冷凝器存在问题及解决措施

冷凝器存在问题及解决措施一、氨压机房制冷系统运行现状1．氨系统1)系统配置氨系统现有7台螺杆压缩机，具体容量配置如下（标准状况下）：机组编号机组型号运行工况功率kw制冷量×104kcal/h1#压缩机GSV-185+38℃/-10℃4501042#压缩机GSV-185+38℃/-10℃4501043#压缩机GSV-263450150/45.174#压缩机GSB-185-10℃/-30℃11053.15#压缩机GSB-263-10℃/-40℃13244.56#压缩机GSB-263-10℃/-40℃13244.57#压缩机GSB-263-10℃/-40℃13244.5注：①1#、2#机为高压机，3#机为备用机（可作低压机,也可作高压机）；②4#机所带负荷为两个-20℃库(700T、1000T)和三台制冰机；③5#、6#、7#机所带负荷分别为1#和2#、3#和4#、5#和6#速冻库。2)系统运行现状经系统负荷校核计算得如下结论（设计合同数据）：①4#机热负荷为41.675×104kcal/hr,压缩机制冷量为53.1×104kcal/hr,Q余=（53.1-41.675）×104=11.425×104kcal/hrQ余用于抵消系统热损耗及压降损耗后,还有一定的余量。②5#、6#、7#机各自热负荷为41.2×104kcal/hr,制冷量为44.5×104kcal/hr,Q余=（44.5-41.2）×104=3.3×104kcal/hrQ余用于抵消系统热损耗及压降损耗。③1#机和2#机制冷量共为208×104kcal/hr,热负荷为208.32×104kcal/hr,设备已处于满负荷运行。注：因各个速冻库热源基本在10-12T间，远大于设计标准8T。由于热量比较大，使对数平均温差加大，据公式QC=S×K×△tm可知，单位时间内蒸发器蒸发量大于原设计能力，加大了各低压机负荷。在中间冷却器内,由于低压机负荷增加，而高压机已满负荷运行，不能将中间冷却器内气体及时抽走，导致中间冷却器内压力升高，饱和温度升高，据实际测得，中间冷却器内温度为-5℃，高于设计标准-10℃。由于中间冷却器压力升高，导致四台低压机单位质量制冷量减少，在热负荷不变的情况下，要求质量流量增加，而高压机已处于满负荷运行，不能再处理多余的制冷剂蒸汽，同时也加大了冷凝器负荷，进一步加大了冷凝压力。3)蒸发式冷凝器现状氨系统现配置有3台ECO1600型蒸发式冷凝器①单台冷凝器理论排热量：Q理=1587.2×860=136.5×104kcal/hr②Q总=Q理×3=136.5×3××104=409.5×104kcal/hr（三台共计）③热负荷：Q负=Q高+N高=208×104+1000×860=294.32×104kcal/hr④Q负max=Q负×1.21=294.32×1.21×104=356.12×104kcal/hrQ总（按夏季最高气温42℃，湿球温度29℃，取排热系数为1.21）⑤将冷凝器表层水垢考虑在内：（水垢按2mm考虑）Q总'=373.23×104kcal/hrQ负max⑥取20%的余量后：Q总'’=373.23×80%=298.58×104kcal/hrQ负max4)结论①1#、2#机已满负荷运行；②5#、6#、7#机已满负荷运行；③三台蒸发式冷凝器在无水垢的条件下可满足制冷要求，但结水垢后不能满足制冷要求。2.氟系统1)系统配置氟系统配置有2台活塞式压缩机，具体配置如下(标准状况下)：机组编号机组型号运行工况功率制冷量(×104kcal/hr)8#机组HC800-10℃/+36℃90KW18.69#机组HC800-10℃/+36℃90KW18.62)系统负荷8#最大负荷为机组额定制冷量的50%，9#机最大负荷为机组额定制冷量的100%。3）冷凝器负荷氟系统现配置有两台ECO1080型蒸发式冷凝器①单台蒸发式冷凝器理论排热量：Q理=1094.2×860=94.11×104kcal/hr②热负荷：Q负=Q高+N高=18.6×2×104+90×2×860=52.68×104kcal/hr③最大负荷：Q负max=52.68×1.62×104=85.34×104kcal/hr(按夏季最高气温42℃，湿球温度29℃，取排热系数为1.62)④取20%的余量后：Q'=94.11×80%×104=75.28×104kcal/hrQ负max=85.34×104kcal/hr4)结论因氟系统配置蒸发器面积较小，两台HC800型压缩机能量保持在75%。故一台ECO1080型蒸发式冷凝器基本能满足制冷要求，但在夏季最高气温时不能满足制冷要求。而两台ECO1080型蒸发式冷凝器用于氟系统存在较大闲置。二、负面影响1．由于系统长期处于超负荷运行状态，加大了机械磨损，增加了维修费用和配件费用。据统计，2000年1-10月的配件费用为61918.75元。2．由于水垢的形成，系统制冷能力下降，耗电量加大，运行成本加大。现机房月耗电量约为750000度，按平均电价0.7元/度计算，机房每月电费为750000×0.7=525000元。按8%的能量增加考虑，每月因蒸发式冷凝器热交换面结垢导致的运行费用增加为525000×0.08=42000元，1-10月共增加运行费用420000元。三、解决措施现有两套方案可解决氨系统冷凝器超负问题；清除蒸发式冷凝器水垢，并加一套水处理设备；将氟系统的一台ECO1080型蒸发式冷凝器并入氨系统，为氟系统配置一台VC2-80型蒸发式冷凝器（排热量为30×104kcal/hr），并加一套水处理设备。（一）除垢目前除垢基本采用物理、化学、电子除垢等三种方法，具体如下：1．物理方法除垢采用高压水除垢。将自来水通过高压泵加压到数百及至数千大气压、通过特殊的喷嘴（孔径为4-5mm）以极高的速度（100-200米/秒）喷射到蒸发式冷凝器排管表面，将水垢清除。此方案虽能除去水垢，但万一打漏镀锌管，整套氨系统将无法正常运行。是否采用此方案需慎重考虑。2．化学方法除垢在循环水中加入化学药物，通过化学药物与水垢的化学反应将水垢清除。但此方案只能除去最外层的水垢，与镀锌管紧密结合的垢层不能用此方案除去，因为虽然添加了缓蚀剂，但腐蚀镀锌管的可能性也很大。3．电子除垢全自动电子除垢仪利用电子元件产生的高频交变电磁场，使水在通过除垢仪时在高频交变电磁场的作用下，离子间相互粘附集聚的特性减弱，而趋于分散，改变为微粒状态，从而在受热面或管壁上无法结垢，并沉淀于设备底部，随排污口排出。该设备除垢原理与我方以前采用的永磁除垢仪作用原理相同，实际使用情况表明该类型的除垢仪并没有起到除垢、防垢的作用。建议不再采用该类型的除垢仪。4.结论三种除垢方案可行性比较详见表1①物理方法除垢见效快、费用低。虽然对方承诺不会产生负面影响，即使打裂会作相应赔偿。但万一发生裂缝现象将影响到整个系统运行，损失难以估量。此方案风险太大，不宜采用。②化学方法除垢以前已采用过，由设备科自已运作，但见效微弱。该方案药剂添加量不宜控制，药剂过多，会对镀锌管产生腐蚀；药剂太少，不能将水垢有效清除。该方案不宜采用。③电子除垢据其它用户反映效果比较明显，但此方案见效太慢，无法保证在夏季高温来临之前将水垢清除。在增加一台蒸发式冷凝器的基础上可试用该方案，能将水垢清除最好。此方案不易直接采用。（二）增加一台蒸发式冷凝器及水处理系统该方案具体内容如下：1．将氟系统的一台ECO1080型蒸发式冷凝器并入氨系统，这样氨系统的总排热量将达到：Q总=Q’总ECO1600+Q理ECO1080=(373.23+94.11)×104=467.34×104kcal/hr取20%的余量后：Q总'=467.34×104×80%=373.87×104kcal/hrQ负max=356.12×104kcal/hr能够满足系统在最大负荷下运行。注：该方案的可行性已得到泰国派特功公司的认可。详见附件。2．为氟系统购买一台备用蒸发式冷凝器，型号为VC2-80，排热量为30×104kcal/hr，这样氟系统的总排热量将达到：Q总=Q理ECO1080+QVC2-80=(30+94.11)×104=124.11×104kcal/hr取20%的余量后：Q总'=124.11×80%×104=99.288×104kcal/hrQ负max=85.34×104kcal/hr能满足系统在最大负荷下运行。蒸发式冷凝器的具体选型参看表23.增加一套水处理系统由于水中含有大量的钙、镁、钠元素的重碳酸盐、硫酸盐、氯化物等。当水质PH值超过10，冷凝温度超过40℃，出水温度达到35℃时，设备运行600小时左右就会在热交换器表面形成水垢。由于水的蒸发，钙、镁元素的盐类物质沉积在换热器表面，随着时间的推移，蒸发量的加大，一月后，水质PH值将达到20左右，即使冷凝温度保持在35℃左右，冷凝器运行400小时左右时也将形成坚硬的水垢。水垢一但形成，致使蒸发式冷凝器热交换率下降，系统制冷能力下降，耗电量加大，运行成本加大；而且不易除去。为了新增的蒸发式冷凝器不会结垢，旧的蒸发式冷凝器不再结垢，系统能处于良性运转，增加一套水处理系统势在必行。水处理系统的选型参看表3四、结论比较上述两套解决氨系统冷凝器超负问题方案。从安全性、成功率及长远发展考虑，建议采用第二套方案（增加一台蒸发式冷凝器及一套水处理系统）。经参观用户使用情况及性能比较，蒸发式冷凝器建议采用大连冰山巴尔的摩的VC2-80型蒸发式冷凝器。据以往所使用永磁除垢仪及参观用户使用情况来看，电子除垢仪虽然成本低、占地少，但性能不稳定，有效期较短。使用离子交换进行水软化处理虽然比较原始，但最保险，可行性最强。建议采用天津新亚净化技术有限公司生产的离子交换水处理设备。