提高制冷機(jī)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(yè)有限責(zé)任公司駐馬店卷煙廠，河南 駐馬店 463000）

在節(jié)能減排宏觀指導(dǎo)思想下，河南中煙進(jìn)一步推進(jìn)各卷煙廠深入開展提質(zhì)降耗活動，以降低能源消耗。面對嚴(yán)峻復(fù)雜的形勢，駐馬店卷煙廠緊盯公司發(fā)展目標(biāo)，持續(xù)深化管理，開展全員降本提質(zhì)增效活動。

一、現(xiàn)狀分析

駐馬店卷煙廠蒸汽消耗的主要設(shè)備是制冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、制絲系統(tǒng)、洗浴系統(tǒng)、食堂等。對2017年7月各項蒸汽使用進(jìn)行統(tǒng)計：

表1-1 2017年7月份各系統(tǒng)蒸汽用量統(tǒng)計如表

占蒸汽消耗的50%以上的制冷系統(tǒng)，由3臺溴化鋰制冷機(jī)、3臺冷凍泵、3臺冷卻泵、3組冷卻塔組成，所產(chǎn)生的冷凍水分別用于生產(chǎn)車間及辦公樓調(diào)節(jié)溫濕度使用。機(jī)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(jī)開啟的時間，運行年限較長，設(shè)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(yán)峻的挑戰(zhàn)。

二、研究及實施

小組開展頭腦風(fēng)暴，從制冷機(jī)組自身設(shè)備的保養(yǎng)與維護(hù)，參數(shù)優(yōu)化等方面，對降低制冷機(jī)組的蒸汽消耗進(jìn)行深入分析，查短板、找不足，提升設(shè)備運行效率，降低蒸汽消耗。

（一）分析制約制冷機(jī)噸蒸汽制冷量的因素

小組成員開展頭腦風(fēng)暴找出影響制冷機(jī)噸蒸汽制冷量的因素，經(jīng)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(shù)影響3項關(guān)鍵因素，并制定改進(jìn)計劃。

（二）制冷機(jī)改進(jìn)及優(yōu)化

1.添加表面活性劑（異辛醇）

制冷機(jī)組內(nèi)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(jī)組，導(dǎo)致制冷機(jī)組內(nèi)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(shè)備的熱、質(zhì)交換效果降低，機(jī)組運行效率下降。

因此，我們定期采集制冷機(jī)機(jī)組內(nèi)溶液，通過比重法測定機(jī)組內(nèi)異辛醇含量，并向機(jī)組內(nèi)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(jī)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(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)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(jī)組溶液濃度差減小，性能系數(shù)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(jié)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(shù)優(yōu)化

制冷機(jī)通過冷凍水向外界輸送冷量，當(dāng)其他外界條件、內(nèi)部條件不變時，在一定范圍內(nèi)，冷凍水出口溫度每升高1℃，制冷量提高3-5%，[2]而且機(jī)組溶液濃度差增大，但蒸汽耗量變化不大，使性能系數(shù)升高；反之，當(dāng)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(jī)組運行不經(jīng)濟(jì)。

我們依據(jù)制冷機(jī)參數(shù)及生產(chǎn)實際設(shè)定冷水出口溫度：

室外氣溫≥33℃，濕度≥55%時，冷水出口溫度設(shè)定為12℃以下，冷水進(jìn)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(shè)定為12-14℃。

圖2-2 改進(jìn)期間1號制冷機(jī)噸蒸汽制冷量控制圖

通過對制冷機(jī)添加表面活性劑—異辛醇，更換冷卻塔布水填料，嚴(yán)格執(zhí)行制冷機(jī)冷水設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，冷卻水進(jìn)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(jī)噸蒸汽制冷量得到有效提高。

三、成果總結(jié)

我們對改進(jìn)前后2017年-2018年同期制冷機(jī)組蒸汽消耗進(jìn)行對比分析。

表3-1 2017年—2018年制冷機(jī)組單箱蒸汽消耗

由上表可知，在5-10月同比2017年生產(chǎn)時間長，任務(wù)量大的情況下，制冷機(jī)組單箱蒸汽消耗折合為0.050噸/箱，較2017年制冷機(jī)組單箱蒸汽消耗0.058噸/箱，下降13.8%，節(jié)約蒸汽費用約6.64萬元，有效降低空調(diào)系統(tǒng)蒸汽消耗，為實現(xiàn)公司經(jīng)濟(jì)運行的目標(biāo)提供支撐。

通過對制冷機(jī)組的改進(jìn)與優(yōu)化，提高了設(shè)備的運行效率，增強(qiáng)了企業(yè)發(fā)展核心競爭力。為此我們將進(jìn)一步梳理影響蒸汽消耗的其余因素，持續(xù)推進(jìn)節(jié)能技術(shù)改進(jìn)與創(chuàng)新并實施應(yīng)用，為降本增效、節(jié)能降耗提供技術(shù)支撐，為有力推動企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展筑牢保障。