啤酒廠制冷設(shè)計(jì)技術(shù)措施.doc

啤酒廠制冷設(shè)計(jì)技術(shù)措施（討論稿）1.供冷方式選擇啤酒廠冷凍站普遍采用氨作制冷劑除冷水機(jī)組外R22應(yīng)少采用制冷方式應(yīng)與工藝對(duì)冷媒的要求，經(jīng)與用戶洽商確定，對(duì)新建廠規(guī)模較大時(shí)宜優(yōu)先推薦液氨直接蒸發(fā)冷卻方式。此種方式回氣壓力高且輸送氨能耗小較使用乙醇水節(jié)電達(dá)20%以上。目前使用乙醇水作冷媒雖使用維修較方便但能耗高、龐大的水罐和泵群、臥室蒸發(fā)器、使管道、保溫材料工程量增加許多，站房面積也大許多增大了初投資和日常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)，泵群能耗約占全廠能耗13%以上。制冷能力應(yīng)在綜合工藝各用戶用冷負(fù)荷和用冷特點(diǎn)基礎(chǔ)上選擇制冷機(jī)及附屬設(shè)備。一般情況下主機(jī)不應(yīng)少于兩臺(tái)還應(yīng)有備用。2.制冷壓縮機(jī)選擇：壓縮壓冷主機(jī)優(yōu)先推選螺桿式，活塞式除老廠改選外不宜采用?？烧{(diào)內(nèi)壓比技術(shù)有條件時(shí)應(yīng)予采用在變工況運(yùn)行條件可節(jié)電210。3.壓縮制冷排熱設(shè)備：首推蒸發(fā)式冷凝器，除冷水機(jī)組、乙醇機(jī)組外不宜采用臥室冷凝器。立式冷凝器應(yīng)逐步淘汰。對(duì)北方嚴(yán)寒地區(qū)蒸發(fā)式冷凝器冬季必須濕式運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取防凍措施。4.液氨直接蒸發(fā)供冷方式：采用氨泵蒸發(fā)設(shè)備臥式低壓桶制冷壓縮機(jī)蒸發(fā)式冷凝器儲(chǔ)氨器模式5.載冷劑選擇：目前各啤酒廠廣泛采用乙醇水，也有采用乙二醇水和丙二醇水的選擇時(shí)應(yīng)注意1)乙醇水密度小于1無(wú)腐蝕性 系統(tǒng)易揮發(fā)。2)乙二醇水密度大于1粘度大于水揮發(fā)性弱而比熱小于水在計(jì)算載冷劑流量和管道阻力時(shí)應(yīng)予注意。3)丙二醇(CH2OHCHOHCH3)水密度大于1價(jià)格、粘度較乙二醇高無(wú)腐蝕性。質(zhì)量濃度為25時(shí)冰點(diǎn)為-9.6不宜揮發(fā)。6.載冷劑供冷系統(tǒng)選擇：乙醇水、乙二醇、丙二醇等作載冷劑的供冷系統(tǒng)可采用閉式循環(huán)或開式循環(huán)系統(tǒng)。閉式循環(huán)冷媒損失小循環(huán)泵揚(yáng)程低，開式則較適應(yīng)系統(tǒng)流量壓力變化，管理方便應(yīng)視不同情況采用。并應(yīng)取得用戶認(rèn)可。7.儲(chǔ)氨器選擇：儲(chǔ)氨的容積V應(yīng)按下式計(jì)算得出： V=G/ G 系統(tǒng)每小時(shí)氨液循環(huán)量 Kg/h 冷凝溫度下液氨比容 m3/Kg 儲(chǔ)氨器的容量系數(shù)一般取 0.331 氨液充濕度70 %儲(chǔ)氨器與制冷系統(tǒng)中起平衡調(diào)節(jié)劑作用，其值對(duì)150,0000 kcal/h取0.7。300,0000 kcal/h以上取0.330.5對(duì)其大型低壓桶系統(tǒng)儲(chǔ)氨器作為中間緩沖調(diào)節(jié)兼作油冷熱虹吸儲(chǔ)氨器時(shí)可酌減。多臺(tái)儲(chǔ)氨器并聯(lián)使用時(shí)為使液位均衡其底部和頂部應(yīng)設(shè)均壓管并相互連接在各均壓管上應(yīng)裝截止閥。8.低壓循環(huán)儲(chǔ)液桶設(shè)置以及選型計(jì)算1)低壓桶與氨泵配套使用為防止氨泵產(chǎn)生氣蝕其正常液位應(yīng)高于氨泵吸入口23m與泵的型式以及液體溫度有關(guān)。由制造廠提供。2)桶徑計(jì)算 d =0.188(v /n)1/2 m式中氨壓縮機(jī)的輸送系數(shù) 桶內(nèi)氣體流速立式桶0.5m/s, 臥式桶采用0.8 m/s 低壓桶截面利用系數(shù)立式取1臥式取0.3 v氨壓縮機(jī)理論吸氣量 m3/h n低壓桶氣體進(jìn)氣口個(gè)數(shù)3)低壓桶容積的計(jì)算低壓桶是氨泵供液系統(tǒng)的核心設(shè)備，其上段1/3容積供氣液分利用；中部1/3容積容納蒸發(fā)器、冷帶、回氣管中返回的液體；下部1/3為系統(tǒng)正常運(yùn)行液位其容積應(yīng)保證氨泵分別啟動(dòng)不斷液。鑒于目前啤酒廠冷帶較多采用上進(jìn)下出，氨泵出口又普遍裝止回閥故近似按下式計(jì)算: Vd=(1V1+0.6Vh) / 0.5 m3 式中 1冷卻設(shè)備（蒸發(fā)器、冷帶）存氨量容積百分比 V1 冷卻設(shè)備（蒸發(fā)器、冷帶）的內(nèi)凈容積 m3 V2 回氣管容積m3啤酒廠規(guī)模年產(chǎn)10萬(wàn)噸及以下臥式桶可取20 m3啤酒廠規(guī)模年產(chǎn)20萬(wàn)噸左右臥式桶可取40 m3。除冷庫(kù)外一般不推薦采用立式低壓桶。9.氨泵選型計(jì)算：氨泵的流量 Q = 860q/q0 m3式 蒸發(fā)壓力下液體制冷劑比容 m3/Kg q 氨泵所帶蒸發(fā)器冷負(fù)荷 KW q0 制冷劑單位制冷量可近似取300Kcal/Kg 氨泵的供液率，對(duì)發(fā)酵罐冷帶取34較為適宜。氨泵揚(yáng)程計(jì)算：泵的揚(yáng)程必須克服下列壓頭損失(1) 泵的液柱位差 Hh=HP=( Hz H 1)式中 Hz最高冷帶或蒸發(fā)器至泵中心線的液柱高度m。 H1低壓桶正常液面至泵中心線的液柱高度m。 蒸發(fā)壓力下氨的密度Kg/m3。(2) 泵出口至最高最遠(yuǎn)冷帶或蒸發(fā)器進(jìn)液口全部阻力損失包括摩擦損失Hm，以及通過(guò)各種管件閥門時(shí)產(chǎn)生的局部阻力損失H，m(3) 蒸發(fā)器進(jìn)口調(diào)節(jié)閥前應(yīng)維持的自由壓頭可依具體情況采用510m。 綜合以上泵的揚(yáng)程 H=(Hh+Hm+H+510) 1.1 m10.兩相氨流體管徑計(jì)算：可依流量和循環(huán)倍率計(jì)算例如當(dāng)循環(huán)倍率為3時(shí)，即氨回流管含1/3氣體2/3液體其體積為： V = (1/3+2/3” )G m3/h 氨蒸汽比容 m3/Kg ” 氨液體比容 m3/Kg G 氨供液量Kg/h側(cè)兩項(xiàng)流體輸送管徑為： D = V/（36000.785)1/2 m式中 兩項(xiàng)流體輸送速度 m/s，通常取810m/s11.氨兩相流體的阻力計(jì)算：從蒸發(fā)器到低壓循環(huán)儲(chǔ)液桶的管段屬兩相流體，這種流體的流動(dòng)力既大于單純液體，也大于單純氣體此種流態(tài) p=2(1-x)1.75p 液 Pa 式中p 液 假定管內(nèi)是全液體時(shí)的阻力損失 Pa 2(1-x )1.75 系數(shù) 式中 x流體的干度 計(jì)算參數(shù) (1+20/xg+1/xg2)1/2 xg系數(shù) xg(1/x-1) 1.8/(/)0.20.5 飽和液體密度Kg /m3 飽和氣體密度Kg / m3 飽和液體動(dòng)力粘度Kg /mS 飽和氣體動(dòng)力粘度Kg / mS 12.冷媒儲(chǔ)罐的選擇單回水箱系統(tǒng)水箱容量至少應(yīng)儲(chǔ)存系統(tǒng)循環(huán)水量的510，大型啤酒廠采用開式冷媒系統(tǒng)時(shí)應(yīng)設(shè)雙冷媒儲(chǔ)罐，一為回水罐一為供水罐內(nèi)循環(huán)泵和外循環(huán)泵獨(dú)立運(yùn)行調(diào)解冷負(fù)荷方便。大型和中型啤酒廠應(yīng)采用立式或臥式單罐閉式循環(huán)系統(tǒng)，根據(jù)國(guó)內(nèi)外使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)戤a(chǎn)10 104 啤酒廠單罐總?cè)莘e80100 m3 較為適宜，年20104 產(chǎn)量可增至120140 m3。冷媒儲(chǔ)罐可依條件設(shè)室內(nèi)或室外。和開式不同閉式系統(tǒng)應(yīng)配定壓和自動(dòng)輔水設(shè)備。13.蒸發(fā)器選擇目前冷卻釀造水、啤酒、高濃稀釋水用的蒸發(fā)器是殼管式和釬焊板式蒸發(fā)器。釬焊板式蒸發(fā)器具有傳熱系數(shù)高占地面積小組合靈活等特點(diǎn)可以在啤酒廠使用，目前是氨泵強(qiáng)制循環(huán)配低壓桶和高壓氨供液熱虹吸循環(huán)兩種。應(yīng)注意解決板式蒸發(fā)器下部集油和排油。殼管式蒸發(fā)器中大冷廠輔液為機(jī)械式浮球，武冷煙冷廠為電磁閥。機(jī)械式浮球使用壽命短有條件時(shí)亦應(yīng)改成電磁閥自動(dòng)輔液。14.氨液分離器選擇0以下蒸發(fā)溫度運(yùn)行的蒸發(fā)器其出口應(yīng)配氨液分離器以防止回氣中液滴吸入壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊。設(shè)計(jì)上應(yīng)一對(duì)一配置，分離器內(nèi)流速0.5m/s15.熱虹吸儲(chǔ)氨器設(shè)置:當(dāng)采用液氨冷卻型主機(jī)時(shí)應(yīng)單獨(dú)設(shè)熱虹吸儲(chǔ)氨器或高壓儲(chǔ)氨器兼作熱虹吸儲(chǔ)氨器后者必須配大型低壓桶兼作儲(chǔ)液之用。單獨(dú)設(shè)置時(shí)6002880型所帶冷機(jī)不超過(guò)四臺(tái) LG20C螺桿制冷壓縮機(jī)，8003855型不超過(guò)六臺(tái)。16.二級(jí)除油器設(shè)置：對(duì)于氨直接蒸發(fā)系統(tǒng)對(duì)主機(jī)油分要求較高，當(dāng)螺桿主機(jī)老式油分不能滿足要求時(shí)可設(shè)二級(jí)油分。經(jīng)改進(jìn)的主機(jī)油分當(dāng)排氣含油量10PPM時(shí)可不設(shè)二級(jí)油分。17.小型冷庫(kù)：1)冷庫(kù)面積的大小應(yīng)由儲(chǔ)藏物品種類、數(shù)量、堆放方法運(yùn)輸條件貨物周轉(zhuǎn)等情況決定。2)酒花庫(kù)以及乳品儲(chǔ)藏庫(kù)冷卻設(shè)備宜采用冷風(fēng)機(jī)，可采用氨泵循環(huán)和重力供液方式。個(gè)別情況冷風(fēng)機(jī)亦可采用酒精水等作冷媒。3)當(dāng)庫(kù)容不大時(shí)可采用室內(nèi)室外一體機(jī)。4)冷庫(kù)負(fù)荷和冷卻面積計(jì)算應(yīng)參照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ72-84 應(yīng)注意溫差對(duì)傳熱系數(shù)修正。5)制冷系統(tǒng)應(yīng)配安全保護(hù)以及庫(kù)溫自控裝置。18.釀造水和高濃度稀釋水制備以及啤酒冷卻系統(tǒng)蒸發(fā)器的防凍。目前都采用臥室蒸發(fā)器和板式蒸發(fā)器冷卻釀造水和啤酒終溫度在2 -1之間在接近凍結(jié)點(diǎn)運(yùn)行，因而必須設(shè)置自控防止凍壞蒸發(fā)器通常采用儀表自控裝置加以解決對(duì)氨直接蒸發(fā)系統(tǒng)應(yīng)以控制出液溫度、流量、蒸發(fā)壓力穩(wěn)定，以及停車引起制冷劑壓力升高。19.制冷裝置安全保護(hù)及自動(dòng)控制1)氨壓縮機(jī)應(yīng)設(shè)置一旦排氣壓力過(guò)高，吸氣壓力過(guò)低，油壓差不足或電機(jī)負(fù)荷超載狀態(tài)的自動(dòng)停機(jī)裝置。一般廠配電柜都能滿足上述要求。2)氨壓縮機(jī)自身水冷（串缸水、油冷卻器）以及冷凝器應(yīng)有斷水報(bào)警裝置，蒸發(fā)式冷凝器還應(yīng)設(shè)風(fēng)機(jī)、水泵故障報(bào)警。3)氨液分離器低壓循環(huán)桶應(yīng)設(shè)自動(dòng)液位控制及高位報(bào)警裝置。4)氨泵應(yīng)設(shè)欠壓保護(hù)壓差控制器。5)氨泵出液口還應(yīng)設(shè)過(guò)壓旁通回路經(jīng)自動(dòng)旁通閥泄壓至低壓桶。6)可通過(guò)控制回氣壓力控制主機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)。7)可通過(guò)控制排氣壓力控制冷凝器臺(tái)數(shù)和水泵開停。8)機(jī)房以及蒸發(fā)器室應(yīng)設(shè)氨氣濃度報(bào)警器并應(yīng)與機(jī)房事故通風(fēng)風(fēng)機(jī)連鎖。20.廠區(qū)和車間供冷管線：氨直接蒸發(fā)系統(tǒng)和封閉循環(huán)乙醇水系統(tǒng)皆應(yīng)注意各回路壓力平衡，以防止不同壓力管線匯合相互影響。對(duì)氨直接蒸發(fā)的發(fā)酵系統(tǒng)、糖化釀造水系統(tǒng)因蒸發(fā)壓力差較大應(yīng)分別回氣，發(fā)酵罐下冷帶、酵母擴(kuò)培罐冷帶，以及冷風(fēng)機(jī)系統(tǒng)經(jīng)調(diào)壓閥后可與發(fā)酵系統(tǒng)混合回低壓桶。21.設(shè)備和管道隔熱保溫：蒸發(fā)壓力下工作設(shè)備和管道均應(yīng)予以隔熱保溫：1)臥式蒸發(fā)器、低壓桶的底座為防止產(chǎn)生冷橋應(yīng)采取隔熱措施，一般是墊上經(jīng)防腐處理的 50mm厚木塊。其殼體應(yīng)作100mm厚聚苯或聚氨脂保溫層并做好防潮和防護(hù)層。2)管道保溫應(yīng)視輸送冷媒冷劑的溫度和管徑按使用環(huán)境防止結(jié)露以及經(jīng)濟(jì)冷耗來(lái)確定。優(yōu)先推薦導(dǎo)熱系數(shù)小吸水率低的聚氨脂管殼。室外管線用鑄板或不銹鋼板作防護(hù)層。室內(nèi)安裝管內(nèi)介質(zhì)溫度-5 -10可按下表采用 適用環(huán)境溫度30露點(diǎn)溫度26 適用環(huán)境溫度35露點(diǎn)溫度29 導(dǎo)熱系數(shù)0.0350.04W/m 管徑 介質(zhì)溫度DN20DN25DN32DN40DN50DN70DN8O-1040404045454550- 535353540404045 管徑介質(zhì)溫度 DN100DN125DN150DN200