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冷庫(kù)制冷操作管理中的節(jié)能技術(shù)


冷庫(kù)制冷操作管理中的節(jié)能技術(shù).jpg



冷庫(kù)制冷裝置在正常運(yùn)行管理中,電能消耗是冷庫(kù)生產(chǎn)成本的主要部分,約占總成本的25% ~30%或更多。如何減少制冷裝置的電能消耗,達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的,對(duì)于冷庫(kù)生產(chǎn)企業(yè)提高制冷裝置的運(yùn)行效率,取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。提出了提高冷庫(kù)制冷裝置效率的基本措施,對(duì)冷庫(kù)企業(yè)減少能源消耗,降低生產(chǎn)成本具有重要的指導(dǎo)意義。



1、 定期清除冷凝器管壁上的水垢


水冷式冷凝器運(yùn)行一定時(shí)間后,冷凝器的表面會(huì)形成水垢,水垢無(wú)形中使冷凝器管壁增加了一層厚度,由于冷凝器鋼壁的導(dǎo)熱系數(shù) 較大( 50W/m·K),而水垢的導(dǎo)熱系數(shù) 很小( =1.2~1.4W/m·K),只有前者的2.4% ~2.8%。這樣就導(dǎo)致冷凝器管壁的傳熱熱阻增加,使冷凝器的冷凝效果惡化。結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)還可使冷凝器管道堵塞。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),冷凝器水側(cè)表面1.5mm的水垢,會(huì)造成冷凝溫度升高約2.8℃,而使制冷裝置功耗增加9% ~10%,從而增大了企業(yè)的運(yùn)行成本?。結(jié)垢還會(huì)腐蝕設(shè)備,縮短設(shè)備的使用壽命。所以一般殼管式冷凝器使用1~2年以后,必須除垢,保證制冷裝置能常、安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。冷凝器的除垢方法通常有手工清洗、機(jī)械清洗、電子除垢和化學(xué)清洗四種。為了減少冷凝器內(nèi)壁結(jié)垢的可能性,除了定期進(jìn)行除垢處理外,對(duì)制冷裝置的冷卻水(包括補(bǔ)給用水)必須作必要的水質(zhì)處理。常見(jiàn)的水質(zhì)處理方法有靜電、磁化、離子交換、高頻電子和化學(xué)等5種方法。用戶可根據(jù)冷庫(kù)生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備情況和技術(shù)力量選擇合適的水質(zhì)處理方法。



2、防止不凝性氣體進(jìn)入系統(tǒng)和及時(shí)排放不凝性氣體


在冷庫(kù)制冷裝置的操作管理過(guò)程中,由于加油和加注制冷劑操作不規(guī)范、系統(tǒng)負(fù)壓運(yùn)行等各種原因,使大量空氣(不凝性氣體的主要成分是空氣)進(jìn)入制冷系統(tǒng),使冷凝面積減少,造成系統(tǒng)冷凝壓力提高,必將導(dǎo)致系統(tǒng)制冷能力的下降,功耗增加。又因空氣的絕熱指數(shù)(=1.41)大于氨的絕熱指數(shù)(=1.28),因此,當(dāng)制冷系統(tǒng)存在不凝性氣體時(shí),制冷壓縮機(jī)的排氣溫度因冷凝壓力升高和壓縮空氣而額外升高。另外,制冷系統(tǒng)有不凝性氣體存在時(shí),其中的氧氣和水蒸氣對(duì)裝置設(shè)備有一定的腐蝕作用,減少了制冷裝置的使用壽命。由于不凝性氣體給制冷裝置帶來(lái)不良后果,所以必須采取措施,如遵守操作規(guī)程(加油、加注制冷劑操作等),避免裝置出現(xiàn)負(fù)壓運(yùn)行等,以防止不凝性氣體進(jìn)入裝置并及時(shí)通過(guò)空氣分離器排放不凝性氣體。



3、定期放油


由壓縮機(jī)排出的潤(rùn)滑油雖然在油分離器中可以大部分被分離下來(lái),但仍有一部分進(jìn)入冷凝器和其它裝置管路中,凝結(jié)在管壁上或沉淀在設(shè)備的底部,給制冷裝置的正常運(yùn)行帶來(lái)危害。實(shí)驗(yàn)證明:冷凝器管壁上粘附0.1mm的油污,制冷壓縮機(jī)的產(chǎn)冷量下降16%,耗電量增加12%;而當(dāng)潤(rùn)滑油進(jìn)入低壓裝置粘附在蒸發(fā)器內(nèi)表面時(shí),0.1mm的油膜,會(huì)使得蒸發(fā)溫度下降2.5℃,壓縮機(jī)的功耗增加12%_2J。其次油積聚在設(shè)備和管道內(nèi),便工作容積減少,又因油的粘度大,遇到臟物和機(jī)械雜質(zhì)易混合成膠狀物,這種膠狀物在流過(guò)面積較小的管道或者閥門時(shí),又易造成堵塞,引起制冷工況紊亂。因此,為了減少潤(rùn)滑油進(jìn)入裝置,除了設(shè)置性能良好的油分離器外,還應(yīng)根據(jù)壓縮機(jī)耗油情況,分析制冷裝置潤(rùn)滑油的含量,采取有效措施將其排出,以提高制冷裝置傳熱效果,降低電耗。



4、及時(shí)除霜


冷庫(kù)制冷裝置運(yùn)行一定時(shí)間后,庫(kù)內(nèi)空氣中的水分會(huì)析出凝結(jié)在蒸發(fā)器管壁上,如不及時(shí)除掉,會(huì)越積越厚,產(chǎn)生熱阻。冰霜的導(dǎo)熱系數(shù)要比蒸發(fā)器鋼壁小80%L3 以上,因此,霜層的存在將明顯影響蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)。致使制冷裝置制冷量減少,耗功增大,特別是翅片管蒸發(fā)器,霜層的影響更加明顯,它不僅增加導(dǎo)熱熱阻,而且使翅片管的傳熱面積減少,翅片間空氣流動(dòng)受阻,管外一側(cè)的放熱系數(shù)降低。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn),當(dāng)蒸發(fā)器管內(nèi)外溫差A(yù)t=10℃時(shí),裝置如果沒(méi)有采取任何除霜措施,一個(gè)月后,蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)大約只有原來(lái)的70%。所以及時(shí)除霜,保證蒸發(fā)器有高的傳熱系數(shù),才能保證制冷裝置正常運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。



5、在生產(chǎn)允許的前提下,盡量增加夜間開機(jī)時(shí)間,以降低冷凝溫度 .


我國(guó)晝夜溫差變化大,海洋性氣候地區(qū)為610℃;大陸性氣候地區(qū)10 -15℃ ,平均溫差約10℃左右。根據(jù)有關(guān)資料,冷凝溫度每下降1℃,可減少壓縮機(jī)功耗19.5%。夜間運(yùn)行時(shí),由于周圍環(huán)境溫度及冷卻水溫的下降,冷凝溫度隨之下降。這樣,在上述溫差范圍內(nèi)可節(jié)能約在15%以上。因此,在不影響企業(yè)生產(chǎn)及保證允許的庫(kù)溫波動(dòng)范圍情況下,盡量增加夜間開機(jī)時(shí)間,降低制冷裝置運(yùn)行時(shí)的冷凝溫度,以達(dá)到節(jié)能的目的。但值得注意的是,通過(guò)降低冷凝溫度的方法來(lái)提高壓縮機(jī)的制冷量,減少功耗,只能從冷凝器的選型及日常的操作管理方面加以考慮。如果以增加冷凝水量或通過(guò)其它形式的動(dòng)力消耗來(lái)降低水溫的方法而使冷凝溫度降低是不合理的,冷庫(kù)常用的立式殼管式冷凝器的傳熱溫差△£每增加1℃,需增加循環(huán)水量約2×10 H13/( ·s),因此需額外增加循環(huán)水的動(dòng)力消耗,此額外的動(dòng)力消耗要比由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益大得多。當(dāng)然,并不是冷凝溫度(壓力)越低越好,對(duì)某些制冰或高溫貯藏的直接膨脹或重力供液裝置,當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí),冷凝壓力過(guò)低會(huì)造成供液困難,此時(shí)應(yīng)該減少循環(huán)水泵或冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù),以保障正常供液。



6、適當(dāng)提高運(yùn)行裝置的蒸發(fā)溫度


制冷裝置的蒸發(fā)溫度受食品冷加工工藝要求限制,因此在有特殊要求的食品凍結(jié)加工過(guò)程中,不要隨意提高蒸發(fā)溫度。但我國(guó)大多數(shù)冷庫(kù)企業(yè)中,冷庫(kù)冷藏間負(fù)荷遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)熱負(fù)荷,一般只有設(shè)計(jì)負(fù)荷的20%-30%。根據(jù) Q=K·F·At這一計(jì)算公式,當(dāng)裝置傳熱面積F不變,傳熱系數(shù) 略有變化的前提下,凍藏間負(fù)荷p。減少較多時(shí),可適當(dāng)減少蒸發(fā)溫度與庫(kù)內(nèi)空氣的傳熱溫差 ,也就是在庫(kù)內(nèi)溫度不變的情況下,提高運(yùn)行裝置的蒸發(fā)溫度。根據(jù)有關(guān)資料,蒸發(fā)溫度提高1℃,可節(jié)能約2.0%,因此裝置的蒸發(fā)溫度如果提高5℃ ,就可使裝置節(jié)能約10%。另外,由于蒸發(fā)溫度的提高,減少了蒸發(fā)器與庫(kù)內(nèi)空氣的傳熱溫差,從而減少了食品的干耗,提高了食品的質(zhì)量,使裝置的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提高。這一點(diǎn)在冷庫(kù)制冷裝置的操作管理中值得引起有關(guān)人員的重視。



7、維持可以中間壓力(溫度)


兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)中,存在一個(gè)可以中間壓力(溫度),按此壓力(溫度)運(yùn)行時(shí),裝置的制冷系數(shù)(COP) 大。在制冷裝置的設(shè)計(jì)中,一般是按設(shè)計(jì)條件的可以中間壓力(溫度)來(lái)選配壓縮機(jī)的。但冷庫(kù)制冷裝置在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,運(yùn)行條件和設(shè)計(jì)工況往往有較大的差別。所以,應(yīng)該從企業(yè)的角度來(lái)考慮可以中間壓力(溫度)的問(wèn)題。對(duì)氨或氟里昂一12制冷裝置而言,可以中間溫度£ (制冷劑的溫度和壓力是一一對(duì)應(yīng)的)可按下式計(jì)算 :tm =0.4tk +0.6t。+3℃式中 tk一冷凝溫度,℃;to一蒸發(fā)溫度,℃。從上式可知,可以中間壓力(溫度)取決于制冷裝置的冷凝溫度和蒸發(fā)溫度。對(duì)冷庫(kù)制冷裝置來(lái)說(shuō),壓縮機(jī)已經(jīng)確定,蒸發(fā)溫度受工藝條件限制,一般可認(rèn)為是穩(wěn)定的。所以影響可以中間壓力(溫度)的主要因素是冷凝壓力(溫度),它隨環(huán)境溫度的變化而變化。對(duì)某個(gè)確定的蒸發(fā)溫度而言,當(dāng)制冷壓縮機(jī)容量不變時(shí),對(duì)應(yīng)于每一個(gè)冷凝溫度,兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)總存在一個(gè)固有的中間壓力(溫度),而這個(gè)固有的中間壓力(溫度)與可以中間壓力(溫度)往往是不一致的。因此,注意在不同的季節(jié)調(diào)整中間壓力(溫度),使之與可以中間壓力(溫度)盡可能一致。這樣,就能使制冷裝置的制冷系數(shù) 大,電耗 小。



8、制冷壓縮機(jī)執(zhí)行大、中、小維修制度


制冷壓縮機(jī)能否經(jīng)常處于完好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、保持高效率,除了合理使用外,還要做好El常的維護(hù)和修理工作。根據(jù)使用情況和壓縮機(jī)磨損規(guī)律,一般壓縮機(jī)運(yùn)行10000h后應(yīng)大修,5000h應(yīng)中修,1000h應(yīng)小修。在檢修過(guò)程中,要認(rèn)真細(xì)致,檢查各零部件的允許公差,裝配間隙。如活塞式制冷壓縮機(jī),在檢修過(guò)程中要嚴(yán)格控制汽缸的余隙、活塞環(huán)的間隙等。否則的話,必將導(dǎo)致壓縮機(jī)輸氣系數(shù)的減少,影響其制冷量。



9、加強(qiáng)技術(shù)管理。以保證節(jié)能措施的落實(shí)


在冷庫(kù)制冷裝置操作管理中,首先要有嚴(yán)格的管理體制,建立廠部、車間、班組的耗能核算指標(biāo),堅(jiān)持車間日志記錄制度,凡是涉及耗電、制冷劑、水、油等環(huán)節(jié),都應(yīng)有檢測(cè)儀表,做到日清月結(jié),統(tǒng)一制表核算。其次,應(yīng)提高操作管理人員的技術(shù)素質(zhì),不斷提高科學(xué)管理水平。制定獎(jiǎng)懲制度,對(duì)敬業(yè)愛(ài)崗,對(duì)節(jié)能有突出成績(jī)者進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)造成能源浪費(fèi)或?qū)е率鹿收?,采取紀(jì)律處分和經(jīng)濟(jì)處分相結(jié)合的措施。當(dāng)然,冷庫(kù)制冷裝置操作管理的節(jié)能措施還有許多方面。如及時(shí)維護(hù)冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、減少各種冷橋損失、嚴(yán)格庫(kù)門管理制度等等。應(yīng)該說(shuō)明的是:冷庫(kù)制冷裝置的節(jié)能措施不僅是提高裝置制冷效率,減少能耗,還關(guān)系到冷凍食品加工企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量,企業(yè)生產(chǎn)能力和運(yùn)營(yíng)成本。一個(gè)嚴(yán)格操作管理制度的冷庫(kù)制冷裝置,不僅能保持高效率低成本,而且還可以提高制冷裝置的安全性能并延長(zhǎng)其使用壽命。


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