啤酒廠制冷設(shè)計(jì)技術(shù)措施

1、啤酒廠制冷設(shè)計(jì)技術(shù)措施（討論稿）1. 供冷方式選擇啤酒廠冷凍站普遍采用氨作制冷劑除冷水機(jī)組外 R22 應(yīng)少采用 制冷方式應(yīng)與工藝對冷媒的要求， 經(jīng)與用戶洽商確定， 對新建廠規(guī)模 較大時(shí)宜優(yōu)先推薦液氨直接蒸發(fā)冷卻方式。 此種方式回氣壓力高且輸 送氨能耗小較使用乙醇水節(jié)電達(dá) 20%以上。目前使用乙醇水作冷媒雖使用維修較方便但能耗高、 龐大的水罐 和泵群、臥室蒸發(fā)器、使管道、保溫材料工程量增加許多，站房面積 也大許多增大了初投資和日常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)，泵群能耗約占全廠能耗 13%以 上。制冷能力應(yīng)在綜合工藝各用戶用冷負(fù)荷和用冷特點(diǎn)基礎(chǔ)上選擇 制冷機(jī)及附屬設(shè)備。一般情況下主機(jī)不應(yīng)少于兩臺還應(yīng)有備用。2. 制冷壓

2、縮機(jī)選擇： 壓縮壓冷主機(jī)優(yōu)先推選螺桿式， 活塞式除老 廠改選外不宜采用。 可調(diào)內(nèi)壓比技術(shù)有條件時(shí)應(yīng)予采用在變工況運(yùn)行 條件可節(jié)電 2 10。3. 壓縮制冷排熱設(shè)備：首推蒸發(fā)式冷凝器，除冷水機(jī)組、 乙醇機(jī) 組外不宜采用臥室冷凝器。 立式冷凝器應(yīng)逐步淘汰。 對北方嚴(yán)寒地區(qū) 蒸發(fā)式冷凝器冬季必須濕式運(yùn)行時(shí)應(yīng)采取防凍措施。4. 液氨直接蒸發(fā)供冷方式： 采用氨泵蒸發(fā)設(shè)備臥式低壓桶 制冷壓縮機(jī)蒸發(fā)式冷凝器儲氨器模式5. 載冷劑選擇：目前各啤酒廠廣泛采用乙醇水， 也有采用乙二醇 水和丙二醇水的選擇時(shí)應(yīng)注意1）乙醇水密度小于 1 無腐蝕性 系統(tǒng)易揮發(fā)。2）乙二醇水密度大于 1 粘度大于水揮發(fā)性弱而比熱小于水在

3、計(jì) 算載冷劑流量和管道阻力時(shí)應(yīng)予注意。3) 丙二醇(CH2OH·CHO·H CH3)水密度大于 1 價(jià)格、粘度較乙二醇 高無腐蝕性。質(zhì)量濃度為 25時(shí)冰點(diǎn)為不宜揮發(fā)。6. 載冷劑供冷系統(tǒng)選擇： 乙醇水、乙二醇、丙二醇等作載冷劑的供冷系統(tǒng)可采用閉式循環(huán) 或開式循環(huán)系統(tǒng)。閉式循環(huán)冷媒損失小循環(huán)泵揚(yáng)程低， 開式則較適應(yīng)系統(tǒng)流量壓力 變化，管理方便應(yīng)視不同情況采用。并應(yīng)取得用戶認(rèn)可。7. 儲氨器選擇：儲氨的容積 V應(yīng)按下式計(jì)算得出：V= G·· / G 系統(tǒng)每小時(shí)氨液循環(huán)量 Kg/h 冷凝溫度下液氨比容 m 3/Kg 儲氨器的容量系數(shù)一般取 1 氨液充濕度 70

4、 %儲氨器與制冷系統(tǒng)中起平衡調(diào)節(jié)劑作用，其值對 150,0000 kcal/h 取。 300,0000 kcal/h 以上取對其大型低壓桶系統(tǒng)儲氨器作為中間緩沖調(diào)節(jié)兼作油冷熱虹吸 儲氨器時(shí)可酌減。多臺儲氨器并聯(lián)使用時(shí)為使液位均衡其底部和頂部應(yīng)設(shè)均壓管 并相互連接在各均壓管上應(yīng)裝截止閥。8. 低壓循環(huán)儲液桶設(shè)置以及選型計(jì)算1) 低壓桶與氨泵配套使用為防止氨泵產(chǎn)生氣蝕其正常液位應(yīng)高 于氨泵吸入口 23m與泵的型式以及液體溫度有關(guān)。由制造廠提供。2) 桶徑計(jì)算1/2d =(v / n) 1/2 m式中氨壓縮機(jī)的輸送系數(shù)桶內(nèi)氣體流速立式桶 s, 臥式桶采用 m/s 低壓桶截面利用系數(shù)立式取 1 臥式取

5、v 氨壓縮機(jī)理論吸氣量 m 3/h n 低壓桶氣體進(jìn)氣口個(gè)數(shù)3）低壓桶容積的計(jì)算低壓桶是氨泵供液系統(tǒng)的核心設(shè)備， 其上段 1/3 容積供氣液分利 用；中部 1/3 容積容納蒸發(fā)器、冷帶、回氣管中返回的液體；下部 1/3 為系統(tǒng)正常運(yùn)行液位其容積應(yīng)保證氨泵分別啟動(dòng)不斷液。鑒于目前啤酒廠冷帶較多采用上進(jìn)下出，氨泵出口又普遍裝止回閥故近似按下式計(jì)算 :3式中 1冷卻設(shè)備（蒸發(fā)器、冷帶）存氨量容積百分比的內(nèi)凈容積 m 3Vd=( 1·V1+ /m 3V2V 1 冷卻設(shè)備（蒸發(fā)器、冷帶） 回氣管容積 m3啤酒廠規(guī)模年產(chǎn) 10萬噸及以下臥式桶可取 20 m3啤酒廠規(guī)模年產(chǎn) 20 萬噸左右臥式桶可

6、取 40 m3。除冷庫外一般不推薦采用立式低壓桶。9. 氨泵選型計(jì)算： 氨泵的流量'3Q = 860 × q '/q 0 m 3式 ' 蒸發(fā)壓力下液體制冷劑比容 m 3/Kgq 氨泵所帶蒸發(fā)器冷負(fù)荷 KWq 0 制冷劑單位制冷量可近似取 300Kcal/Kg 氨泵的供液率，對發(fā)酵罐冷帶取 3 4 較為適宜。氨泵揚(yáng)程計(jì)算：泵的揚(yáng)程必須克服下列壓頭損失(1) 泵的液柱位差 H h=H·P=( Hz H 1) 式中 H z最高冷帶或蒸發(fā)器至泵中心線的液柱高度 m。H 1低壓桶正常液面至泵中心線的液柱高度 m。 蒸發(fā)壓力下氨的密度 Kg/m3。(2) 泵出口

7、至最高最遠(yuǎn)冷帶或蒸發(fā)器進(jìn)液口全部阻力損失 包括摩擦損失 Hm，以及通過各種管件閥門時(shí)產(chǎn)生的局部阻力損失 H ，m(3) 蒸發(fā)器進(jìn)口調(diào)節(jié)閥前應(yīng)維持的自由壓頭可依具體情況 采用 5 10m。綜合以上泵的揚(yáng)程H=(H h+Hm+H +510) × m10. 兩相氨流體管徑計(jì)算：可依流量和循環(huán)倍率計(jì)算例如當(dāng)循環(huán)倍率為 3 時(shí)，即氨回流管含 1/3 氣體 2/3 液體其體積為：V = (1/3 '+2/3” )G m 3/h '氨蒸汽比容 m3/Kg” 氨液體比容 m3/KgG 氨供液量 Kg/h側(cè)兩項(xiàng)流體輸送管徑為：1/2D =V/ (3600×× )1/

8、2 m式中 兩項(xiàng)流體輸送速度 m/s ，通常取 8 10m/s11. 氨兩相流體的阻力計(jì)算： 從蒸發(fā)器到低壓循環(huán)儲液桶的管段屬兩相流體， 這種流體的流動(dòng)力既大于單純液體，也大于單純氣體此種流態(tài)2p= (1-x) · p 液 Pa式中 p 液 假定管內(nèi)是全液體時(shí)的阻力損失 Pa2 (1-x ) 系數(shù)式中 x 流體的干度計(jì)算參數(shù)2 1/2 (1+20/x g+1/x g )x g系數(shù)x g (1/x-1) ·/ (/)0.2 飽和液體密度 Kg /m3 飽和氣體密度 Kg / m 3 飽和液體動(dòng)力粘度 Kg /m·S 飽和氣體動(dòng)力粘度 Kg / m ·S12

9、. 冷媒儲罐的選擇 單回水箱系統(tǒng)水箱容量至少應(yīng)儲存系統(tǒng)循環(huán)水量的 5 10，大 型啤酒廠采用開式冷媒系統(tǒng)時(shí)應(yīng)設(shè)雙冷媒儲罐， 一為回水罐一為供水 罐內(nèi)循環(huán)泵和外循環(huán)泵獨(dú)立運(yùn)行調(diào)解冷負(fù)荷方便。大型和中型啤酒廠應(yīng)采用立式或臥式單罐閉式循環(huán)系統(tǒng)， 根據(jù)國 內(nèi)外使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)戤a(chǎn) 10 ×104 啤酒廠單罐總?cè)莘e 80100 m3 較為適宜， 年 20× 104 產(chǎn)量可增至 120140 m3。冷媒儲罐可依條件設(shè)室內(nèi)或室 外。和開式不同閉式系統(tǒng)應(yīng)配定壓和自動(dòng)輔水設(shè)備。13. 蒸發(fā)器選擇 目前冷卻釀造水、 啤酒、高濃稀釋水用的蒸發(fā)器是殼管式和釬焊 板式蒸發(fā)器。釬焊板式蒸發(fā)器具有傳熱系數(shù)高占地

10、面積小組合靈活等特點(diǎn)可 以在啤酒廠使用， 目前是氨泵強(qiáng)制循環(huán)配低壓桶和高壓氨供液熱虹吸 循環(huán)兩種。 應(yīng)注意解決板式蒸發(fā)器下部集油和排油。 殼管式蒸發(fā)器中 大冷廠輔液為機(jī)械式浮球， 武冷煙冷廠為電磁閥。 機(jī)械式浮球使用壽 命短有條件時(shí)亦應(yīng)改成電磁閥自動(dòng)輔液。14. 氨液分離器選擇 0以下蒸發(fā)溫度運(yùn)行的蒸發(fā)器其出口應(yīng)配氨液分離器以防止回 氣中液滴吸入壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊。 設(shè)計(jì)上應(yīng)一對一配置， 分離器內(nèi)流速 s15. 熱虹吸儲氨器設(shè)置 : 當(dāng)采用液氨冷卻型主機(jī)時(shí)應(yīng)單獨(dú)設(shè)熱虹吸儲氨器或高壓儲氨器 兼作熱虹吸儲氨器后者必須配大型低壓桶兼作儲液之用。 單獨(dú)設(shè)置時(shí) 600×2880 型所帶冷機(jī)不超過四

11、臺 LG20C螺桿制冷壓縮機(jī)， 800 × 3855型不超過六臺。16. 二級除油器設(shè)置：對于氨直接蒸發(fā)系統(tǒng)對主機(jī)油分要求較高， 當(dāng)螺桿主機(jī)老式油分不能滿足要求時(shí)可設(shè)二級油分。 經(jīng)改進(jìn)的主機(jī)油 分當(dāng)排氣含油量 10PPM時(shí)可不設(shè)二級油分。17. 小型冷庫：1) 冷庫面積的大小應(yīng)由儲藏物品種類、 數(shù)量、堆放方法運(yùn)輸條件 貨物周轉(zhuǎn)等情況決定。2) 酒花庫以及乳品儲藏庫冷卻設(shè)備宜采用冷風(fēng)機(jī)， 可采用氨泵循 環(huán)和重力供液方式。個(gè)別情況冷風(fēng)機(jī)亦可采用酒精水等作冷媒。3) 當(dāng)庫容不大時(shí)可采用室內(nèi)室外一體機(jī)。4) 冷庫負(fù)荷和冷卻面積計(jì)算應(yīng)參照冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ72-84應(yīng)注意溫差對傳熱系數(shù)修正。5

12、) 制冷系統(tǒng)應(yīng)配安全保護(hù)以及庫溫自控裝置。18. 釀造水和高濃度稀釋水制備以及啤酒冷卻系統(tǒng)蒸發(fā)器的防目前都采用臥室蒸發(fā)器和板式蒸發(fā)器冷卻釀造水和啤酒終溫度 在 2 -1 之間在接近凍結(jié)點(diǎn)運(yùn)行，因而必須設(shè)置自控防止凍壞蒸 發(fā)器通常采用儀表自控裝置加以解決對氨直接蒸發(fā)系統(tǒng)應(yīng)以控制出 液溫度、流量、蒸發(fā)壓力穩(wěn)定，以及停車引起制冷劑壓力升高。19. 制冷裝置安全保護(hù)及自動(dòng)控制1）氨壓縮機(jī)應(yīng)設(shè)置一旦排氣壓力過高，吸氣壓力過低，油壓差 不足或電機(jī)負(fù)荷超載狀態(tài)的自動(dòng)停機(jī)裝置。 一般廠配電柜都能滿足 上述要求。2）氨壓縮機(jī)自身水冷（串缸水、油冷卻器）以及冷凝器應(yīng)有斷 水報(bào)警裝置，蒸發(fā)式冷凝器還應(yīng)設(shè)風(fēng)機(jī)、水泵故

13、障報(bào)警。3）氨液分離器低壓循環(huán)桶應(yīng)設(shè)自動(dòng)液位控制及高位報(bào)警裝置。4）氨泵應(yīng)設(shè)欠壓保護(hù)壓差控制器。5）氨泵出液口還應(yīng)設(shè)過壓旁通回路經(jīng)自動(dòng)旁通閥泄壓至低壓 桶。6）可通過控制回氣壓力控制主機(jī)運(yùn)行臺數(shù)。7）可通過控制排氣壓力控制冷凝器臺數(shù)和水泵開停。8）機(jī)房以及蒸發(fā)器室應(yīng)設(shè)氨氣濃度報(bào)警器并應(yīng)與機(jī)房事故通 風(fēng)風(fēng)機(jī)連鎖。20. 廠區(qū)和車間供冷管線：氨直接蒸發(fā)系統(tǒng)和封閉循環(huán)乙醇水系 統(tǒng)皆應(yīng)注意各回路壓力平衡， 以防止不同壓力管線匯合相互影響。 對 氨直接蒸發(fā)的發(fā)酵系統(tǒng)、 糖化釀造水系統(tǒng)因蒸發(fā)壓力差較大應(yīng)分別回 氣，發(fā)酵罐下冷帶、酵母擴(kuò)培罐冷帶，以及冷風(fēng)機(jī)系統(tǒng)經(jīng)調(diào)壓閥后可 與發(fā)酵系統(tǒng)混合回低壓桶。21. 設(shè)

14、備和管道隔熱保溫：蒸發(fā)壓力下工作設(shè)備和管道均應(yīng)予以隔熱保溫：1) 臥式蒸發(fā)器、低壓桶的底座為防止產(chǎn)生冷橋應(yīng)采取隔熱措 施，一般是墊上經(jīng)防腐處理的 50mm厚木塊。其殼體應(yīng)作 100mm厚 聚苯或聚氨脂保溫層并做好防潮和防護(hù)層。2) 管道保溫應(yīng)視輸送冷媒冷劑的溫度和管徑按使用環(huán)境防止 結(jié)露以及經(jīng)濟(jì)冷耗來確定。 優(yōu)先推薦導(dǎo)熱系數(shù)小吸水率低的聚氨脂 管殼。室外管線用鑄板或不銹鋼板作防護(hù)層。室內(nèi)安裝管內(nèi)介質(zhì)溫度 -5 -10 可按下表采用 適用環(huán)境溫度 30露點(diǎn)溫度 26適用環(huán)境溫度 35露點(diǎn)溫度 29 導(dǎo)熱系數(shù) m管徑介質(zhì)溫度DN20DN25DN32DN40DN50DN70DN8O-10 40404045454550- 5 35353540404045管徑介質(zhì)溫度DN100DN125DN15