一、低压蒸汽喷射制冷技术简介置概述
目前众多的工业企业在工艺生产的实现过程中产生了大量余热蒸汽、二次蒸汽和过剩蒸汽,这些蒸汽由于压力低且压力不稳定,属于低品位乏汽,此种乏汽由于品位太低,无法充分利用,只能放散,放散的结果不但使环境受到严重污染,还造成了大量的能源浪费。如何低投入高效率的利用这些乏汽一直困扰着众多的企业、专家及学者......
新型高科技产品—— HLZ系列低压蒸汽喷射式冷水机组恰到好处的解决了这个困扰我们的难题,充分利用低品位乏汽的余热资源,使这部分低品位乏汽变废为宝,实现了废物的资源化、无害化、最小化。
工作原理
利用低压蒸汽的势能作为动力源,形成真空环境,在真空的环境中,水在常温的情况下就进行蒸发,释放出潜热,在释放出潜热的过程中,水的温度会迅速下降,通过控制水的潜热释放量,得到不同温度的符合工艺冷却或中央空调需要的冷水,以冷水为媒介进行热交换。
二、蒸汽喷射制冷装置的系统流程示例
1.这套系统流程基于HLZ800、1000、1200机型绘制,其他机型略有差别;
2.有集中冷却水供应的场所,可以不单独设置冷却塔;
3.冷冻水系统一般设计成开式系统;用户指的是煤气冷却器或中央空调末端散冷器。
*标注设备名称
系统流程说明:
如工艺流程图所示,动力蒸汽经汽水分离器后进入分汽缸,由分汽缸向主喷射器和辅助喷射器供汽,通过喷射器的工作,使蒸发器成为真空环境, 在工艺冷却设备或中央空调末端设备换热交换后升温的冷冻水进入蒸发器,在蒸发器内水蒸发释放潜热,以致温度降低,成为所需的冷冻水,依靠重力流入冷冻水池,最后通过冷冻泵送往工艺冷却设备或中央空调末端设备,完成一个制冷循环。
蒸发器产生的冷蒸汽由主喷射器送入主冷凝器中冷凝,不凝性气体和部分未凝结的水蒸汽,由第一辅助喷射器送入第一辅助冷凝器冷凝,剩余的不凝性气体和水蒸汽混合物,再由第二辅助喷射器送入第二辅助冷凝器,最后将系统中所有不凝性气体,从这里排入大气。
从冷凝器排出的冷却水,依靠重力流入冷凝器回水池,再由冷却水泵送往冷却塔,经冷却塔降温后的冷却水,流入冷却塔水池中,再由冷却塔水泵送入三个冷凝器,完成了一个冷却循环。
通过制冷及冷却的连续不断地循环,蒸汽制冷机连续性产出符合需求的冷水。
三、机组特性
1、变废为宝。以乏汽为动力介质,通过喷射式冷水机组制取低温冷水,用于生产中的工艺冷却和各种场合下的中央空调制冷。所利用的乏汽压力可低至0.1Mpa。
2、低碳环保。以水为制冷剂和载冷剂,不使用任何化学制冷剂和载冷剂,不存在使用化学制冷剂的制冷机组因泄露和更换对环境、人员造成的污染和损害,属于真正的绿色环保产品。
3、操作简单,使用安全,设备运行稳定性高,用户不必增加备用设备,节省设备投资。
4、没有活动部件,部件磨损少,极少的维护,对冷冻、冷却水水质无要求,运行维护费用极低;
5、温差调节范围宽,最大温差可达20C。蒸汽压力适用范围广,0.1-1.4Mpa压力范围内的饱和蒸汽皆可使用。
6、设备投入成本低,投资回收期短,设备使用寿命在30年以上。
7、可根据用户的需求加装微电脑控制器,采用的德国西门子控制器具有人性化操作界面,操作简便直观。具有状态显示、参数设定、能量控制、故障查询等多项控制功能。
四、机组的安装位置和形式
机组露天安装在制冷机房的楼顶,机房采用钢结构和钢筋砼结构混合形式。制冷机房的总高度为12米,具体建成几层由用户根据实际情况决定,机房内设置冷冻水池、冷却水池、水泵及电源控制柜等设备设施。占地面积的大小长度不小于12米,宽度不小于10米。
从地面到设备顶部设置扶梯和操作平台。各水管接点和走向根据现场实际情况进行调整。
蒸汽喷射制冷机的应用范围
HLZ系列低压蒸汽喷射式冷水机组拥有环保节能、运行维护费用低、智慧控制等多项优势,产品广泛应用于:
(1)冶金、焦化、石油化工、化纤、制药、电子、轻工、精密仪器等行业工艺冷却过程,
(2)化工、医药、食品等行业的浓缩结晶与干燥过程,
(3)大中型电器室、车间、办公楼、住宅楼、宾馆饭店、学校、剧院、商场等空调场所。
五、性能及运行费用对比
(一)蒸汽喷射式制冷机与蒸汽双效溴化锂吸收式制冷机综合性能对比表
名 称
项 目
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蒸汽双效型溴化锂吸收式制冷机
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蒸汽喷射式制冷机
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1
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机组构造组成
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有大量运转机械部件和电器元件
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无任何运转机械部件和电器元件
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2
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工作介质
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化学物质溴化锂溶液、蒸汽和水
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蒸汽和水
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3
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冷水出口温度
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最低5℃
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最低1℃
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4
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冷却水入口温度
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停机时大于10℃,
运行时大于18℃
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无要求
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5
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冷水、冷却水压力限制
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小于0.8MPa
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无要求
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6
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冷水、冷却水污垢系数
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0.086㎡·K/kw
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无要求
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7
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电源要求
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三相380V/50Hz
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无要求
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8
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工作蒸汽压力调节范围
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上限为额定工作蒸汽压力之110%
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无要求
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9
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工作蒸汽性质
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饱和蒸汽
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饱和或过热蒸汽
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10
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机房环境标准
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温度5℃~43℃湿度≤85%
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无要求
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11
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安装要求
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机房室内安装
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用户楼顶室外露天安装
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12
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制冷量
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衰减,调节范围小
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不衰减,调节范围大
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13
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制冷温差
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小(7℃~10℃)
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大(15℃~20℃)
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14
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机组使用寿命
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短(5年~10年)
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长(20年~30年)
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15
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备品备件
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有
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无
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16
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投资回收期
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长
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很短
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17
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机组管理
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定期维护保养,机组要长期保持很好的真空度,要在特定条件下抽真空
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无要求
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18
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岗位操作人员
要求
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专业、专职人员管理,复杂难掌握对员工定期培训
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兼职管理,无须专业人士简单方便易懂易学
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19
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溴化锂溶液
管理
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对机组有强腐蚀性,对人体有致癌性,要定期对溶液进行更换补充和再生
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无需求
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20
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水质管理
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定期投放药剂进行除藻除垢,并有大量污水外排
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无需求
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(二)运行及维护费用对比分析表
制冷站总制冷量:600万大卡/小时
燃气或蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组运行维护费用核算表-1:
(制冷量300万大卡/台*2台)
序号
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项目名称
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单价
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每天耗量
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运行时间
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费用总计
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1
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机组耗电费用
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0.7元/Kw
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7Kw/h·台×2台×24小时
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120天
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40320元
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2
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溴化锂溶液补充更新和再生费用2.5t/台×2台×3万元/t
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120天
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150000元
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3
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净化水系统杀菌除藻剂费用
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120
天
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60000元
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4
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机组维修更换配件、备品备件、真空保养费用3万元/台
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120天
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60000元
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5
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人工费用
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1500元/月·人,至少需2人
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4个月
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12000元
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总计
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蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组/年运行维护费用
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322320元
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低压蒸汽喷射式冷水机组运行维护成本核算表-2:
(制冷量300万大卡/台*2台)
序号
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项目名称
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单价
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每天耗量
|
运行时间
|
费用总计
|
1
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机组耗电费用
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不耗电
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120天
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0元
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2
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制冷剂无须补充更新和再生
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120天
|
0元
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3
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机组对水质和净化水系统无要求
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120天
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0元
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4
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机组免维护无需备品备件,只需简单更换垫片等
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120天
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2800元
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5
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须1人兼职管理
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1500元/月·人
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4个月
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6000元
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总计
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低压蒸汽喷射式冷水机组/年运行维护费用为
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8800元
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综合表-1和表-2的数据,我们可以得出如下结论:
总制冷量相同的制冷站采用蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组和低压蒸汽喷射式冷水机组两种不同形式的冷水机组制取冷冻水每年制冷机组所需要的维护费用对比结果如下:低压蒸汽喷射式冷水机组比燃气蒸汽双效溴化锂吸收式冷水机组每年节省30多万元机组维护费用。
六、选型提示
因蒸汽喷射冷却装置的应用场合、结构、布置、操作模式等方面都有很大差别,所以机组需要量身定制,在机组选型前需方应提供下列资料:
• 制冷量:大卡或千瓦;
• 需要的冷水温度范围:如进口和出口温度;
• 可提供的饱和或过热蒸汽:压力、稳定供应量;
• 冷却方式:单独配置冷却塔或集中提供冷却水;
• 冷却介质的温度:可提供的冷却水最高和最低温度;
• 负荷分布:满负荷或部分负荷,以确定的调载级数;
• 结构材质的类型:根据周围环境要求选用结构材质;
• 当地气候及地理资料;
• 有无特殊要求; |