冷庫(kù)建、改這種方式更安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保

1、無(wú)冷庫(kù)建、改這種方式更安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保冷庫(kù)建、改這種方式更安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保宋喆張楠楠冰河冷媒科技（朝陽(yáng)）有限公司引言引言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 冷凍冷藏行業(yè)迅速崛起， 冷凍冷藏設(shè)備的社會(huì)需求量增大。而冷凍冷藏設(shè)備離不開(kāi)制冷劑，傳統(tǒng)制冷劑多為 CFC、 HCFC 系列制冷劑， CFC制冷劑對(duì)環(huán)境危害最大，已于 2000 年停用；HCFC 制冷劑對(duì)臭氧層也有破壞，規(guī)定 2030 年前全部停用。 除此之外， CO2作為天然制冷劑也有良好的環(huán)境友好性，但 CO2大量的使用排放，會(huì)造成溫室效應(yīng)，同時(shí)其蒸發(fā)溫度大于-25，導(dǎo)致制冷效率低下，跨臨界循環(huán)壓力過(guò)高，使用過(guò)程中存在安全隱患，因此不能廣泛應(yīng)用于制冷行業(yè)。

2、 氨 （Ammonia， NH3）是一種常見(jiàn)的化合物，同時(shí)也是一種天然制冷劑（代號(hào)：R717） ，具有良好的熱力學(xué)性能，綠色環(huán)保，對(duì)臭氧層無(wú)任何破壞，亦不會(huì)造成溫室效應(yīng)。是一種性能較好的制冷劑。全世界范圍內(nèi)約 80%的大型冷庫(kù)均用氨作為制冷劑。但由于氨具有毒性、刺激性、且極易揮發(fā)，與空氣混合易形成爆炸性混合物，爆炸極限為 16%25%，遇明火、高熱可發(fā)生爆炸。同時(shí)泄漏的氨還會(huì)毒害腦神經(jīng)，引起眼睛、皮膚灼傷，引起組織溶解壞死?；诎币淮沃评湎到y(tǒng)存在的巨大危險(xiǎn)性，結(jié)合我國(guó)冷庫(kù)大量的沿用氨作為制冷劑的實(shí)際情況，本文提出了一種二次制冷技術(shù)（間接制冷）以解決氨一次制冷系統(tǒng)存在的問(wèn)題，最終實(shí)現(xiàn)氨制冷系統(tǒng)安

3、全穩(wěn)定運(yùn)行，最大程度的保證生命財(cái)產(chǎn)安全，避免氨泄漏所造成的人身傷亡事故，同時(shí)給企業(yè)減小經(jīng)濟(jì)損失，二次制冷技術(shù)的發(fā)展，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。1、氨制冷劑的特性、氨制冷劑的特性1.1 熱力學(xué)性能氨凝固點(diǎn)-77.7，沸點(diǎn)-33.5，臨界 溫 度 為 132.25 ， 臨 界 壓 力 為11.333MPa，具有良好的熱力學(xué)性能，循環(huán)制冷過(guò)程中，壓力適中，具有極大的單位容積制冷量和較高的制冷系數(shù)1.2 經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性氨是一種天然制冷劑， 消耗臭氧潛能值 ODP=0，其對(duì)臭氧層無(wú)任何破壞。全球變暖潛能值 GWP=0， 不會(huì)造成溫室效應(yīng)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，屬綠色環(huán)保型制冷劑。作為一種無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，氨來(lái)源

4、廣泛、價(jià)格低廉，使用方便，因此被廣泛無(wú)用于一次制冷冷庫(kù)。1.3 氨制冷劑的缺點(diǎn)（1）氨具有刺激性氣味和毒性，對(duì)人體的黏膜組織有強(qiáng)烈的刺激，傷害身體。（2）易燃易爆性，當(dāng)空氣中氨的含量達(dá)到 16%25%時(shí)，遇明火即可引起爆炸，同時(shí)氨密度小于空氣，一旦泄漏，極易擴(kuò)散。（3）一次制冷液氨管路系統(tǒng)需要承受高壓，密封性要求嚴(yán)格，氨在操作間或冷庫(kù)間內(nèi)循環(huán)，造成生產(chǎn)操作過(guò)程中存在危險(xiǎn)。2、我國(guó)氨冷庫(kù)現(xiàn)狀、我國(guó)氨冷庫(kù)現(xiàn)狀我國(guó)于 1951 年前后開(kāi)始自主研發(fā)氨制冷壓縮機(jī)，起步較晚，現(xiàn)今氨制冷系統(tǒng)在冷凍冷藏領(lǐng)域多為氨一次制冷方式（直接制冷） ，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程，各地區(qū)新建冷庫(kù)如雨后春筍般崛起，冷庫(kù)

5、新增容量也急劇增加，多為大型冷庫(kù)，由于氨制冷劑價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛、使用方便，新建冷庫(kù)絕大多數(shù)采用氨一次制冷方式，但發(fā)展的同時(shí)，針對(duì)冷庫(kù)安全問(wèn)題也提出了更大的考驗(yàn)，安全問(wèn)題主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：（1）事故頻發(fā)，近幾年， 我國(guó)出現(xiàn)了多起氨冷庫(kù)火災(zāi)爆炸事故，2013 年 6 月 3 日，吉林省德惠市寶源禽業(yè)有限公司氨制冷設(shè)備和氨管道發(fā)生爆炸，造成 121 人死亡，76 人受傷，直接經(jīng)濟(jì)達(dá)損失 1.8 億元以上；2013 年 8 月 31 日， 上海翁牌冷藏實(shí)業(yè)有限公司發(fā)生液氨泄漏事故，造成 15 人死亡，25 人受傷； 2014 年 11 月 16 日，壽光市龍?jiān)词称酚邢薰疽缓}卜包裝車間發(fā)生氨泄漏

6、，導(dǎo)致火災(zāi)，造成 18 人死亡，13 人受傷。（2）區(qū)位的特殊性經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 城市化進(jìn)程的加快， 大量的冷庫(kù)建在了城鎮(zhèn)的中心處，往往具有人口密集的特點(diǎn)，一旦發(fā)生大量泄漏，其危險(xiǎn)程度難以想象，處置難度極大，人員疏散困難，造成的損失不可估量。冷庫(kù)對(duì)冷凍冷藏等行業(yè)發(fā)揮著巨大作用，不可替代，因此必須采取有效措施，解決氨一次制冷系統(tǒng)泄漏的潛在危害，眾多案例和潛在的危險(xiǎn)表面，氨一次制冷系統(tǒng)安全改造問(wèn)題勢(shì)在必行，這同時(shí)也是推進(jìn)我國(guó)冷凍冷藏行業(yè)發(fā)展，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的重要措施。3、氨一次制冷系統(tǒng)的改進(jìn)方、氨一次制冷系統(tǒng)的改進(jìn)方法法3.1 傳統(tǒng)冷庫(kù)改造方式傳統(tǒng)冷庫(kù)改造方式主要包括以下幾種方式：一、氨直冷改為氟利昂直

7、冷，雖然安全性有所提高，但機(jī)組需重新設(shè)計(jì)，有些混合制冷劑穩(wěn)定差，同時(shí)大多數(shù)氟利昂不是破壞臭氧層就是會(huì)造成溫?zé)o室效應(yīng)，并且我國(guó)是蒙特利爾議定書締約國(guó)，承諾逐漸取消氟利昂類物質(zhì)的應(yīng)用。二、氨直冷改為氨二次制冷，此改造方法選用的載冷劑多為酒精、乙二醇、鹽水等，缺點(diǎn)是此類載冷劑對(duì)設(shè)備銹蝕嚴(yán)重，幾個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等問(wèn)題，同時(shí)酒精易燃易爆，不但沒(méi)有解決問(wèn)題，反而帶來(lái)了新問(wèn)題?；诖?，本文提出了一種優(yōu)化的二次制冷改造方案。3.2 優(yōu)化的二次制冷改造方案二次制冷技術(shù)，也就間接制冷技術(shù)，在制冷系統(tǒng)管路增加二次冷卻液緩沖罐，使制冷劑可以在一個(gè)局部小的范圍內(nèi)，將冷量傳遞給載冷劑，然后再通過(guò)泵在常壓下將載冷

8、劑的冷量傳遞給冷庫(kù)間實(shí)現(xiàn)制冷。優(yōu)化的二次制冷改造方案如圖 1 所示。圖 1 優(yōu)化的二次制冷改造方案示意圖圖中：1、壓縮機(jī)；2、蒸發(fā)器；3、載冷劑緩沖罐；4、膨脹閥；5、冷凝器；6、冷卻水系統(tǒng)；7、熱交換器；8、暖液除霜罐；9、冷庫(kù)間；10、冷卻泵；11、暖液泵。本系統(tǒng)設(shè)有載冷劑儲(chǔ)罐與蒸發(fā)器連接，蒸發(fā)器吸收儲(chǔ)罐中載冷劑的熱量，將載冷劑降溫，載冷劑儲(chǔ)罐與冷卻泵連接，冷卻泵將載冷劑運(yùn)輸?shù)嚼鋷?kù)間釋放冷量，以達(dá)到制冷的目的；同時(shí)該系統(tǒng)在壓縮機(jī)后設(shè)有熱交換器及暖液儲(chǔ)罐，壓縮機(jī)放出的熱量進(jìn)行熱交換后儲(chǔ)存在暖液儲(chǔ)罐中，當(dāng)冷庫(kù)間進(jìn)行除霜時(shí)，將暖液通過(guò)暖液泵輸送到冷庫(kù)間進(jìn)行熱除霜；該系統(tǒng)中載冷劑與除霜液均為冰河冷

9、媒專利產(chǎn)品，該系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)直接無(wú)制冷系統(tǒng)存在的安全性問(wèn)題，暖液除霜系統(tǒng)利用壓縮機(jī)余熱除霜，達(dá)到節(jié)能的目的。本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)有載冷劑緩沖罐，其容量為載冷劑循環(huán)量的一倍以上，需要冷量時(shí)，載冷劑在冷庫(kù)間及操作間常壓循環(huán)，解決了傳統(tǒng)氨冷庫(kù)的安全性問(wèn)題，也方便以后進(jìn)行管路維修，同時(shí)當(dāng)夜間電費(fèi)低時(shí)，可以將制冷機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行，冷量?jī)?chǔ)存在載冷劑中，白天用電量大時(shí)，可以關(guān)閉制冷機(jī)組，讓儲(chǔ)存的冷量進(jìn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了電力的移峰填谷。此優(yōu)化方案中所用載冷劑為我公司專利產(chǎn)品冰河冷媒，其特點(diǎn)是用量省、載冷能力強(qiáng)、防銹性能突出，解決了傳統(tǒng)載冷劑存在的問(wèn)題，使設(shè)備使用壽命至 15 年以上。相關(guān)物性參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表 1表 1 冰河冷

10、媒與傳統(tǒng)載冷劑物性參數(shù)對(duì)比載冷劑物性參數(shù)氯化鈣乙二醇酒精冰河冷媒濃度 wt%22423836冰點(diǎn)-20-20-20-20密度 g/cm3(15)1.231.050.971.05比熱 cal/g. 0.670.800.900.86導(dǎo)熱系數(shù) W/m.K0.440.450.360.46粘度 cP12.016.012.828.26防銹性嚴(yán)重銹蝕銹蝕嚴(yán)重銹蝕不銹蝕表 1 中可見(jiàn)，同樣是冰點(diǎn)-20時(shí)，冰河冷媒比熱、導(dǎo)熱系數(shù)均大于傳統(tǒng)載冷劑、粘度小于傳統(tǒng)載冷劑、同時(shí)冰河冷媒不銹蝕設(shè)備，是二次制冷系統(tǒng)良好的載冷劑。4、結(jié)束語(yǔ)、結(jié)束語(yǔ)目前， 國(guó)內(nèi)外大中型冷庫(kù)， 采用氨一次制冷仍然是主流。我國(guó)氨系統(tǒng)冷庫(kù)發(fā)展已有 60 年歷史，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其地位越來(lái)越明顯。采用氨一次制冷方式的冷凍冷藏系統(tǒng)需