2.2蒸發(fā)溫度降低對(duì)制冷效果的影響

        蒸發(fā)溫度即蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的飽和溫度,當(dāng)吸氣比容增大,制冷劑質(zhì)量流量減小,單位質(zhì)量制冷劑制冷效果由原來(lái)的2~1降為2'~1',壓縮功增大到3'~2',COP值降低。

        同時(shí)可以得出冷凝溫度不變的情況下,蒸發(fā)溫度越低,單位質(zhì)量制冷劑的制冷量越低,消耗的壓縮功率越大.機(jī)組制冷系數(shù)降低。

        在冷凝溫度不變的情況下,蒸發(fā)溫度越高,單位質(zhì)量制冷劑的制冷量越小,消耗的壓縮功率越大,機(jī)組制冷系數(shù)降低。

        根據(jù)表一查出當(dāng)當(dāng)冷凝溫度為35℃時(shí),蒸發(fā)溫度0℃與~5℃比較:

        制冷量增加:930~775=155KW

        軸功率減少: 205~198=7KW

        因此降低蒸發(fā)溫度對(duì)制冷機(jī)組高效運(yùn)轉(zhuǎn)影響很大。

        2.2.1蒸發(fā)器的傳熱效果不好

        制冷劑蒸氣在蒸發(fā)器中蒸發(fā)氣化時(shí)從冷媒水水吸收熱量,冷媒水溫度降低。如果冷媒水溫度不變,蒸發(fā)器換熱溫差越大,制冷劑從冷媒水吸收的熱量越少,蒸發(fā)越少,蒸發(fā)壓力越低,溫度越低。這樣在冷凝壓力不變的情況下,單位質(zhì)量制冷劑制冷量減小,壓縮機(jī)運(yùn)行的軸功率越大。因此,制冷效率下降。

        2.2.2.油分離器分離效果不好

        油分離器是負(fù)責(zé)將制冷機(jī)與潤(rùn)滑油分離的設(shè)備,如果分離不清,制冷劑中混有潤(rùn)滑油,最終停留在蒸發(fā)器內(nèi),大大影響蒸發(fā)器的換熱效果,要得到相同溫度的冷凍水,必須降低蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度。因此根據(jù)以上分析,機(jī)組制冷效率下降。

        3 提高制冷機(jī)組制冷效率的有效措施

        3.1降低冷卻水溫度

        增加冷卻塔開(kāi)臺(tái)是降低冷卻水溫度普遍方法。但在炎熱的夏季,冷卻塔冷卻效果差,即便全開(kāi)也難以滿足溫度需求。采取向冷卻循環(huán)水池加入深井水降低冷卻循環(huán)水溫度的方法,可有效利用深井水冷量,使夏季冷卻水溫度降低3~5℃,制冷效率提升顯著。

        3.2合理控制冷卻水泵運(yùn)行

        冷卻水的流量每減少20%,機(jī)組的能耗就上升3%,但過(guò)多的冷卻水量又會(huì)增加冷卻水泵能耗。因此需根據(jù)制冷機(jī)組負(fù)荷平衡冷卻水流量。采用冷卻循環(huán)水泵加變頻的方法,依靠冷卻水溫差實(shí)時(shí)控制冷卻水泵的變頻運(yùn)行,為機(jī)組提供合適的冷卻水量既能提高制冷機(jī)組的制冷效率又能降低水泵能耗。

        4 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述:對(duì)大型制冷機(jī)組的運(yùn)行控制過(guò)程中其節(jié)能空間非??捎^,我們只要通過(guò)仔細(xì)觀察和分析,及時(shí)調(diào)節(jié)和維護(hù)保養(yǎng),就能提高機(jī)組制冷效率。它不但能為公司節(jié)約大量能源,還為公司減少設(shè)備投資。

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