巴陵分公司己內酰胺新冷凍站設計

摘要:通過對巴陵分公司己內酰胺新冷凍站的設計介紹，突出溴化鋰吸收式冷水機組在工業裝置制冷系統中對廢熱能源利用的重要性。

關鍵詞:設計、冷凍站、溴化鋰吸收式冷水機組、熱水型、系統、能源、節能、運行穩定

在空調制冷行業，溴化鋰吸收式制冷機以其適應能源廣、運行穩定、維護簡單等特點在工程實際中的應用越來越顯示出其優勢，尤其是在比較大、能源品種多的工業裝置配套公用工程制備標準7(5)/12(10)℃冷凍水系統設計中，得到越來越多設計人員的青睞。筆者長期在石化行業設計院從事暖通空調設計工作，設計過不少溴化鋰吸收式冷凍站，本次介紹的僅是其中一個工程實例，拿出來與同行交流探討。

1.工程概述

隨著中石化巴陵分公司己內酰胺擴能改造二期工程及其配套工程的實施，裝置對冷負

荷的需求越來越大:新建粗己二酸裝置一期工程冷換設備需7～12℃冷凍水近200m3/h，其它裝置需新增7～12℃冷凍水約150m3/h。原有冷凍水系統能力不夠，無法承擔新增負荷，必須采取措施擴大冷凍水系統能力以滿足要求。據實地考察，原有冷凍站由于受地理位置的限制，已無法擴建;經與建設方協商確定新建一座冷凍站來擔負起上述新增冷負荷。

2.方案確定

a.根據前述負荷需要，新建冷凍站7～12℃冷凍水流量需350m3/h，綜合考慮系統耗損及其他各方面因素，取一定裕量系數，冷凍水流量確定為400m3/h;換言之，需增設一臺200×104kcal/h制冷機組才能滿足負荷需求。

b.制冷機組的選型

據建設方提供的資料顯示，可提供的能源種類比較多:公司系統有自備熱電廠，電力充沛;多種壓力等級的飽和蒸汽;更值得一提的是有相當數量的可再利用的蒸汽冷凝水廢熱資源。依據上述能源條件及當地水資源比較豐富的特點和裝置冷源參數，筆者認為該冷凍站可選擇水冷螺桿壓縮式制冷機組或溴化鋰吸收式冷水機組達到要求。但從投資、能耗等方面比較，以及滿足建設方余熱利用的要求，采用溴化鋰吸收式制冷應優于壓縮式制冷。

c.溴化鋰冷水機組型號確定

根據建設方提供的可供溴化鋰機組使用的熱源有0.8MPa及以下飽和蒸汽和可保證流量125m3/h 的裝置回收100℃蒸汽凝水廢熱，由于熱水品質較低，參考有關廠家資料，可選用一臺200×104 kcal/h雙效蒸汽熱水型標準機組，但此種機組僅能利用部分回收凝水熱源，主要消耗的是高品質蒸汽資源，只能實現部分節能目標。而按建設方要求，應充分利用凝水廢熱，降低或完全不消耗蒸汽熱源，以降低運行成本。經考察和咨詢設備廠家有關技術部門，決定采用特型設計，在技術可行的前提下，充分利用125 m3/h的100℃蒸汽凝水熱源，加大發生器中換熱盤管面積，提高熱源水進出口溫差以滿足設備負荷要求，故最終選定遠大空調有限公司設計制造的一臺單效熱水型特型機組。

3.系統流程及簡單說明

根據冷水機組配置要求，做一些簡單的說明

a.本工程冷凍水管系采用閉式系統，主要擔負己二酸裝置冷負荷，并與原有系統并網，補充其它裝置不足部分冷量。考慮裝置用冷點與冷凍站高差可達30米，且不易安裝高位水箱，為了穩定系統，故采用低位定壓膨脹罐來滿足系統靜壓要求兼系統補水作用;鑒于當地水質較好，稍加處理即能滿足機組要求，因此，本系統補水并未采用軟化水，而直接補充新鮮水，通過電子除垢器處理后由冷凍水泵壓入機組。

b.冷卻水由廠區循環水管網直接提供，能滿足機組要求。

c.熱水系統在原裝置凝水回收站凝水處理系統基礎上進行改造，凝水泵出口管首先進入冷水機組換熱，再回流至原有換熱器，形成兩級換熱系統，充分利用凝水熱量。

其它主要設備選擇有定壓膨脹裝置選擇、冷凍水泵選擇、凝水泵校核等，不再一一展開。

4.冷凍站位置確定

本冷凍站主要承擔新建己二酸一期裝置冷負荷。依照就近原則，首先考慮將冷凍站建在新建己二酸裝置附近空地，但根據建設方的遠期規劃，還將增建己二酸二期裝置，屆時需配套一座獨立冷凍站(電制冷或蒸汽型溴化鋰吸收式制冷)專供，需利用現有空地;而且，本冷凍站利用的熱源是凝水回收站提供的低品質熱水，凝水回收站距己二酸裝置較遠，為了盡量減少熱源在管路上的損失，遂決定將冷凍站靠近凝水回收站設置，此種布置，冷凍站亦靠近外管主管架，便于與外管網并接。

5.冷凍站建筑及設備布置

a.建筑區域劃分及設置

根據功能不同，將冷凍站大致劃分為三部分:冷凍機房、冷凍水泵房和必要的值班室。冷凍機房、冷凍水泵房和值班室之間設有通行門，另外，三部分都設有外門，形成良好通道;考慮到溴化鋰冷水機組運行穩定，需要的環境比較安靜，而泵房運行中相對噪聲較高，故在機房和泵房之間設置隔墻，盡可能降低對冷水機組運行的影響;冷水機組采用智能化控制，除必要的巡檢外，僅需在值班室通過操作屏監控，而水泵運行狀態需隨時觀察，故在值班室與泵房之間隔墻上設置一扇隔音觀察窗來滿足要求。

b.建筑尺寸確定

本冷凍站不需擴建，站房面積只考慮設備布置安裝需要。為了節約用地，降低土建投資，按照有關規范要求，根據冷水機組外形尺寸特點(長×寬×高 約為7000×2200×3200mm)，設計冷凍站凈高4米，冷凍機房尺寸為10800×6000mm ，冷水機組檢修時拔管空間可通過機房南北外墻上開窗實現;冷凍水泵房布置兩臺水泵和定壓膨脹裝置，綜合考慮設備尺寸及設備間相對位置要求，同時留有一定維修場地，最終確定冷凍水泵房尺寸為7500×4800mm ，加上值班室，冷凍站的外形尺寸為10800×10800mm。

6.結束語

目前，本系統已投入使用近四年，各方面狀況良好，運行穩定。筆者認為，冷凍站特別是工業裝置配套公用工程冷凍站的設計看似簡單，實際也是一項比較復雜很系統的工作，必須面面俱到，充分全面地考慮諸如投資、能源利用、流程、系統與外部條件的銜接等各方面的問題，做到投資更省、流程合理、系統與外部環境和諧、更節能，這樣的設計才算比較成功。這些只是本人的一些可能不太成熟的認識，提出來與大家共享，不對之處，望不吝賜教。

參考資料:

1.遠大Ⅸ型溴化鋰吸收式制冷機樣本 遠大空調有限公司

2.螺桿壓縮式制冷機樣本 約克公司 2008.8.12