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蒸汽压缩制冷
低压蒸汽喷射式制冷机的应用

  [收稿日期]2015 09 23 [作者简介] 成华峰(1974—),男,山西霍州人,工程师。 低压蒸汽喷射式制冷机的应用 (山西焦化股份有限公司,山西 洪洞 041606) 山西焦化股份有限公司焦化厂一、二系统原采用低温水 (新鲜水) 换热后直接排放, 造成 吨焦耗水高, 采用低压蒸汽喷射式制冷机对水系统进行改造后, 实现节水400 节能效果显著。[关键词] 焦化; 余热利用; 蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组; 低压蒸汽喷射式制冷机; 改造; 节水 [中图分类号] TQ 522 16 [文献标志码] [文章编号]1004 -9932(2016)02 -0073 -02 项目实施的必要性山西焦化股份有限公司 600kt 个系统组成,其中一系统为2 座50 三系统均为2座65 焦炉。由于焦化厂一、 二系统原设计所用新鲜水 为附近霍泉14 有采用制冷装置进行回收利用,造成焦化厂区域 新鲜水夏季平均用量达 吨焦耗水高达262 与同行业吨焦耗水1 相比差距较大,新鲜水用量远远高 于行业水平。 按照国家节能减排 三条红线”的要求, 必须进行水系统的改造, 以减少水的用 量及排水总量, 全面提高水资源的利用效率。 改造方案的确定结合山焦焦化厂三系统蒸汽双效溴化锂吸收 式冷水机组的运行状况, 以及干熄焦投产后夏季 有30 以上富余低压蒸汽的情况,我们对蒸 汽双效溴化锂制冷机组、 低压蒸汽喷射线 种制冷技术进行了比较, 以确定焦化厂 二系统的改造方案。每台蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组制冷量 每台低压蒸汽喷射式冷水机组制冷量为5 种制冷装置的运行性能对比见表1(每台 制冷机组的制冷量按5 10 蒸汽喷射真空制冷装置 蒸汽溴化锂吸收式 冷水机组 所用蒸汽 饱和蒸汽蒸汽 工作介质 蒸汽、水和溴化锂溶液制冷温差 可调范围大可调范围小 制冷量 永不衰减逐年衰减 工作蒸汽压力 MPa蒸汽耗量 安装占地要求立体安装 平面安装 岗位人员要求 无人值守 无人值守 使用寿命 为核算周期,山焦焦化厂三系统的蒸 汽双效溴化锂吸收式冷水机组年综合运行时间 150 电价0675 (制冷使用的低压蒸汽是乏汽,制冷机不用 时全排放, 故对蒸汽的成本不作核算)。 蒸汽喷射真空制冷装置 蒸汽溴化锂吸收式 冷水机组 机组电费 18冷却水系统费用 50 50 机组维保及备品备件费用 24费用合计 50 蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组每台功率10kW; 时间内,每台溴化锂吸收式冷水机组需补充更新溴化锂 溶液1 溴化锂溶液价格3万元/ 可以看出,采用低压蒸汽喷射式制冷 机制取冷水与采用蒸汽双效溴化锂制冷机组相 万元。更重要的是, 双效溴化锂制冷机组运行效率 衰减较快, 山焦焦化厂三系统使用4 MSizedNitrogenous Fertilizer Progress No Mar.2016 kcal 的蒸汽双效溴化锂制冷机组,刚投产2 制冷量,可满足生产要求; 台机组全开才达到6 的制冷量,已经不能满 足生产需求; 2014 年开始, 的制冷量,多次检修效果不明 月停下后再没有使用。而低压蒸 汽喷射式制冷机以水为冷冻剂, 不存在运行效率 衰减的现象, 运行稳定性高。 经综合比较, 鉴于低压蒸汽喷射式制冷机组 运行稳定、 运行维护费用低、 使用寿命长等优 我公司最终确定采用低压蒸汽喷射式制冷机组对焦化厂一、 二系统进行改造。 总体思路综合考虑山焦焦化厂整个水系统的平衡, 化厂一系统不进行制冷技改,其退水主要用于焦 焦油加工厂的循环水补水,实现水量平 考虑系统调节的需要,一小部分退水进消防 水池。 焦化厂二系统采用低压蒸汽喷射真空制冷 装置对系统供水进行改造, 其制冷后的高温退水 通过低压蒸汽喷射真空制冷装置将水冷却后返回 低温水池循环使用。 本着节约投资的原则, 本次 改造利用闲置的发电系统4 000 低压蒸汽喷射式制冷机工作原理及流程低压蒸汽喷射式制冷技术利用生产过程中产 生的大量余热蒸汽、 二次蒸汽作为动力源, 通过 喷射而形成真空, 在真空的环境中, 水在常温下 进行蒸发, 在释放出潜热的过程中, 水的温度迅 速下降, 通过控制水的潜热释放量, 得到符合工 艺冷却需要的不同温度的冷水。 低压蒸汽喷射式制冷装置工艺流程: 车间、供汽车间发电后的乏汽或烟道气余热回收 锅炉生产的低压蒸汽送至低压蒸汽喷射制冷装置 进入分汽缸,由分汽缸向主喷射器 和辅助喷射器供汽, 通过喷射器的工作使蒸发器 内形成真空环境, 焦化厂二系统各工序换热升温 后的二次水利用余压流入低压蒸汽喷射制冷装置 的蒸发器, 在蒸发器内, 096MPa 压下迅速蒸发释放潜热,水温降低, 成为所需的 冷冻水 低温水),依靠重力自流入冷冻水池 (低温水池), 最后通过低温水泵送回收系统各 工序, 完成一个制冷循环; 蒸发器产生的冷蒸汽 由主喷射器送入主冷凝器中冷凝, 不凝性气体和 部分未凝结的水蒸气由第一辅助喷射器送入第一 辅助冷凝器冷凝, 剩余的不凝性气体和水蒸气混 合物由第二辅助喷射器送入第二辅助冷凝器, 后将系统中所有不凝性气体排入大气;从冷凝器 排出的冷却水, 依靠重力流入冷凝器回水池, 冷却水泵送往冷却塔,经冷却塔降温后流入冷却 塔水池中, 再由冷却塔水泵送入3 个冷凝器, 成一个冷却循环。通过制冷及冷却循环, 制冷机 组连续产出符合需求的冷水。 项目的实施目前国内低压喷射式制冷机有叉式制冷机和 大气桥式制冷机2 药企业使用,近年来部分焦化企业开始使用。 过考察比较,发现叉式低压蒸汽喷射式制冷机组 蒸汽耗量低、 运行更稳定, 而据热量衡算, 考虑一定的富余量, 选用了2 的制冷机组。 2014 年12 月份项目开工建设, 2015 建成投用。投用以来, 制冷水量达600 蒸汽耗量为13~16 达到了低温水(16 的标准要求, 制冷量6 60 (制冷量偏小的主要原因是焦化系统限产, 热负荷低)。 节水效益山焦焦化厂二系统600 二次水通过制冷机降温后, 200 的冷水补充至消防水系统用于水量平衡和温度调节, 其余400 水全部回收利用,可节约 400 的新鲜水,公司吨焦耗水从2 62 减至184 接近同行业水平, 总排口排污水量也相应减少 400 万元(冬季运行模式与制冷机 无关, 所产生的效益不计在内, 减少的排污费用 也不计在内)。 项目总投资1 100 万元, 按夏季 运行直接节水效益测算, 项目实施后,解决了公司部分富余低压蒸汽 无法利用的问题, 最大限度地节约了生产系统的 新鲜水用量, 提高了新鲜水的重复利用率, 减少 了废水外排量, 为公司实现零排放打下了坚实的 基础, 而且符合国家循环经济发展战略的要求, 更有利于公司的长远发展。 结束语由于山焦夏季低压蒸汽有富余, 将富余低压 蒸汽与低压蒸汽喷射式制冷技术结合, 既可消化 富余低压蒸汽, 又节约新鲜水, 实现节能减排, 效益巨大。 尤其是焦炉烟道气和上升管余热利用 技术的逐步推广, 再与低压蒸汽喷射式制冷技术 结合, 可以实现效益最大化。 而如果没有进行余 热利用, 按蒸汽价格 130 制冷机年运行150 的蒸汽消耗费用将高达702 万元, 远大于节水效益。 鉴于山焦干 熄焦装置的乏汽夏季仍有 15 以上的富余,且焦化厂三系统的溴化锂机组无法修复, 计划 2016 年将焦化厂三系统也改造为低压蒸汽喷射 式冷水机组 分析与检测[收稿日期] 2015 08 27 [修稿日期]2015 09 15 [作者简介] 周孔国(1974—),男,四川广安人,高级工程师。 甲烷转化催化剂硅含量测定方法改进 (云南解化清洁能源开发有限公司解化分公司,云南 开远 661600) 简介甲烷转化催化剂的组成,分析与探讨工业催化剂生产过程中影响其性能的参数, 指出 镍催化剂硅含量常用测定方法存在的问题, 并在试验的基础上提出了测定方法的改进。 改进后的硅含量测 定方法, 通过对比试验验证了其可行性, 且其精密度好、 准确度高。 [关键词] 甲烷转化催化剂; 硅含量; 测定方法; 改进; 注意事项 [中图分类号] TQ 426 94 [文献标志码] [文章编号]1004 -9932(2016)02 -0075 -04 甲烷转化催化剂主要以镍为活性组分,不同 催化剂主要是助剂和载体成分不同, 这些组分对 催化剂性能、 强度、 密度、 耐热性能等均有影 催化剂载体有硅铝酸钙、铝酸钙和耐火材 以硅铝酸钙为载体的,钙硅含量高, 强度下 易破碎,阻力增大; 以铝酸钙为载体的, SiO 2%,CaO 含量 10%,其余为 Al 活性好,强度较高, 使用寿命 但经冷凝液冲击、卸压和其他机械损害后, 强度 会下降; 以耐火材料为载体的, CaO 量均小于01%, 强度高, 不易结焦和积炭, 转移杂质,后续催化剂和设备不受污染, 但价格高。SiO 形式转入气相中,转入气相中的 SiO 热锅炉或高温变换催化剂床层上部,析出后影响 传热和催化活性, 增大阻力。 因此, 选择催化剂 时应严格控制 SiO 等杂质含量。部分氧化过程系高温、 中压并有水蒸气存在的气 等挥发迁移十分有利,易给生产带来影响, 因此准确掌握催化剂中杂质 含量显得尤为重要。 甲烷转化催化剂硅含量测定常采用 HG/ T3543—2006 《天然气转化催化剂化学成分分析 方法》 中硅含量测定方法, 但实际操作过程中 发现, 由于样品熔融不完全, 熔融物不易浸取, MSizedNitrogenous Fertilizer Progress No Mar.2016