趙崇任

【摘 要】國內(nèi)啤酒行業(yè)的發(fā)展必須符合我夠提倡建設(shè)節(jié)約型現(xiàn)代化企業(yè)的要求，但是，氨制冷用電耗能基本占企業(yè)電總量的 35%，有必要研究如何降低能耗。本文結(jié)合企業(yè)節(jié)能技術(shù)在啤酒制冷系統(tǒng)上的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，并提出自己的看法。

【關(guān)鍵詞】氨制冷節(jié)能技術(shù);啤酒企業(yè);制冷系統(tǒng)

近年來，通過國際貨幣資本不斷涌入，國內(nèi)各啤酒企業(yè)規(guī)模顯現(xiàn)出不斷擴(kuò)大的趨勢。制冷系統(tǒng)在各啤酒生產(chǎn)企業(yè)中是用電的耗能大戶，因而制冷節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用從經(jīng)濟(jì)、節(jié)能方面考慮對于啤酒生產(chǎn)企業(yè)來說就顯得尤為重要。

一、氨制冷的簡介

氨是應(yīng)用最早而且目前仍為廣泛使用的天然制冷工質(zhì)，具有較好的熱力性能和物理性質(zhì)，可用于蒸發(fā)溫度在-65℃以上的大型或中型單級、雙級系統(tǒng)中。以1859年eFdriandnCaerr研發(fā)出氨吸收式制冷機(jī)為標(biāo)志，氨應(yīng)用于制冷技術(shù)已有148年的歷史。1876年Carl制造出第一臺氨蒸汽壓縮式制冷機(jī)，并通過次年的技術(shù)改進(jìn)，提高效率，開創(chuàng)了氨蒸汽壓縮式制冷技術(shù)路線。應(yīng)用氨的優(yōu)點(diǎn)是oDP值為零、GWP值為零，價(jià)格低廉，能效高、傳熱性能好;缺點(diǎn)是毒性大，易燃，易爆。氨于1874年問世，是最古老的制冷劑之一，是一種應(yīng)用廣泛的天然中溫制冷劑。氨制冷劑在蒸發(fā)器和冷凝器內(nèi)的壓力適中，冷凝壓力一般為0.981-l.570MPa，蒸發(fā)壓力為0.098～O.49lMPa，大氣壓下的蒸發(fā)溫度可達(dá)到-33.4℃?？梢杂糜趦杉墘嚎s，獲得-50℃的低溫。在我國大中型冷庫中得到廣泛應(yīng)用。氨的單位容積制冷量比R12和R22大，所以相同溫度下，相同制冷量時(shí)，氨壓縮機(jī)的尺寸較小，氨的價(jià)格也比較便宜，在大型系統(tǒng)中具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢。

二、啤酒企業(yè)氨制冷系統(tǒng)總體生產(chǎn)用冷的現(xiàn)實(shí)需求

以30 萬 t 產(chǎn)能啤酒企業(yè)的氨制冷系統(tǒng)負(fù)荷情況為例，各生產(chǎn)系統(tǒng)用冷具體工藝及用冷要求糖化制冰水工段要求需采用2℃的冰水進(jìn)行熱麥汁的冷卻;脫氧水工段要求能達(dá)到2℃的出水溫度，發(fā)酵清酒工段及酵母培養(yǎng)酵母貯存等采用的是-7℃的氨液冷卻;啤酒激冷工段要求能達(dá)到-1℃的出酒溫度，酒花儲存庫要求2℃～5℃的室溫，由冷凍站氨泵供-7℃的氨液去酒花庫冷風(fēng)機(jī)，供氨站氨泵出口壓力約為 0.75 MPa。

三、啤酒制冷系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1制冷系統(tǒng)采用氨液直接冷卻用冷終端

在啤酒的生產(chǎn)工藝中，為使整個(gè)制冷系統(tǒng)能達(dá)到節(jié)能、高效的運(yùn)行，對啤酒生產(chǎn)工藝的重大用冷點(diǎn)如發(fā)酵罐、清酒罐、酵母及擴(kuò)培系統(tǒng)均在設(shè)計(jì)中采用用低溫的氨液直接和需冷卻的用冷端進(jìn)行直接換熱的模式進(jìn)行高效的熱交換，這同比采用二次熱交換的載冷劑間接冷卻將使系統(tǒng)更加節(jié)能。其中發(fā)酵、清酒及酵母培養(yǎng)貯存等，均采用 -7 ℃ 的氨液，由冷凍站氨泵供液，供氨壓力約為 0.75 MPa。氨的熱工性能較其他制冷劑熱性能好，單位容積制冷量高，氨直冷系統(tǒng)最為省電，系統(tǒng)如果采用氨與酒精水經(jīng)板式換熱器進(jìn)行熱交換需要求蒸發(fā)溫度低將導(dǎo)致綜合能效高于氨直冷，氨直冷系統(tǒng)同比氨間冷卻系統(tǒng)將節(jié)約電耗 30% 以上。

3.2 啤酒糖化制冰水系統(tǒng)采用復(fù)疊式制冷系統(tǒng)

按啤酒企業(yè)制冷系統(tǒng)的用冷分片，其中糖化系統(tǒng)的制冰水所消耗的電耗又是占整個(gè)制冷系統(tǒng)的半壁江山，考慮到節(jié)省綜合能耗的需要，故對糖化制冰水采用復(fù)疊式制冷技術(shù)加重力供氨形式相結(jié)合的模塊式制冷系統(tǒng)。

3.3啤酒發(fā)酵、糖化、高濃制冷資源整合，實(shí)現(xiàn)機(jī)組高效運(yùn)行

啤酒企業(yè)在實(shí)際的生產(chǎn)過程中的用冷需求是動態(tài)結(jié)構(gòu)的，糖化生產(chǎn)所需求的冰水用量會伴隨投料每鍋冷卻之間的生產(chǎn)間隙而有所調(diào)整，而發(fā)酵系統(tǒng)的用冷的總量也會伴隨著發(fā)酵罐、擴(kuò)培罐等用冷終端的急降溫或保溫而出現(xiàn)不同的用冷負(fù)荷的波動，面對兩個(gè)原本獨(dú)立的制冷與用冷系統(tǒng)，如何進(jìn)行系統(tǒng)資源的整合而達(dá)到機(jī)組高效運(yùn)行，可采用將發(fā)酵制冷機(jī)組與糖化制冷機(jī)組進(jìn)行系統(tǒng)的聯(lián)通，通過機(jī)組的回氣管道的相聯(lián)通來達(dá)到系統(tǒng)的相互之間的共享互通，當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)的制冷壓縮機(jī)不在滿載狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可通過管道系統(tǒng)的相關(guān)閥門的開啟聯(lián)通來達(dá)到制冷機(jī)的滿負(fù)荷、高效率的投入運(yùn)行。

3.4氨制冷系統(tǒng)選用高效節(jié)能蒸發(fā)式節(jié)能冷凝器

氨系統(tǒng)蒸發(fā)式冷凝器的冷卻原理就是利用噴淋水蒸發(fā)吸熱，將管內(nèi)的制冷劑由氣態(tài)冷卻為液態(tài)。它與傳統(tǒng)的風(fēng)冷相比較，在噪音控制、節(jié)水控制和換熱效率上有了很大的提高。蒸發(fā)式冷凝器在設(shè)計(jì)制作的時(shí)候，把冷卻塔、冷凝器、循環(huán)水存儲池、水泵和水管設(shè)計(jì)成為一體，進(jìn)行有效的結(jié)合。一方面選蒸發(fā)式冷凝器綜合運(yùn)行能耗低，它與傳統(tǒng)的風(fēng)冷式冷凝器相比較，冷凝溫度在濕球設(shè)計(jì)溫度 8.3 ℃ 以內(nèi)壓縮機(jī)功率節(jié)省至少10% 的功耗，風(fēng)機(jī)功率為風(fēng)冷式風(fēng)機(jī)功率的 1 /3，水泵的功率大約是冷卻塔水泵功率的 1 /4。另一方面蒸發(fā)式冷凝器整體運(yùn)行費(fèi)用低，它將冷卻塔、水泵有效的結(jié)合為一體，降低單獨(dú)部件的安裝費(fèi)用。整套設(shè)備功耗降低，維護(hù)費(fèi)用和設(shè)備消耗費(fèi)用相對減少。

3.5運(yùn)行操作

合理調(diào)整壓縮機(jī)開機(jī)時(shí)間，壓縮機(jī)是冷庫的主要用電設(shè)備。冷庫設(shè)計(jì)中針對不同的蒸發(fā)溫度系統(tǒng)，按照機(jī)械負(fù)荷的要求選配壓縮機(jī)，以滿足進(jìn)貨旺月的要求。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，通過調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)間，調(diào)整制冷系統(tǒng)供冷量。為了降低壓縮機(jī)能耗，首先需要做到根據(jù)負(fù)荷調(diào)整壓縮機(jī)運(yùn)行臺數(shù)和運(yùn)行時(shí)間，保證壓縮機(jī)提供的冷量接近實(shí)際好冷量;其次，盡量增加夜間壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間，減少白天壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間。不僅因?yàn)橛秒姷头咫娰M(fèi)低，而且因?yàn)橐归g冷凝溫度較低，制冷系統(tǒng)效率高。

3.6及時(shí)放空空氣，執(zhí)行大中小維修制度

制冷系統(tǒng)中除了制冷劑外，由于抽真空不徹底、檢修操作不慎等原因造成其他不凝性混合氣體存在。這些氣體主要聚集在冷凝器，造成冷凝器冷凝壓力升高、傳熱效率降低和壓縮機(jī)排氣溫度升高。對制冷工作不利，應(yīng)當(dāng)及時(shí)放出。要使制冷裝置中的壓縮機(jī)始終保持在良好的技術(shù)狀態(tài)，必須對壓縮機(jī)進(jìn)行合理的定期檢查修理。根據(jù)使用情況和壓縮機(jī)磨損規(guī)律，一般壓縮機(jī)運(yùn)行1萬小時(shí)后應(yīng)大修，5千小時(shí)后應(yīng)中修，1時(shí)應(yīng)小修。無論壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況如何，到了規(guī)定的檢修期限，就要按期、按計(jì)劃進(jìn)行檢查和修理。

綜上所述，隨著啤酒行業(yè)的迅速發(fā)展，其生產(chǎn)所配套的制冷節(jié)能技術(shù)在企業(yè)的實(shí)體應(yīng)用也將越來越顯重要。

參考文獻(xiàn)

[1]張娜.提高制冷效率，降低啤酒廠能源消耗—分段制冰水設(shè)備改造[J].啤酒科技，2010，28（4）：37 - 38.