提高制冷機組制冷性能的研究

王淑玉 高冠升 王小沈 胡霄毅

（河南中煙工業有限責任公司駐馬店卷煙廠，河南 駐馬店 463000）

在節能減排宏觀指導思想下，河南中煙進一步推進各卷煙廠深入開展提質降耗活動，以降低能源消耗。面對嚴峻復雜的形勢，駐馬店卷煙廠緊盯公司發展目標，持續深化管理，開展全員降本提質增效活動。

一、現狀分析

駐馬店卷煙廠蒸汽消耗的主要設備是制冷系統、空調系統、制絲系統、洗浴系統、食堂等。對2017年7月各項蒸汽使用進行統計：

表1-1 2017年7月份各系統蒸汽用量統計如表

占蒸汽消耗的50%以上的制冷系統，由3臺溴化鋰制冷機、3臺冷凍泵、3臺冷卻泵、3組冷卻塔組成，所產生的冷凍水分別用于生產車間及辦公樓調節溫濕度使用。機組自2003年5月份投入使用，每年的五月中旬至十月為制冷機開啟的時間，運行年限較長，設備老舊，近幾年的運行效率有明顯的下降趨勢，對我們的能源管控提出了嚴峻的挑戰。

二、研究及實施

小組開展頭腦風暴，從制冷機組自身設備的保養與維護，參數優化等方面，對降低制冷機組的蒸汽消耗進行深入分析，查短板、找不足，提升設備運行效率，降低蒸汽消耗。

（一）分析制約制冷機噸蒸汽制冷量的因素

小組成員開展頭腦風暴找出影響制冷機噸蒸汽制冷量的因素，經過多重投票篩選，選出冷卻塔填料膜化性能下降、表面活性劑不足、冷凍水和冷卻水溫度參數影響3項關鍵因素，并制定改進計劃。

（二）制冷機改進及優化

1.添加表面活性劑（異辛醇）

制冷機組內表面活性劑—異辛醇，能夠降低溶液的表面張力，[1]提高吸收器和冷凝器的效果。然而由于抽真空時異辛醇蒸汽隨不凝性氣體一起排出機組，導致制冷機組內異辛醇不足，降低吸收器的吸收效果和冷凝器的冷凝效果，熱交換設備的熱、質交換效果降低，機組運行效率下降。

因此，我們定期采集制冷機機組內溶液，通過比重法測定機組內異辛醇含量，并向機組內部添加異辛醇，保證異辛醇含量為0.1-0.3%，來降低溶液的表面張力，提高吸收和冷凝效果，從而提高制冷機的制冷效率。

2.更換冷卻塔布水填料

由于冷卻塔布水所使用普通未凈化水，使用一段時間后，布水填料表面會產生結垢現象，使冷卻塔填料膜化性能下降，冷卻能力下降，造成冷卻水回水溫度升高，機組溶液濃度差減小，性能系數值下降，單位耗氣量上升，因此，我們通過定期清理冷卻塔填料表面結垢或更換新的冷卻塔布水填料來提高冷卻塔的冷卻能力。

3.冷凍水參數優化

制冷機通過冷凍水向外界輸送冷量，當其他外界條件、內部條件不變時，在一定范圍內，冷凍水出口溫度每升高1℃，制冷量提高3-5%，[2]而且機組溶液濃度差增大，但蒸汽耗量變化不大，使性能系數升高；反之，當冷凍水出口溫度每降低1℃，制冷量要降低約7-9%，但單位耗汽量上升，機組運行不經濟。

我們依據制冷機參數及生產實際設定冷水出口溫度：

室外氣溫≥33℃，濕度≥55%時，冷水出口溫度設定為12℃以下，冷水進出口溫度保持5℃左右溫差范圍，降溫除濕效果較好；

室外氣溫介于27—33℃，濕度≤45%時，冷水出口溫度設定為12-14℃。

圖2-2 改進期間1號制冷機噸蒸汽制冷量控制圖

通過對制冷機添加表面活性劑—異辛醇，更換冷卻塔布水填料，嚴格執行制冷機冷水設定標準，冷卻水進出口溫差在5℃以上，冷卻塔的熱、濕交換充分。項目完成后噸蒸汽制冷量為61.41×104Kcal/t，基線為55.00×104Kcal/t，提高了6.41×104Kcal/t，制冷機噸蒸汽制冷量得到有效提高。

三、成果總結

我們對改進前后2017年-2018年同期制冷機組蒸汽消耗進行對比分析。

表3-1 2017年—2018年制冷機組單箱蒸汽消耗

由上表可知，在5-10月同比2017年生產時間長，任務量大的情況下，制冷機組單箱蒸汽消耗折合為0.050噸/箱，較2017年制冷機組單箱蒸汽消耗0.058噸/箱，下降13.8%，節約蒸汽費用約6.64萬元，有效降低空調系統蒸汽消耗，為實現公司經濟運行的目標提供支撐。

通過對制冷機組的改進與優化，提高了設備的運行效率，增強了企業發展核心競爭力。為此我們將進一步梳理影響蒸汽消耗的其余因素，持續推進節能技術改進與創新并實施應用，為降本增效、節能降耗提供技術支撐，為有力推動企業高質量發展筑牢保障。