啤酒系統(tǒng)中的制冷節(jié)能技術(shù)分析

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展節(jié)能降耗成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)。制冷網(wǎng)總結(jié)出了一些當(dāng)前在啤酒制冷系統(tǒng)上應(yīng)用較廣的節(jié)能技術(shù)，希望能夠起到拋磚引玉的作用，以便在以后的啤酒制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可以借鑒使用，為我國啤酒啤酒行業(yè)的節(jié)能技術(shù)多提出一些建設(shè)性的建議。節(jié)約資源，是當(dāng)前和今后相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展必須面對和解決的重大課題。為了促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會又好又快發(fā)展，需要我們認(rèn)真研究分析節(jié)能面臨的形勢，積極探索節(jié)能新的途徑和辦法。冰輪作為國內(nèi)制冷行業(yè)的排頭兵，也積極地探索分析節(jié)能途徑。作者一直在冰輪負(fù)責(zé)制冷系統(tǒng)在啤酒行業(yè)的應(yīng)用，主持設(shè)計(jì)了大量的啤酒制冷系統(tǒng)，從中總結(jié)出了一些節(jié)能技術(shù)，與各位同行一起分享，一起探討。選用內(nèi)容積比可調(diào)

2、的制冷壓縮機(jī)組眾所周知，在啤酒生產(chǎn)工藝中，蒸發(fā)溫度基本是恒定的，但是冷凝壓力會跟隨氣溫的變化在 0.71.4MPa之間波動(dòng)，外壓力比會一直不斷的變化;而壓縮機(jī)只有在內(nèi)壓力比與外壓力比一致的條件下，才能發(fā)揮出最大的制冷效率。因此，在制冷主機(jī)的選型中，應(yīng)盡量采用內(nèi)容積比自動(dòng)可調(diào)的螺桿壓縮機(jī)組，這樣才能保證系統(tǒng)運(yùn)行過程中內(nèi)、外壓單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢力始終保持大致相等，避免額外的能量損失，使壓縮機(jī)始終保持較高的制冷效率，節(jié)省了能源。系統(tǒng)合并，實(shí)現(xiàn)制冷機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行啤酒生產(chǎn)工藝的用冷需求是間歇式的，產(chǎn)量也有淡旺季之分，而壓縮機(jī)在滿載狀態(tài)下運(yùn)行效率是最高的。在產(chǎn)量高峰

3、期時(shí)需要三臺壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行(僅是舉例說明)，而產(chǎn)量在低谷時(shí)，一臺壓縮機(jī)運(yùn)行可能也達(dá)不到滿負(fù)荷。因此根據(jù)啤酒廠生產(chǎn)用冷特點(diǎn)，在制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，就必須要考慮在不同的負(fù)荷狀況下，盡可能減少壓縮機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)，盡量保持壓縮機(jī)在滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，發(fā)揮其最大的效率。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們對制冷系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)?shù)睾喜?，并在不同蒸發(fā)溫度系統(tǒng)的壓縮機(jī)之間增設(shè)過橋，以保證在不同負(fù)荷狀況下能夠靈活地調(diào)配制冷壓縮機(jī)的開啟，減少壓縮機(jī)啟用臺數(shù)，提高壓縮機(jī)的使用效率。采用氨液直接冷卻氨液直接冷卻要比載冷劑間接冷卻更加節(jié)能?，F(xiàn)在許多新建的啤酒廠，發(fā)酵罐的冷卻已有過去采的載冷劑間接冷卻改變成了現(xiàn)在的氨液直接冷卻的方式。下面以某一年產(chǎn)

4、20 萬噸啤酒廠中發(fā)酵倒罐為例，進(jìn)行氨液直接冷卻與載冷劑間接冷卻的經(jīng)濟(jì)性分析：需冷量 580Kw,麥汁由+12降至單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢-1。對比項(xiàng)目對比內(nèi)容采用氨直接冷卻載冷劑間接冷卻壓縮機(jī)性能參數(shù)運(yùn)行工況:-4/+35工況，選用 LG20BMY 一臺制冷量：970KW 軸功率：196.1KWCOP=制冷量/軸功率值： 4.95 蒸發(fā)溫度比氨直接蒸發(fā)低 5運(yùn)行工況:-9/+35工況，選用 LG20BMY 一 臺 制 冷 量 ： 792KW 軸 功 率 ：192.7KWCOP=制冷量/軸功率值： 4.11 壓縮機(jī)運(yùn)行費(fèi)用估計(jì)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)假設(shè)全年滿負(fù)荷運(yùn)行

5、280天，每天運(yùn)行 10 小時(shí)，電費(fèi)計(jì)算：假設(shè)峰谷與峰 底 電 價(jià) 均 價(jià)1則 有 全 年 耗電 :580××280×10×1=328315 元滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)假設(shè)全年滿負(fù)荷運(yùn)行 280天，每天運(yùn)行 10 小時(shí)，電費(fèi)計(jì)算：假設(shè)峰谷與峰 底 電 價(jià) 均 價(jià)1則 有 全 年 耗電 :580××280×10×1=395132 元制取設(shè)備 1、利用板換一次換熱，即可得到-1麥汁 2、板換一側(cè)為氨工質(zhì)，另一側(cè)為麥汁 1、利用板換一次換熱獲取低溫載冷劑

6、，再利用一個(gè)板換二次換熱獲取-1麥汁2、一個(gè)板換一側(cè)走氨工質(zhì)，一側(cè)走載冷劑，另一個(gè)板換一側(cè)走載冷劑，一側(cè)走麥汁單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢3、增加了載冷劑系統(tǒng)，增加了水泵和貯液器，水泵增加了電運(yùn)行費(fèi)用。制冷設(shè)備一次性投資僅需要一個(gè)氨分板換即可。一次性投資需要一個(gè)氨分板換裝置、一個(gè)板式換熱器，一個(gè)封閉的載冷劑系統(tǒng)的貯罐、管路、閥門、載冷劑的費(fèi)用。操作、維護(hù)系統(tǒng)自控元件僅一套即可?？刂坪唵?，數(shù)據(jù)的輸入點(diǎn)少，控制的參數(shù)少。系統(tǒng)自控元件需兩套。數(shù)據(jù)的輸入點(diǎn)多。控制的參數(shù)多。從以上分析，采用氨直冷比采用載冷劑間接冷卻的設(shè)備一次性投資少，系統(tǒng)地運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省，控制的參數(shù)點(diǎn)少。

7、蓄冷技術(shù)的應(yīng)用蓄冷技術(shù)作為一項(xiàng)重要的能源利用技術(shù)，從古至今都得到大家的青睞，古人就會將冬天的冰貯存起來留到夏天的時(shí)候再使用;糖化過程中的制冰水系統(tǒng)，冰水為間歇式使用。因此只要在系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)容積足夠的冰水罐，利用夜間電價(jià)波谷期間來制備冰水，貯存起來以備白天使用，因此白天不制冰水或少制冰水仍然能夠滿足生產(chǎn)需要。一方面對用電起到移峰填谷的作用，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用;另一方面夜間環(huán)境溫度也更有利制冷機(jī)組運(yùn)行，提高了制冷系統(tǒng)的運(yùn)行效率。水泵采用變頻技術(shù)如果發(fā)酵罐采用載冷劑間接冷卻，則載冷劑水泵最好采用變單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢頻技術(shù)。因?yàn)榘l(fā)酵罐的溫度在不同的時(shí)間段內(nèi)控制的溫

8、度點(diǎn)不同，需要的載冷劑流量也不同;水泵節(jié)能離不開工況點(diǎn)的合理調(diào)節(jié)。其調(diào)節(jié)方式不外乎以下兩種：一種是管路特性曲線的調(diào)節(jié)，如關(guān)閥調(diào)節(jié)，但會損失水泵的功;另一種是水泵特性曲線的調(diào)節(jié)，如水泵調(diào)速、葉輪切削等。在節(jié)能效果方面，改變水泵性能曲線的方法，比改變管路特性曲線要顯著得多。因此，改變水泵性能曲線成為水泵節(jié)能的主要方式。而變頻調(diào)速在改變水泵性能曲線和自動(dòng)控制方面優(yōu)勢明顯，因而應(yīng)用十分廣泛。制冷系統(tǒng)的全自動(dòng)控制制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、啤酒口味，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度等等。隨著國內(nèi)制冷行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制已是成熟的工業(yè)技術(shù)。目前，大多新建的啤

9、酒廠都采用自動(dòng)控制的模式。啤酒行業(yè)的制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路為自動(dòng)控制，運(yùn)行時(shí)具有手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制方式選擇。自動(dòng)控制方式是由系統(tǒng)可編程控制器 PLC 進(jìn)行系統(tǒng)總的協(xié)調(diào)控制，各設(shè)備(制冷機(jī)組、蒸發(fā)式冷凝器、冰水冷卻器、氨分板換裝置等)根據(jù)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自身調(diào)節(jié)，同時(shí)系統(tǒng)留有通訊接口，可單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢將運(yùn)行狀態(tài)信息送至公用工程監(jiān)視中心，在監(jiān)視中心顯示其狀態(tài)，并可實(shí)現(xiàn)啟?？刂??？刂葡到y(tǒng)的下位采用 PLC 進(jìn)行監(jiān)控，上位采用一臺運(yùn)行組態(tài)軟件的工控機(jī)，上位下位之間通過進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。每臺氨螺桿制冷壓縮機(jī)既可以在不影響其他周邊設(shè)備的情況下對本制冷機(jī)組進(jìn)行狀態(tài)顯示、

10、工況設(shè)置、參數(shù)修改、個(gè)體控制，即下位機(jī)之間、上下位機(jī)之間不會產(chǎn)生干擾，自成獨(dú)立體系，也可以通過現(xiàn)場總線將數(shù)據(jù)連到上位機(jī)，響應(yīng)上位機(jī)的指令、監(jiān)控。蒸發(fā)式冷凝器可以根據(jù)系統(tǒng)的排氣壓力自動(dòng)判斷蒸發(fā)冷水泵的開啟臺數(shù)。首先蒸發(fā)冷檢測系統(tǒng)的排氣壓力，然后與設(shè)定值相比較，來確定蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)的開啟臺數(shù)，以此來維持排氣壓力處于設(shè)定的正常范圍之內(nèi)。系統(tǒng)中設(shè)置自動(dòng)型空氣分離器在制冷系統(tǒng)中，空氣的存在對系統(tǒng)的正常運(yùn)行有很大影響，它使系統(tǒng)的冷凝壓力升高，壓縮機(jī)的能耗增大，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用增加。特別是在炎熱的夏季，空氣的存在甚至可能使得冷凝壓力過高而造成系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。系統(tǒng)中設(shè)置一臺能自動(dòng)運(yùn)行并連續(xù)不斷的將不凝性氣體從制冷系統(tǒng)中分離并排出系統(tǒng)的多點(diǎn)自動(dòng)空氣分離器設(shè)備，對降低制冷系統(tǒng)冷凝壓力，維持單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢系統(tǒng)在最經(jīng)濟(jì)性的狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)起到至關(guān)重要的作用。選擇高效換熱器，提高換熱效率換熱器的換熱效率是影響制冷系統(tǒng)運(yùn)行效率的一個(gè)重要因素。糖化系系統(tǒng)中冰水的制取應(yīng)該選擇板式換熱器，一方面