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冷库制冷操作管理中的节能技术

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2021-06-03 09:07:08    点击数:-   【


冷库制冷操作管理中的节能技术



冷库制冷装置在正常运行管理中,电能消耗是冷库生产成本的主要部分,约

占总成本的25% ~30%或更多。如何减少制冷装置的电能消耗,达到降低生

产成本的目的,对于冷库生产企业提高制冷装置的运行效率,取得巨大的经

济效益具有重要意义。提出了提高冷库制冷装置效率的基本措施,对冷库企

业减少能源消耗,降低生产成本具有重要的指导意义。





1、 定期清除冷凝器管壁上的水垢


水冷式冷凝器运行一定时间后,冷凝器的表面会形成水垢,水垢无形中使冷

凝器管壁增加了一层厚度,由于冷凝器钢壁的导热系数 较大( 50W/m·K),

而水垢的导热系数 很小( =1.2~1.4W/m·K),只有前者的2.4% ~2.8

%。这样就导致冷凝器管壁的传热热阻增加,使冷凝器的冷凝效果恶化。结

垢严重时还可使冷凝器管道堵塞。据有关资料统计,冷凝器水侧表面1.5

mm的水垢,会造成冷凝温度升高约2.8℃,而使制冷装置功耗增加9% ~10

%,从而增大了企业的运行成本?。结垢还会腐蚀设备,缩短设备的使用寿命

。所以一般壳管式冷凝器使用1~2年以后,必须除垢,保证制冷装置能常、

安全、经济地运行。冷凝器的除垢方法通常有手工清洗、机械清洗、电子除

垢和化学清洗四种。为了减少冷凝器内壁结垢的可能性,除了定期进行除垢

处理外,对制冷装置的冷却水(包括补给用水)必须作必要的水质处理。常见的

水质处理方法有静电、磁化、离子交换、高频电子和化学等5种方法。用户可

根据冷库生产企业的设备情况和技术力量选择合适的水质处理方法。





2、防止不凝性气体进入系统和及时排放不凝性气体


在冷库制冷装置的操作管理过程中,由于加油和加注制冷剂操作不规范、系统

负压运行等各种原因,使大量空气(不凝性气体的主要成分是空气)进入制冷系

统,使冷凝面积减少,造成系统冷凝压力提高,必将导致系统制冷能力的下降

,功耗增加。又因空气的绝热指数(=1.41)大于氨的绝热指数(=1.28),因

此,当制冷系统存在不凝性气体时,制冷压缩机的排气温度因冷凝压力升高和

压缩空气而额外升高。另外,制冷系统有不凝性气体存在时,其中的氧气和水

蒸气对装置设备有一定的腐蚀作用,减少了制冷装置的使用寿命。由于不凝性

气体给制冷装置带来不良后果,所以必须采取措施,如遵守操作规程(加油、

加注制冷剂操作等),避免装置出现负压运行等,以防止不凝性气体进入装置并

及时通过空气分离器排放不凝性气体。





3、定期放油


由压缩机排出的润滑油虽然在油分离器中可以大部分被分离下来,但仍有一部

分进入冷凝器和其它装置管路中,凝结在管壁上或沉淀在设备的底部,给制冷

装置的正常运行带来危害。实验证明:冷凝器管壁上粘附0.1mm的油污,制

冷压缩机的产冷量下降16%,耗电量增加12%;而当润滑油进入低压装置粘附

在蒸发器内表面时,0.1mm的油膜,会使得蒸发温度下降2.5℃,压缩机的

功耗增加12%_2J。其次油积聚在设备和管道内,便工作容积减少,又因油的

粘度大,遇到脏物和机械杂质易混合成胶状物,这种胶状物在流过面积较小的

管道或者阀门时,又易造成堵塞,引起制冷工况紊乱。因此,为了减少润滑油

进入装置,除了设置性能良好的油分离器外,还应根据压缩机耗油情况,分析

制冷装置润滑油的含量,采取有效措施将其排出,以提高制冷装置传热效果,

降低电耗。





4、及时除霜


冷库制冷装置运行一定时间后,库内空气中的水分会析出凝结在蒸发器管壁上,

如不及时除掉,会越积越厚,产生热阻。冰霜的导热系数要比蒸发器钢壁小80

%L3 以上,因此,霜层的存在将明显影响蒸发器的传热系数。致使制冷装置制

冷量减少,耗功增大,特别是翅片管蒸发器,霜层的影响更加明显,它不仅增

加导热热阻,而且使翅片管的传热面积减少,翅片间空气流动受阻,管外一侧

的放热系数降低。根据有关试验,当蒸发器管内外温差At=10℃时,装置如果

没有采取任何除霜措施,一个月后,蒸发器的传热系数大约只有原来的70%。

所以及时除霜,保证蒸发器有高的传热系数,才能保证制冷装置正常运行,实

现高效节能。





5、在生产允许的前提下,尽量增加夜间开机时间,以降低冷凝温度 .


我国昼夜温差变化大,海洋性气候地区为610℃;大陆性气候地区10 -15℃ ,

平均温差约10℃左右。根据有关资料,冷凝温度每下降1℃,可减少压缩机功

耗19.5%。夜间运行时,由于周围环境温度及冷却水温的下降,冷凝温度随

之下降。这样,在上述温差范围内可节能约在15%以上。因此,在不影响企业

生产及保证允许的库温波动范围情况下,尽量增加夜间开机时间,降低制冷装

置运行时的冷凝温度,以达到节能的目的。但值得注意的是,通过降低冷凝温

度的方法来提高压缩机的制冷量,减少功耗,只能从冷凝器的选型及日常的操

作管理方面加以考虑。如果以增加冷凝水量或通过其它形式的动力消耗来降低

水温的方法而使冷凝温度降低是不合理的,冷库常用的立式壳管式冷凝器的传

热温差△£每增加1℃,需增加循环水量约2×10 H13/( ·s),因此需额外增加循

环水的动力消耗,此额外的动力消耗要比由此带来的经济效益大得多。当然,

并不是冷凝温度(压力)越低越好,对某些制冰或高温贮藏的直接膨胀或重力供

液装置,当环境温度较低时,冷凝压力过低会造成供液困难,此时应该减少循

环水泵或冷却塔风机的运行台数,以保障正常供液。





6、适当提高运行装置的蒸发温度


制冷装置的蒸发温度受食品冷加工工艺要求限制,因此在有特殊要求的食品冻

结加工过程中,不要随意提高蒸发温度。但我国大多数冷库企业中,冷库冷藏

间负荷远小于设计热负荷,一般只有设计负荷的20%-30%。根据 Q=K·F·At这

一计算公式,当装置传热面积F不变,传热系数 略有变化的前提下,冻藏间负

荷p。减少较多时,可适当减少蒸发温度与库内空气的传热温差 ,也就是在库

内温度不变的情况下,提高运行装置的蒸发温度。根据有关资料,蒸发温度提

高1℃,可节能约2.0%,因此装置的蒸发温度如果提高5℃ ,就可使装置节

能约10%。另外,由于蒸发温度的提高,减少了蒸发器与库内空气的传热温差

,从而减少了食品的干耗,提高了食品的质量,使装置的经济效益进一步提高

。这一点在冷库制冷装置的操作管理中值得引起有关人员的重视。





7、维持可以中间压力(温度)


两级压缩制冷循环中,存在一个可以中间压力(温度),按此压力(温度)运行时,

装置的制冷系数(COP) 大。在制冷装置的设计中,一般是按设计条件的可以中

间压力(温度)来选配压缩机的。但冷库制冷装置在实际运行过程中,运行条件

和设计工况往往有较大的差别。所以,应该从企业的角度来考虑可以中间压力

(温度)的问题。对氨或氟里昂一12制冷装置而言,可以中间温度£ (制冷剂的

温度和压力是一一对应的)可按下式计算 :tm =0.4tk +0.6t。+3℃式中 tk一

冷凝温度,℃;to一蒸发温度,℃。从上式可知,可以中间压力(温度)取决于

制冷装置的冷凝温度和蒸发温度。对冷库制冷装置来说,压缩机已经确定,蒸

发温度受工艺条件限制,一般可认为是稳定的。所以影响可以中间压力(温度)

的主要因素是冷凝压力(温度),它随环境温度的变化而变化。对某个确定的蒸

发温度而言,当制冷压缩机容量不变时,对应于每一个冷凝温度,两级压缩制

冷循环总存在一个固有的中间压力(温度),而这个固有的中间压力(温度)与可

以中间压力(温度)往往是不一致的。因此,注意在不同的季节调整中间压力(温

度),使之与可以中间压力(温度)尽可能一致。这样,就能使制冷装置的制冷系

数 大,电耗 小。





8、制冷压缩机执行大、中、小维修制度


制冷压缩机能否经常处于完好的运转状态、保持高效率,除了合理使用外,还

要做好El常的维护和修理工作。根据使用情况和压缩机磨损规律,一般压缩机

运行10000h后应大修,5000h应中修,1000h应小修。在检修过程中,要认真

细致,检查各零部件的允许公差,装配间隙。如活塞式制冷压缩机,在检修过

程中要严格控制汽缸的余隙、活塞环的间隙等。否则的话,必将导致压缩机输

气系数的减少,影响其制冷量。





9、加强技术管理。以保证节能措施的落实


在冷库制冷装置操作管理中,首先要有严格的管理体制,建立厂部、车间、班

组的耗能核算指标,坚持车间日志记录制度,凡是涉及耗电、制冷剂、水、油

等环节,都应有检测仪表,做到日清月结,统一制表核算。其次,应提高操作

管理人员的技术素质,不断提高科学管理水平。制定奖惩制度,对敬业爱岗,

对节能有突出成绩者进行奖励。对造成能源浪费或导致事故者,采取纪律处分

和经济处分相结合的措施。当然,冷库制冷装置操作管理的节能措施还有许多

方面。如及时维护冷库围护结构、减少各种冷桥损失、严格库门管理制度等等

。应该说明的是:冷库制冷装置的节能措施不仅是提高装置制冷效率,减少能

耗,还关系到冷冻食品加工企业的产品质量,企业生产能力和运营成本。一个

严格操作管理制度的冷库制冷装置,不仅能保持高效率低成本,而且还可以提

高制冷装置的安全性能并延长其使用寿命。

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