成型機(jī)冬季用大氣制冷設(shè)想

【摘要】大慶石化公司石蠟成型裝置，采用氨制冷系統(tǒng)冷卻蠟液，從而成型，冷卻過(guò)程中氨壓機(jī)要反復(fù)壓縮氨氣，并用大量的新鮮水及空冷將其冷卻成液氨，使得成型裝置電、水消耗量都比較大，能耗較高。大慶地處高緯度，冬季氣溫較低，如果可以利用自然低溫空氣給成型機(jī)制冷，既可以節(jié)約氨壓機(jī)用電，節(jié)能降耗，也可以避免有毒有害介質(zhì)氨引入裝置。本文介紹了一種給冷室引入低溫空氣以冷卻蠟液的辦法，空氣制冷系統(tǒng)通過(guò)在入冷室前設(shè)空氣緩沖罐和熱水加熱器，以控制空氣溫度在指標(biāo)范圍內(nèi)。

【關(guān)鍵詞】空氣制冷；節(jié)能；石蠟成型

【中圖分類號(hào)】S210.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672—5158（2012）08—0287-02

1.引言

石蠟成型是石蠟生產(chǎn)過(guò)程中最后一道工序，它是將石蠟加氫或石蠟白土精制后的蠟液冷卻至（-8～10）℃，形成一定規(guī)格的固體蠟塊。我公司石蠟成型采用鏈盤式石蠟連續(xù)成型機(jī)，它將蠟液注入金屬蠟盤，在鏈條帶動(dòng)下進(jìn)入冷室，室內(nèi)設(shè)液氨蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機(jī)來(lái)保持冷室的溫度，蠟液的熱量被冷風(fēng)帶走后，逐漸冷卻并形成蠟塊，離開(kāi)冷室，經(jīng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)脫模，由傳送帶送出，包裝。

氨制冷系統(tǒng)工作時(shí)，液氨由氨泵從低壓氨貯罐抽出打入冷室內(nèi)的6臺(tái)蒸發(fā)器，經(jīng)汽化帶走冷室內(nèi)的熱量后，氣氨和未汽化的液氨回到低壓氨貯罐，氣氨則被吸入氨壓機(jī)壓縮后經(jīng)油氨分離罐分油，進(jìn)入蒸發(fā)冷凝器，被冷卻成液氨再進(jìn)入高壓氨貯罐，并通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥向低壓氨貯罐供氨，液氨不斷地從低壓氨罐抽出，循環(huán)使用。在此過(guò)程中氨壓機(jī)需要不斷的做功，最大功率可達(dá)到298kw，耗電量大，且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲較大，不利于保持員工良好的工作環(huán)境；而且，蒸發(fā)冷凝器冷卻高壓氨需要消耗新鮮水8t/h，使裝置能耗上升。

由于大慶地處高緯度，冬季氣溫較低，最低可達(dá)到-30℃，如果可以利用這部分自然低溫空氣給成型機(jī)制冷，既可以節(jié)約氨壓機(jī)用電，也可以避免有毒有害介質(zhì)氨引入裝置。因此，空氣制冷既節(jié)能又環(huán)保，不失為冬季成型裝置節(jié)能降耗的好途徑。

2.空氣制冷工藝流程介紹

2.1 流程介紹

上圖為空氣制冷流程示意圖，冷空氣由鼓風(fēng)機(jī)吸入，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)掉雜質(zhì)后，通過(guò)熱水加熱器加熱，加熱到一定溫度再進(jìn)入空氣緩沖罐，緩沖罐入口在中下部，出口在頂部，以便脫除多余的水分，空氣溫度在緩沖罐內(nèi)穩(wěn)定在指標(biāo)范圍內(nèi)（-8～10）℃，從緩沖罐出來(lái)后分兩路連接在成型冷室頂部的空氣分布管上，空氣分布管上有較多的開(kāi)口，將空氣均勻的噴出，利用空氣的低溫冷卻蠟液。由于冷空氣較熱空氣重，向下流動(dòng)，冷室底部設(shè)有抽真空系統(tǒng)，真空管線繞冷室底部墻一周，管線上開(kāi)有吸入孔，內(nèi)部管線與外部的兩根出口管線相連，吸入的空氣經(jīng)過(guò)濾器后匯集在一條管線上進(jìn)入真空泵，由水環(huán)式真空泵抽出排入大氣。

2.2 冷室內(nèi)氣流說(shuō)明

冷空氣進(jìn)入冷室后，通過(guò)頂部進(jìn)氣分布器的作用，可以將冷空氣以低速?gòu)V范圍的向冷室內(nèi)散布，通過(guò)控制鼓風(fēng)機(jī)和真空泵的排出量，冷室內(nèi)進(jìn)、出空氣量可以達(dá)到平衡，因此，整個(gè)冷室空氣流動(dòng)較為緩和，從而避免了將灰塵等吹起來(lái)落在蠟盤上產(chǎn)生雜質(zhì)蠟，影響成型機(jī)產(chǎn)量現(xiàn)象的發(fā)生。成型機(jī)澆注器和翻轉(zhuǎn)脫模機(jī)構(gòu)在冷室外，鏈盤進(jìn)、出冷室使得冷室有部分開(kāi)口與外界相通，為防止外界空氣進(jìn)入冷室內(nèi)影響溫度，可以控制鼓風(fēng)機(jī)排量大于真空泵排量，即空氣進(jìn)入量大于排出量形成正壓。

2.3 空氣溫度控制說(shuō)明

空氣溫度控制是至關(guān)重要的，溫度過(guò)低可導(dǎo)致蠟板炸裂，溫度過(guò)高可造成蠟軟，此工藝流程通過(guò)空氣加熱器的熱水給水量與緩沖罐內(nèi)空氣溫度進(jìn)行串級(jí)控制，設(shè)置目標(biāo)值1℃，實(shí)際值圍繞目標(biāo)值波動(dòng)，空氣溫度超過(guò)控制目標(biāo)時(shí)控制閥關(guān)小熱水給水量降低空氣溫度，反之溫度偏低時(shí)開(kāi)大熱水給水量給空氣提溫，實(shí)現(xiàn)空氣溫度自動(dòng)控制，操控較簡(jiǎn)單。

3.空氣制冷與氨壓機(jī)制冷優(yōu)劣對(duì)比

3.1 能耗及投資

下面從水、電、汽消耗量以及設(shè)備投資方面進(jìn)行分析對(duì)比：

如表1所示。空氣制冷系統(tǒng)不再使用氨壓機(jī)制冷，省去了收氨退氨的操作；不需要空冷及水箱用水，只有澆注器溫度需要用水冷器控制，可節(jié)約大量的循環(huán)水用量；電消耗方面，氨壓機(jī)功率為298kw，空氣制冷系統(tǒng)只需功率為30kw的鼓風(fēng)機(jī)一臺(tái)，30kw的真空泵一臺(tái)，共60kw，因此用電方面會(huì)節(jié)省很多；由于蒸汽用來(lái)給管線伴熱和高位罐加熱，因此蒸汽消耗不變。換熱器會(huì)使用一定量的熱水，目前熱水未計(jì)入能耗中。

設(shè)備選用方面，如表2，選用羅茨三葉鼓風(fēng)機(jī)，排量約1200m³/h，加裝變頻器后可以控制其空氣排量；普通水環(huán)式真空泵排量為800m³/h；熱水加熱器可以利舊節(jié)約投資；緩沖罐使用60m³普通碳鋼罐，高5m、直徑為4m；過(guò)濾器使用普通筒狀過(guò)濾器四臺(tái)。目前冷室規(guī)格空氣容量約為345m³，鼓風(fēng)機(jī)充滿整個(gè)冷室需要約18分鐘，真空泵抽出時(shí)間約為25分鐘。冷室內(nèi)空氣更新快，能很好的保證較穩(wěn)定的溫度。系統(tǒng)設(shè)備投資價(jià)格低廉，總設(shè)備投資約為5.7萬(wàn)元，外加管線及人工費(fèi)整個(gè)系統(tǒng)投資約需要15萬(wàn)元，成本較低。

3.2 空氣制冷操作簡(jiǎn)單，更加環(huán)保

空氣制冷系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)在于空氣溫度的控制，而此操作可以通過(guò)儀表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作員加強(qiáng)對(duì)溫度點(diǎn)及熱水流量的監(jiān)控即可。兩臺(tái)用電設(shè)備都為低功率普通電機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)和真空泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)停較為方便，運(yùn)行周期長(zhǎng)，便于維修。噪音小，對(duì)于工人的工作環(huán)境有較大的改善。介質(zhì)為空氣，十分安全，避免了危險(xiǎn)介質(zhì)氨的引入。

3.3 空氣制冷系統(tǒng)條件要求

由于整個(gè)系統(tǒng)在冬季投用，需要做好設(shè)備管線的防凍工作，加熱器在熱水關(guān)小或關(guān)閉的情況下容易凍壞設(shè)備，另外，空氣緩沖罐起到恒定空氣溫度的作用，因此，這兩臺(tái)設(shè)備不宜建在室外，這就對(duì)廠房空間有一定要求。空氣制冷由于引入的是外界大氣，對(duì)天氣要求相對(duì)苛刻，沙塵天氣對(duì)系統(tǒng)影響較大，對(duì)過(guò)濾系統(tǒng)要求高，高效的過(guò)濾系統(tǒng)可以起到除塵除雜質(zhì)的作用，但需要增加清理過(guò)濾網(wǎng)的頻次；且只能在冬季投用，氣溫不能高于10℃，夏季仍需要投用氨制冷系統(tǒng)，因此空氣制冷系統(tǒng)不能完全代替氨制冷系統(tǒng)。

4.結(jié)束語(yǔ)

空氣制冷系統(tǒng)利用自然冷空氣冷卻蠟液，清潔環(huán)保，可明顯降低裝置能耗，適合在冬季氣溫較低地區(qū)的成型裝置中應(yīng)用。