制冷装置节能降耗影响因素及设计方案优化

　　当前，环境和资源是摆在人类面前的两大难题。“十一五”规划纲要中要求实行单位能耗目标责任和考核制度，完善重点行业能耗标准和节能设计规范，进一步把单位 GDP 能耗降低 20% 作为约束性指标。节能降耗的技术和手段需要各企业去探索、研究和实践。笔者拟通过对制冷装置节能降耗影响因素的分析，探讨节能降耗的改进方向和措施。

　　1 制冷工艺比较

　　1.1 压缩制冷工艺

　　压缩制冷是将制冷剂通过制冷压缩机及辅机由压缩、冷凝、节流、蒸发 4 个过程组成制冷循环。压缩制冷工艺具有流程短、制冷量大、工艺成熟的优点; 但是无论选择电动压缩机或蒸汽透平压缩机都需要使用品级较高的能源，故适合于制冷量很大的场合。

　　1.2吸收制冷工艺

　　虽然吸收制冷工艺流程较长、设备较多，但在中等规模制冷量的情况下投资费用比压缩制冷少，运行费用也较低。吸收制冷工艺具有以下优缺点。

　　( 1) 有利于热能的综合利用。吸收制冷工艺中蒸发器加热所需要的热源温度较低，故可以充分利用 0. 25 ～0. 8 MPa( 绝) 低品质饱和蒸汽，甚至使用低压蒸汽冷凝液，从而节约能量，大幅降低运行成本，特别是在低品质热源较多，供电紧张的地方，具有明显的优点。

　　( 2) 负荷调节范围大。负荷在 20% ～100% 的范围内，吸收制冷系统均可以正常运行，而采用压缩制冷时负荷变化范围较小。

　　( 3) 维修简单，易于管理。吸收制冷装置大部分为静设备，而压缩制冷需要压缩机等复杂机组。

　　( 4) 吸收制冷也有其缺点，如冷却水耗量大，占地面积大，且经济制冷温度仅为 +10 ～ -20 ℃。

　　1.3 制冷方案的选择

　　压缩制冷和吸收制冷各有优缺点，要根据项目具体情况选择制冷方案。如果把 2 种制冷方案结合起来，在大型合成氨尿素项目中，主要依靠压缩制冷提供冷量，同时配套增加1 套吸收式制冷装置，利用工艺余热，提供冷量，降低循环冷却水的温度，从而降低压缩功，既利用了余热，也节省了压缩机透平高位能蒸汽消耗。某项目简单的吸收制冷工艺流程见图 1。

　　2 制冷剂比较

　　2.1. 制冷剂参数比较

　　目前，在新建的冷冻装置中，除采用传统的氨制冷压缩机外，丙烯制冷压缩机也逐渐增多，特别是在煤制烯烃和煤制甲醇项目中，采用丙烯制冷压缩机更具有其优势。

　　2 种制冷剂的制冷参数比较见表 1。

　　2.1丙烯制冷和氨制冷的耗功与制冷量的关系

　　在进入压缩机的制冷剂中，氨流量为 1 000kmol / h，丙烯流量为 1950 kmol / h，冷凝温度均为38 ℃ ，蒸发温度均为 - 38 ℃ ，压缩机效率假定均为1，压缩机耗功、制冷量、能效比见表 2。