巴陵分公司己内酰胺新冷冻站设计

来源:用户上传      作者: 李 军

　　摘要:通过对巴陵分公司己内酰胺新冷冻站的设计介绍,突出溴化锂吸收式冷水机组在工业装置制冷系统中对废热能源利用的重要性。
　　关键词:设计、冷冻站、溴化锂吸收式冷水机组、热水型、系统、能源、节能、运行稳定
　　
　　在空调制冷行业,溴化锂吸收式制冷机以其适应能源广、运行稳定、维护简单等特点在工程实际中的应用越来越显示出其优势,尤其是在比较大、能源品种多的工业装置配套公用工程制备标准7(5)/12(10)℃冷冻水系统设计中,得到越来越多设计人员的青睐。笔者长期在石化行业设计院从事暖通空调设计工作,设计过不少溴化锂吸收式冷冻站,本次介绍的仅是其中一个工程实例,拿出来与同行交流探讨。
　　1.工程概述
　　随着中石化巴陵分公司己内酰胺扩能改造二期工程及其配套工程的实施,装置对冷负
　　荷的需求越来越大:新建粗己二酸装置一期工程冷换设备需7～12℃冷冻水近200m3/h,其它装置需新增7～12℃冷冻水约150m3/h。原有冷冻水系统能力不够,无法承担新增负荷,必须采取措施扩大冷冻水系统能力以满足要求。据实地考察,原有冷冻站由于受地理位置的限制,已无法扩建;经与建设方协商确定新建一座冷冻站来担负起上述新增冷负荷。
　　2.方案确定
　　a.根据前述负荷需要,新建冷冻站7～12℃冷冻水流量需350m3/h,综合考虑系统耗损及其他各方面因素,取一定裕量系数,冷冻水流量确定为400m3/h;换言之,需增设一台200×104kcal/h制冷机组才能满足负荷需求。
　　b.制冷机组的选型
　　据建设方提供的资料显示,可提供的能源种类比较多:公司系统有自备热电厂,电力充沛;多种压力等级的饱和蒸汽;更值得一提的是有相当数量的可再利用的蒸汽冷凝水废热资源。依据上述能源条件及当地水资源比较丰富的特点和装置冷源参数,笔者认为该冷冻站可选择水冷螺杆压缩式制冷机组或溴化锂吸收式冷水机组达到要求。但从投资、能耗等方面比较,以及满足建设方余热利用的要求,采用溴化锂吸收式制冷应优于压缩式制冷。
　　c.溴化锂冷水机组型号确定
　　根据建设方提供的可供溴化锂机组使用的热源有0.8MPa及以下饱和蒸汽和可保证流量125m3/h 的装置回收100℃蒸汽凝水废热,由于热水品质较低,参考有关厂家资料,可选用一台200×104 kcal/h双效蒸汽热水型标准机组,但此种机组仅能利用部分回收凝水热源,主要消耗的是高品质蒸汽资源,只能实现部分节能目标。而按建设方要求,应充分利用凝水废热,降低或完全不消耗蒸汽热源,以降低运行成本。经考察和咨询设备厂家有关技术部门,决定采用特型设计,在技术可行的前提下,充分利用125 m3/h的100℃蒸汽凝水热源,加大发生器中换热盘管面积,提高热源水进出口温差以满足设备负荷要求,故最终选定远大空调有限公司设计制造的一台单效热水型特型机组。
　　3.系统流程及简单说明
　　根据冷水机组配置要求,做一些简单的说明
　　a.本工程冷冻水管系采用闭式系统,主要担负己二酸装置冷负荷,并与原有系统并网,补充其它装置不足部分冷量。考虑装置用冷点与冷冻站高差可达30米,且不易安装高位水箱,为了稳定系统,故采用低位定压膨胀罐来满足系统静压要求兼系统补水作用;鉴于当地水质较好,稍加处理即能满足机组要求,因此,本系统补水并未采用软化水,而直接补充新鲜水,通过电子除垢器处理后由冷冻水泵压入机组。
　　b.冷却水由厂区循环水管网直接提供,能满足机组要求。
　　c.热水系统在原装置凝水回收站凝水处理系统基础上进行改造,凝水泵出口管首先进入冷水机组换热,再回流至原有换热器,形成两级换热系统,充分利用凝水热量。
　　其它主要设备选择有定压膨胀装置选择、冷冻水泵选择、凝水泵校核等,不再一一展开。
　　4.冷冻站位置确定
　　本冷冻站主要承担新建己二酸一期装置冷负荷。依照就近原则,首先考虑将冷冻站建在新建己二酸装置附近空地,但根据建设方的远期规划,还将增建己二酸二期装置,届时需配套一座独立冷冻站(电制冷或蒸汽型溴化锂吸收式制冷)专供,需利用现有空地;而且,本冷冻站利用的热源是凝水回收站提供的低品质热水,凝水回收站距己二酸装置较远,为了尽量减少热源在管路上的损失,遂决定将冷冻站靠近凝水回收站设置,此种布置,冷冻站亦靠近外管主管架,便于与外管网并接。
　　5.冷冻站建筑及设备布置
　　a.建筑区域划分及设置
　　根据功能不同,将冷冻站大致划分为三部分:冷冻机房、冷冻水泵房和必要的值班室。冷冻机房、冷冻水泵房和值班室之间设有通行门,另外,三部分都设有外门,形成良好通道;考虑到溴化锂冷水机组运行稳定,需要的环境比较安静,而泵房运行中相对噪声较高,故在机房和泵房之间设置隔墙,尽可能降低对冷水机组运行的影响;冷水机组采用智能化控制,除必要的巡检外,仅需在值班室通过操作屏监控,而水泵运行状态需随时观察,故在值班室与泵房之间隔墙上设置一扇隔音观察窗来满足要求。
　　b.建筑尺寸确定
　　本冷冻站不需扩建,站房面积只考虑设备布置安装需要。为了节约用地,降低土建投资,按照有关规范要求,根据冷水机组外形尺寸特点(长×宽×高 约为7000×2200×3200mm),设计冷冻站净高4米,冷冻机房尺寸为10800×6000mm ,冷水机组检修时拔管空间可通过机房南北外墙上开窗实现;冷冻水泵房布置两台水泵和定压膨胀装置,综合考虑设备尺寸及设备间相对位置要求,同时留有一定维修场地,最终确定冷冻水泵房尺寸为7500×4800mm ,加上值班室,冷冻站的外形尺寸为10800×10800mm。
　　6.结束语
　　目前,本系统已投入使用近四年,各方面状况良好,运行稳定。笔者认为,冷冻站特别是工业装置配套公用工程冷冻站的设计看似简单,实际也是一项比较复杂很系统的工作,必须面面俱到,充分全面地考虑诸如投资、能源利用、流程、系统与外部条件的衔接等各方面的问题,做到投资更省、流程合理、系统与外部环境和谐、更节能,这样的设计才算比较成功。这些只是本人的一些可能不太成熟的认识,提出来与大家共享,不对之处,望不吝赐教。
　　参考资料:
　　1.远大Ⅸ型溴化锂吸收式制冷机样本 远大空调有限公司
　　2.螺杆压缩式制冷机样本 约克公司 2008.8.12

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