吸收式制冷机在氮肥行业节能降耗方面的应用.docx

1、吸收式制冷机在化工企业的应用1 氮肥行业能耗现状 中国是世界上最大的化肥生产和消费国，到2004年年底，我国合成氨年产能达到42220kt，但吨氨能耗却与国际先进水平相差了600700kg标煤。国内化工行业的五大高耗能产业中，合成氨耗能占总量的40，单位能耗比国际先进水平高31.2。 2005年，国家发改委颁布的国家节能中长期规划，已将合成氨列为节能降耗的重点领域和重点工程。根据规划要求，未来15年，国家一方面将加快推进以洁净煤或天然气替代石油合成氨的工业改造，以节约宝贵的石油资源；另一方面将大力推动节能降耗技术的开发和推广应用，将大型合成氨单位能耗由目前的1372 kg标准煤/t降低到100

2、0kt标准煤/t。到2010年，合成氨行业节能目标是：能源利用效率由目前的42提高到45.5，实现节能57005850kt标煤，减少排放二氧化碳1377014130kt。因此，进一步加快合成氨装置的节能改造，已成为众多大化肥生产企业节能降耗的必经之路。2 吸收式制冷机在氮肥行业节能降耗方面的可行性 余热是在一定生产工艺条件下，系统中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热，冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等。 合成氨及尿素合成过程都是放热反应，都会生产大量的废(余)热，目前行业内已采用余热锅炉，热交换器热回

3、收等方式利用了部分高温废热源。而部分低温热源由于品位较低没有有效利用。 合成氨和尿素生产过程中，氨分离、半水煤气降温、碳丙液冷却等工艺都需要大量低温冷水，有些企业采用氨压缩制冷机或冰机提供冷水，消耗了大量的电能，增加了企业生产成本，而如果不采用冰机提供冷水，生产效率低，尤其在夏季会严重影响产能，同样也造成生产能耗高，生产成本高。 而溴化锂吸收式制冷机可以利用低品位的热能，通过机组制取5以上的低温冷水。将溴化锂吸收式制冷机车合成氨和尿素生产工艺中使用，一方面可以充分利用生产过程的大量废热，另一方面则可以提供生产工艺需要的冷水，减少冰机电耗，提高产量。因此在氮肥行业利用溴化锂吸收式制冷机进行节能降

4、耗是完全可行的。3 吸收式制冷机在氮肥行业节能降耗中的应用 由于溴化锂吸收式制冷可利用废热制取低温冷水，国内部分企业已在实际生产工艺中进行了应用。3.1 河南心连心化工有限公司利用热水两段型吸收式制冷机进行节能降耗 河南心连心化工有限公司(原河南省新乡化肥总厂)，位于河南省新乡市，是中原地区著名的化肥企业。主要产品产能为合成氨300kta，尿素600kta，尿基复合肥600kta。 该公司在2004年技改中就采用了1台制冷量为350万kcalh的热水两段型溴化锂吸收式冷水机组，利用尿素生产过程中水冷器产生的110余热水，通过机组制取出6冷冻水，用于合成氨生产过程中的氨分离和半水煤气冷却.生产工

5、艺流程见图1。 废热来源：尿素生产工艺中的废热水，需要被冷却后循环使用。 热量：废热水从110降至75，流量133t/h，放出热量5430kW。 机组制冷量：冷水从16降低到6，流量350t/h，制冷量4070kW。 该公司通过技术改造利用了原来被循环冷却水带走的热量，通过溴化锂制冷机制取出的冷水作为合成冷却水，提高了氨分离效果，用溴化锂吸收式冷水机组部分替代原来的氨冷和冰机。同时通过冷水使半水煤气的温度维持的1618之间，提高了压缩机的效率，生产波动小，连续运行水平提高，增产效果明显。 通过1年的实际使用，年可产生经济效益500万元。因此，2005年和2006年该公司又陆续订购了两台热水两段

6、型溴化锂吸收式冷水机组用于所有装置的生产工艺上。3.2 山西丰喜肥业(集团)股份有限公司 山西丰喜肥业(集团)股份有限公司，总部在山西省运城市，是山西省最大的合成氨、尿素、甲醇生产企业。年产合成氨350kt，尿素300kt，碳氨650kt。 该公司采用了1台制冷量为250万kcalh的热水两段型溴化锂吸收式冷水机组，利用尿素生产过程中130蒸汽冷凝液，通过机组制取出7冷冻水，用于合成氨生产过程中的氨分离和半水煤气、原料气的冷却。其生产工艺流程见图2。 废热来源：尿素生产工艺中的蒸汽凝液，被利用后再送往锅炉房。 废热量：蒸汽凝液水从130降至68，流量75t/h，放出热量5410kW。 机组制冷

7、量：冷水从16降低到6，流量350t/h，制冷量4070kW。 通过在半脱后氢氮压缩机前安装了换热设备及热水二段型溴化锂吸收式冷水机组，投运后有3项收效：一是尿素冷凝液的热源先满足溴化锂工艺需要后再送往锅炉，热能得到充分利用；二是用溴化锂制冷机产生的冷水作为合成循环冷却水，提高合成氨分离效果，降低氨冷、冰机负荷，电耗下降明显；三是原料气温度由2730降至1113，生产波动小，连续运行水平提高，增产效果明显。在气温较高的59月份，增产率为4.89，气温较低的10月份，增产率为33.3，月增产合成氨400余t，年增加收益800万元以上。3.3 山东瑞星化工有限公司(原山东省瑞星化学工业集团总公司)

8、 山东瑞星化工有限公司是以尿素(600kta)、医药原料、生物化工、有机化工为主业的国有大型企业。 该公司2006年技术改造中使用了1台制冷量为350万kcalh的热水两段型溴化锂吸收式冷水机组，利用尿素生产过程中100热脱盐水，通过机组制取出10冷冻水，用于合成氨生产过程中的氨分离和半水煤气的冷却。其生产工艺流程见图3。 废热来源：尿素生产工艺中的蒸汽凝液，被利用后再送往锅炉房。 废热量：蒸汽凝液水从130降至68，流量53.8t/h，放出热量3872kW。 机组制冷量：冷水从16降低到6，流量350t/h，制冷量4070kW。 该公司通过技术改造利用了原来被循环冷却水带走的热脱盐水的热量，

9、通过溴化锂制冷机制取出的冷水进入氨分离器，提高了氨分离效果。同时通过冷水使降低半水煤气的温度，可提高了夏季压缩机的效率，生产波动小，连续运行水平提高，增产效果明显。3.4 河南颖青化工有限公司 河南颖青化工有限公司是以化学肥料生产、热电供应为主，兼有甲醇，甲醛等多种化工产品的综合性化工企业。具有年产120kt合成氨、150kt尿素、180kt碳铵、甲醛35kt、甲醇20kt的生产能力。 该公司在生产工艺使用了1台制冷量为200万kcalh的热水单效型溴化锂吸收式冷水机组，利用尿素生产过程中90余热水，通过机组制取出8冷冻水，用于合成氨生产过程中的氨分离和半水煤气的冷却。其生产工艺流程见图4。

10、废热来源：尿素生产工艺中的90余热水。 废热量：余热水从90降至80，流量280t/h，放出热量3256kW。 机组制冷量：冷水从13降低到8，流量400t/h，制冷量2330kW。 该公司通过技术改造利用了原来需要被冷却的循环系统余热水热量，通过溴化锂制冷机制取出的冷水通过换热器降低半水煤气的温度，可提高了压缩机的效率，生产波动小，连续运行水平提高，增产效果明显。4 吸收式制冷机的原理和特点 溴化锂吸收式冷水机组是以一种以热水、蒸汽，燃油、燃气以及各种废(余)为热源，制取5冷水的制冷设备。 双良公司目前可以生产利用65以上各种热源的溴化锂吸收式冷水机组。图5是热水型溴化锂制冷机组的流程。 溴

11、化锂吸收式冷水机组利用水作为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，利用水在高真空下低沸点汽化，吸收热量达到制冷的目的。 机组由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和热交换器等结构和相应的屏蔽泵、真空泵等主要部件组成。在蒸发器中，水在高真空状态下喷淋在冷水换热管表面汽化蒸发，吸收蒸发器管内冷水的热量，使冷水温度降低。汽化产生的蒸汽进入吸收器，在吸收器中具有极强吸收水蒸汽能力的溴化锂浓溶液迅速吸收蒸发器产生的水蒸汽，逐渐变成稀溶液，同时将吸收水蒸汽时释放的热量转移至冷却水中。 不具备吸水性的溴化锂稀溶液被溶液泵输送到发生器中，被外部来的驱动热源加热浓缩，分离出冷剂蒸汽，溶液浓度也由稀变浓，通过与稀溶液热交换后再次

12、进入吸收器。而冷剂蒸汽则在冷凝器中被冷却水冷凝成冷剂水，进入蒸发器。溴化锂制冷机组就是通过上述循环过程，不断运行来制取冷水。 溴化锂制冷机组的主要特点： (1)可利用生产工艺过程中的废(余)热制取冷水，节省了为获得低温冷水而需要消耗的电能等高品位能源。 (2)以水做制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂，无臭、无毒，不存在像氨或氟里昂等对环境的影响，属于绿色环保冷媒。 (3)机组完全在真空状态运行，整个机组除了功率很小的屏蔽泵外，几乎没有运动部件，机组运行安全可靠，使用寿命长。 (4)机组操作使用方便，自动化程度高，易于管理。5 吸收式制冷机在氮肥行业应用条件和特性5.1 吸收式制冷机的热源条件(见图6)

13、 从图6可以看出双良公司可以利用65以上的各种热源，包括热水、蒸汽、热油，或者是各种单组分和多组分气体，有机物料等等，但要求热源必须具有良好的流动性能。 根据热源温度不同，可以采取各种不同结构型式的制冷机组，并根据热源腐蚀性，采用相适应材质的换热管，还可以根据废热源允许的降温幅度和冷水进、出水温度等要求选择机组。5.2 氮肥行业用吸收式制冷机的特性 氮肥行业使用的溴化锂吸收式冷水机组属于工艺系统用冷设备，与传统的舒适性空调用制冷机组相比，在热源条件和冷水使用条件都有很大区别。因此制冷机的设计和制造都应根据用户实际条件进行专门的开发和生产。 氮肥行业使用的溴化锂吸收式冷水机组主要有以下几个方面的

14、特点： (1)废(余)热温度变化大 由于合成氨和尿素生产过程中，实际生产的工艺条件及产量变化都会引起废热源温度的波动，这就要求溴化锂吸收式冷水机组，必须要能够适应热源温度的变化，保证机组在较大的热源温度波动范围内能够正常运行。 (2)冷水温度变化大、温差大 由于合成氨和尿素生产过程中，实际生产的工艺条件及产量变化会引起冷水进出水温度的变化。这也需要机组能够适应在较大的冷水温度波动范围内正常运行。同时考虑到减少流量降低水泵电功率等因素，冷水系统最好采用大温差(温差715)设计，以达到进一步节能的目的。 (3)机组运行要根据工艺系统工况变化进行调整 随着季节和产量的变化，合成氨和尿素生产过程中产生

15、的余热与工艺系统对制冷量的要求会发生变化，普通舒适性空调用制冷机组，在外界制冷量变化时，可以通过控制驱动热源来实现机组的制冷量调节。而氮肥行业用制冷机所利用的部分余热，如：需要被冷却的热脱盐水、水冷器余热水等不能够因为机组制冷量的变化，而影响到流量和温度变化。因此机组运行必须要适应生产工艺的变化要求，在制冷量发生变化时需要通过机组的控制系统确保工艺系统不会受到制冷的影响而始终保持正常运行。 (4)换热管材质和制造工艺的特殊要求 氮肥生产工艺中大量的氨对传统换热材料铜管有很强的腐蚀性，因此在氮肥行业使用的溴化锂吸收式冷水机组在换热管材质选择上有特殊的要求。根据余热热源、冷水系统及冷却水系统的实际

16、情况。需要考虑发生器、蒸发器以及吸收冷凝等部件采用不同的换热管。机组的制造需要采用特殊的生产工艺，以保证换热管与管板的密封性能。 江苏双良空调设备股份有限公司从1985年开始生产溴化锂吸收式冷水机组，受委托起草制订了溴化锂吸收式冷水机组行业标准和蒸汽、热水型溴化锂吸收式制冷机国家标准。由于拥有行业唯一的国家级企业技术中心和博士后科研工作站，双良公司具有强大的技术研发能力。可以根据用户的特殊需要，设计和生产各种非标溴化锂吸收式冷水机组，满足各个行业的不同需要。 双良公司拥有国际上最先进的DFM生产方式和行业最先进的制冷机真空保证手段。采用国内唯一的刚性氦真空检漏舱进行整机氦检，可以确保机组高气密

17、性，整机真空度达到行业最高水平(整机泄漏率：11010Pam3/s)。 经过20多年的发展，双良公司目前已拥有国内外20000多家用户，数10项溴化锂吸收式制冷机专利，产品的设计和制造技术已达到的国际先进水平。 为响应国家建设节约型社会，在经济增长的同时，降低能源消耗的目标要求，双良公司专门为重点耗能行业开发出一系列节能降耗的先进产品。6 结束语 (1)利用氮肥行业合成氨和尿素生产工艺余热，通过溴化锂吸收式制冷机制取低温冷水，用于生产工艺的冷却工艺，节能降耗效果显著，经济效益明显。 (2)根据氮肥行业的特殊性，溴化锂吸收式制冷机在设计制造方面要进行专门的设计开发。在保证设备运行可靠性的同时，还

18、不能对原生产工艺造成影响。 (3)采用溴化锂吸收式制冷机回收利用氮肥行业低品位余热，减少能源消耗，有利于降低生产成本，缩小我国在能源利用方面和世界发达国家的差距。对实现建设节约性社会的目标具有积极的意义。联系方式联系人：胡先生 手机：15262628669 电话：0512-36683922邮箱：liangxujidian 地址：昆山市周市镇风雷工业园产品：苏州冷却塔,上海冷却塔,昆山冷水塔,杭州冷却塔,嘉兴冷却水塔,良研冷却塔技术文章 您现在所在的位置：首页 技术文章 冷却塔选型计算公式来源：本站 发布者：模温机 发布时间： 2012-08-26 17:46 浏览次数： 1704 冷却塔选型计

19、算公式：冷却塔的作用是将一定水量Q，从水温t1冷却到t2，或者冷却tt1t2。因此，要设计出规格合适的冷却塔，或核算已有冷却塔的冷却能力，我们必须做冷却塔的热力计算。为了便于计算，我们对冷却塔中的热力过程作如下简化假设：1：散热系数，散质系数，以及湿空气的比热，在整个冷却过程被看作是常量，不随空气温度及水温变化。2：在冷却塔内由于水蒸气的分压力很小，对塔内压力变化影响也很小，所以计算中压力取平均大气压力值。3：认为水膜或水滴的表面温度与内部温度一致，也就是不考虑水侧的热阻。4： 在热平衡计算中，由于蒸发水量不大，也可以将蒸发水量忽略不计。5： 在水温变化不大的范围内，可将饱和水蒸汽分压力及饱和

20、空气与水温的关系假定为线性关系。冷却塔的热力计算方法有焓差法、湿差法和压差法等，其中最常用的是麦克尔提出的焓差法，以下简要介绍冷却塔的焓差法热力计算。麦克尔提出的焓差法把过去由温度差和浓度差为动力的传热公式，统一为一个以焓差为动力的传热公式。在方程式中，麦克尔引进入刘易斯关系式，导出了以焓差为动力的散热方程式。上式的左端表示在一定淋水填料及格型下冷却塔所具有的冷却能力，它与淋水填料的特性、构造、几何尺寸、冷却水量有关，称冷却塔的特性数，以符号愿表示，即：由于水温不是空气焓的直接函数，直接积分有困难，所以，在求解冷却数的时候，一般均采用近似积分方法。积分的方法很多，有辛普逊积分法、平均推动力法、

21、切比雪夫积分法、对数及算术平均焓差法，以及不少的经验曲线与图表，这里只介绍美国冷却塔协会(CTI)所推荐的切比雪夫积分法。切比雪夫积分法为美国冷却塔协会(CTI)所推荐，在美国及日本均被采用。这种积分方法是将积分式，在x轴上a到b之间求出几个预定的y值，某y值的总和乘恒定值ba，便为所求的积分值。其分点为ba的0.102673倍、0.406204倍、0.593796倍及0.897327倍。求其4个分点相应的y值。为计算简化，小数点后取一位，则为ba的0.1倍，0.4倍，0.6倍及0.9倍。其计算公式为：如果温差较小时，其分点也可以不按上述倍数划分，可将水温差t四等分，求各份中点的焓差，然后代入公式计算。如果按倍数划分时，各分点相应的焓差如下表所示。上述即为一个完整的冷却塔热力计算过程，它既可用于冷却塔的设计计算，也可用于现有冷却塔的核算。在核算已有冷却塔时，已知塔的尺寸及内部部件，水量Q，进水温度t1，大气压力pa，干球温度1，湿球温度1。则要求计算：出水温度t2，通气量G，出塔空气干球温度2，出塔空气湿球温度2。冷却塔的设计是一个试算过程，即根据给定条件，选定塔的尺寸及内部部件，然后计算水温t2，使其满足设计要求。因此冷却塔的热力计算即为计算出塔水温t2，同时也计算通气量及排气温度。主营产品：苏州冷却塔 杭州冷却塔 吴江冷却塔 嘉兴冷水塔