雙效蒸汽溴化鋰吸收式制冷機的應(yīng)用

雙效蒸汽溴化鋰吸收式制冷機的應(yīng)用

河南天宏化工公司采用三臺雙效蒸汽溴化池生產(chǎn)體系，基本上可以滿足生產(chǎn)用水的需求。但隨著公司原料煤供應(yīng)緊張,自洗精煤不能有效脫水,焦爐入爐煤水分逐漸增大,2002年平均達16.9%,從而使煤氣冷卻系統(tǒng)負荷增加,煤氣集合溫度升高,平均為37℃,這樣原有三臺制冷機的冷水出口溫度升高,也直接導致粗苯貧油溫度達35℃以上,造成工藝指標達不到要求,原有的制冷機組已不能很好地滿足生產(chǎn)需要。為有效緩解煤氣冷卻系統(tǒng)負荷過大給生產(chǎn)造成的壓力,決定增設(shè)一臺制冷機與原有三臺并聯(lián)使用。同時,由于擴大生產(chǎn)后每年有近200萬m3的富裕煤氣被燃燒放散,為考慮能源的充分合理利用,在增設(shè)制冷機的同時,對利用焦爐富余煤氣作為制冷機熱源,進行研究,確定了技術(shù)改造方案。經(jīng)改造投入運行后,較好地滿足了生產(chǎn)需要,使工藝指標趨于合理。1鍋爐蒸汽熱源目前,國內(nèi)常用的溴化鋰制冷技術(shù)有兩類:一是雙效蒸汽溴化鋰制冷技術(shù);二是直燃型溴化鋰制冷技術(shù)。雙效蒸汽溴化鋰制冷技術(shù),是利用鍋爐蒸汽或熱電廠二次蒸汽等作為熱源,其特點是振動較小,噪聲低,所有工質(zhì)無臭、無毒、無爆炸、無燃燒、對人體無害。1999年在焦化公司水系統(tǒng)改造中,就應(yīng)用了這種技術(shù)。但經(jīng)過幾年的運行,發(fā)現(xiàn)蒸汽耗量較大,機組的制冷會因蒸汽壓力不穩(wěn)定而波動,造成冷卻效果不穩(wěn)定。機組自動化水平低,調(diào)節(jié)復雜,不易操作,使用5年來,已多次出現(xiàn)銅管泄漏,冷量衰減較多。1.2利用富集煤氣資源的蒸發(fā)煙氣余熱直燃型溴化鋰制冷技術(shù),是以煤氣、石油氣等為熱源,燃燒的熱量直接作用于制冷機組的熱交換裝置,熱交換率高,流程更為簡便,省去蒸汽生產(chǎn)環(huán)節(jié),除具備了蒸汽型溴化鋰制冷技術(shù)的所有優(yōu)點外,還有永不結(jié)晶、可靠性能高、自動化水平高、使用壽命長等特點,關(guān)鍵是它可直接利用了焦化公司的富裕煤氣資源,減少了蒸汽鍋爐的負荷。2技術(shù)的確定2.1溴化鋰溶液配制直燃型溴化鋰吸收式制冷機組是以燃油氣為熱源,水為制冷劑,溴化鋰溶液為吸收劑,在真空狀態(tài)下交替制取工藝用冷水的設(shè)備。機組由高低壓發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器和高低溫熱交換器等主要部件及抽排氣裝置、熔晶管等輔助部分組成。2.2蒸發(fā)器傳熱管表面制冷處于高真空狀態(tài)的機組吸收器內(nèi)的稀溶液由溶液泵送往高壓發(fā)生器,途中流經(jīng)低溫熱交換器和高溫熱交換器。進入高壓發(fā)生器的稀溶液被焦爐煤氣燃燒產(chǎn)生的熱量加熱,濃縮成中間溶液,產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽。中間溶液經(jīng)高溫熱交換器傳熱管間,與傳熱管內(nèi)的稀溶液進行熱量交換降溫后進入低壓發(fā)生器,在低壓發(fā)生器中被來自高壓發(fā)生器的高溫冷劑蒸汽再次加熱,分離出冷劑蒸汽,濃縮成濃溶液。濃溶液經(jīng)低溫熱交換器傳熱管間,與傳熱管內(nèi)的稀溶液進行熱量交換,降溫后進入吸收器,再次吸收蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽。高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽在低壓發(fā)生器傳熱管內(nèi)冷凝成冷劑水,經(jīng)節(jié)流后進入冷凝器,低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽也進入冷凝器內(nèi),被冷卻水冷凝成冷劑水,兩股冷劑水經(jīng)U形管流入蒸發(fā)器水盤,被冷劑泵再次抽出噴淋在蒸發(fā)器傳熱管表面制冷。這個過程不斷循環(huán)進行,蒸發(fā)器就連續(xù)不斷地制取低溫冷水,供生產(chǎn)所用。2.3節(jié)能特點特點直燃式制冷機組具有冷量衰減率低(每年不超過0.3%)、煤氣耗量低(425Nm3/h,18000kJ/Nm3/h)、冷卻水耗量低(600m3/h),換熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)能高效等特點,并且自動化水平高,操作簡單,安全可靠。因此,結(jié)合公司現(xiàn)實情況,決定采用直燃型溴化鋰制冷技術(shù)對水循環(huán)進行改造。3對直燃式制冷機組熱源的實驗研究3.1增設(shè)一臺直燃型溴化鋰吸收式制冷機組。3.2對利用焦爐產(chǎn)生的粗煤氣作為直燃式制冷機組熱源,進行研究并應(yīng)用。3.2依據(jù)粗煤氣的雜質(zhì)成分,研究選用相配套或性能相近的煤氣預(yù)熱器和過濾器,作為煤氣燃燒裝置,以達到向制冷機組穩(wěn)定供熱的目的。3.4改造相配套的原制冷系統(tǒng)風冷塔的相關(guān)設(shè)備及工藝流程。4直燃式制冷機組根據(jù)公司已運行的制冷系統(tǒng)的冷水、冷卻水的溫度情況,選用ZXQ-233(31.3/18)(34/40)型直燃式制冷機組,并依煤氣雜質(zhì)成分含量,選用相配套的包括煤氣預(yù)熱器和過濾器的粗煤氣燃燒裝置,可有效脫除煤氣中的雜質(zhì),避免燃燒系統(tǒng)在短時間內(nèi)堵塞而影響機組正常運行。4.2制冷系統(tǒng)的水系統(tǒng)改造制冷系統(tǒng)原有的三臺鋼筋混凝土風冷塔因無備用塔而長期連續(xù)運行,其內(nèi)部填料老化,冷卻效果下降;另外,原1號塔因無備用一旦停機檢修就會直接影響冷水溫度,對生產(chǎn)造成不利。因此,我們考慮在制冷系統(tǒng)新增兩臺型號為BFNZDG-750(II)方型逆流式玻璃鋼冷卻塔(4號、5號),按原來的冷卻水和冷水兩個水路,將1號塔與新5號塔并聯(lián)使用,將2號、3號塔與新4號塔并聯(lián)使用,利用原集水池與新舊冷卻塔形成仍舊各自獨立的循環(huán)冷水回路和循環(huán)冷卻水回路。同時,實現(xiàn)了新舊風冷塔互為備用,既方便了冷卻塔的檢修,又保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。圖1、圖2分別為制冷系統(tǒng)改造前后工藝流程示意圖。4.3冷卻水泵環(huán)保改造隨著制冷機、風冷塔的改造,制冷系統(tǒng)中原使用的四臺(三用一備)流量為468m3/h的冷卻水泵,因供水能力不足全部更新為流量為1030m3/h的SMGW250-380型高效水泵,以滿足新系統(tǒng)冷卻水的需要。4.4支持配置在進行制冷系統(tǒng)改造的同時,公司決定在洗精煤進入煤塔前增設(shè)煤烘干裝置,以降低精煤水分,進一步降低煤氣初冷系統(tǒng)負荷。5提高粗苯貧油溫度控制5.1直燃型制冷機投用后,運行平穩(wěn),有效緩解了原制冷系統(tǒng)冷量不足的矛盾,冷卻效果明顯,煤氣集合溫度保持在25℃～30℃,見表1。,粗苯貧油溫度控制在28℃左右,見表2,達到工藝指標要求。并且,冷卻水和冷水各自的風冷塔都有備用,檢修時不再影響制冷系統(tǒng)的正常運行。5.2直燃型機組充分利用了本公司的富余煤氣,年可節(jié)約蒸汽2.2萬余t,價值64.35萬元;同時,年可利用富裕煤氣183.6萬m3,價值64.26萬元,節(jié)能增效效果顯著。5.3該機組自動化程度高,便于操作,降低了職工的勞動強度。6化企業(yè)應(yīng)用蒸汽型機組的節(jié)能技術(shù)直燃型制冷機具有較多