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化工生产过程往往伴随着新化学物质的生成,同时也存在着大量的分离提纯过程,这些过程都需要能量的输入和输出。
通常情况下,化工生产的能量输入和输出主要以热能的形式进行,而最常见的热能输入是蒸汽,而最常见的热能输出是循环水。
但是一些化学反应或提纯分离过程需要温度较低,通常情况下,循环水冷却的温度受到气温影响,因此无法达到较低的温度。在需要控制较低温度的需求下,普通循环水无法满足要求。
为了创造低温甚至超低温环境,制冷机应运而生。制冷机主要通过对气态制冷剂的压缩,得到的高温压缩后的制冷剂,然后通过循环水降温,冷却制冷机。随后压缩且降温后的制冷剂通过膨胀阀快速膨胀为气体,这个过程会吸收大量的热量,从而满足工艺需求的较低温度。
因此,正常生产设计过程中,需要考虑制冷机的制冷功率,通常通过小时实验实测或者通过理论推导计算,得到工艺过程需要的最大的制冷量。然后通过这个制冷量就可以对制冷机选型了。
但是注意这里的坑:⚠️制冷功率与工作温度有很大的关系⚠️。
如果忽视了工作温度的情况,按照计算的制冷功率进行选型,得到的设备往往是不能满足要求的。
对于制冷机来说,机组类型可以分为高温型、标温型、中温型、低温型以及深冷型。
我们曾经犯了一个错误:
经过计算,反应过程需要的最大冷却功率为500kw,为了方便调节产能,因此我们选择了两台300kw制冷功率的机组,总制冷功率600kw,完全满足工艺要求。
但是,实际运行时发现,制冷量严重不足,无法发挥最大产能。
经过仔细分析,我们发现了曾经忽视的一个关键问题:我们没有考虑运行工况。而厂家为了在竞价中占据价格优势,特地隐瞒了制冷功率采用的标准。
我们的运行工况要在零下20℃以下,需要的设备属于低温型机组,但是设备厂家提供的制冷量是按照低温型机组进行测算的,也就是这台机器测算制冷功率的运行条件是进液-5℃,出液-10℃的情况。
参考标准:GB/T 18430.1-2024 蒸气压缩循环冷水(热泵)机组 第1部分:工业或商业用及类似用途的冷水(热泵)机组
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当制冷机的出液温度越高时,其制冷功率越低,因为低温下蒸发压力降低,压缩机吸入的气相制冷剂的质量少,导致制冷量降低。
在进液-5℃,出液-10℃工况下,制冷机的功率能够达到300kw;但是当温度降低到-20℃时,其制冷功率无法达到预想的300kw。
根据经验,每降低1℃,制冷功率降低2%~3%,因此在-20℃以下的条件下运行时,300kw制冷量的机组实际制冷量不足200kw,完全无法满足产能需求。
这个事件过程让我们明白了3个道理:
1、便宜没好货;
2、专业的事应当由专业的人去做;
3、我们都是草台班子……
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