关于水冷螺杆冷水机组在室外低温的环境下的节能防范措施
2013-01-06 12:24阅读:
因冷水机组在冬季或过度季节部分时间要提供温度稳定的冷冻水,通常为工艺用水较多,为保证生产工艺、生产的顺利进行,必须对冷却段进行进行处理。螺杆式冷水机组,夏季工况向都高能位的冷却水释放热量以提供冷水,在冬季工况从低能位的冷却水吸收热量以提供工艺用水。
水冷螺杆机组冬季工况的分析:
水冷螺杆
冷水机组冬季制冷存在的问题,室外环境温度很低,冷却水的水温可以达到10℃以下,相应机组的冷凝压力很低,造成机组的高低压压差过小。对于螺杆式压缩机来说:一方面压缩机轴承的润滑和转子之间的油膜完全是靠压差供油,螺杆机组要有一定的压差才可以有效保证供油安全,如果机组高低压压差很小,会对压缩机的运转效率以及安全造成很大的影响,终导致压缩机报警,严重的停机烧毁或者卡死现象;另一方面,螺杆式压缩机的加减载也是利用油压推动加减载活塞改变转子的压缩容积实现的,低的冷凝压力还会拉低机组的蒸发压力,导致机组频繁低压报警停机。螺杆冷机组如果不能及时建立压差,机组就会报警停机。因此,机组能够在低温的环境下制冷的关键就是稳定冷凝压力,建立机组的高低压压差,使压缩机能够在其运行范围内安全运转。
根据我司多年的施工经验及相关文献资料,建议作以下方案:
方案A:增加冷却水旁通手动调节阀和冷却塔风扇控制器
在机组的冷却水主管路上增加旁通管路,并在旁通管路上增加手动调节阀门,同时增加冷却塔风扇控制器,用于控制冷却塔风机的启停。
在冬季开机前,将手动调节阀打开,这样当冷却水泵开启以后,由于旁通管路
AB的阻力小于冷凝器侧管路CD的阻力,一部分冷却水会直接从旁通管路进入冷却塔循环。机组开机以后,由于冷凝器内部只有少量水
在进行循环,冷凝温会快速升高,同时迅速将机组的蒸发温度拉高,这样就解决了不能建立机组压差以及蒸
发温度过低的问题。当冷却水的温度逐渐升高时,关闭手动调节阀门,使冷却水重新经过冷凝器进入冷却塔散热。机组冷却塔的风机在CT温控器的控制作用下,冷却塔出口水温过低时关闭风机,当冷却塔出水温度过高时打开风机进行换热,从而使冷凝温度保持在一个恒定的值,机组的运行更加平稳。
方案B:增加电动旁通阀
加电动旁通阀的目的也是通过调节进入冷凝器的水量,保证冷凝压力在开机
时不会过低而导致蒸发压力过低,同时保证机组可以顺利建立压差,也可以在机组正常运行过程中起到保证冷凝压力稳定、机组运行平稳的作用。
电动旁通阀的模拟信号来源于机组冷凝压力传感器。冷凝压力传感器将机组
冷凝器的压力信号转变为电流信号,进入PLC模拟量输入输出模块,然后将信号传递给电动旁通阀的执行机构。当机组在开机时,冷凝压力过低,电旁通阀的阀门开度就会增大,旁通量就会增大,流过冷凝器的水量就会减小,冷凝压力就会升高;相反,当冷凝压力过高时,阀门的开度就会减小,通水量会减小,流过冷凝
器的水量就会增加,冷凝压力就会降低。增加电动旁通阀提高了机组运行的稳定
可靠性,不需要人为调节阀门的开度,同时解决了机组在冬季制冷的需求。在方案的设计过程中要详细计算旁通管径的大小,正确选择电动旁通阀,以保证旁通管路能够达到预期的效果。
方案C:冷却水泵增加变频控制
冷却水系统水泵增加变频器,PLC根据冷却水进水温度提供一个模拟信号给变频器,变频器会根据冷却水进水温度与目标设定值的差值,经过
PID运算 ,输出一定频率的交流电给水泵电机,水泵输出相应 的供水流量。在此流量下
,机组冷却水的进水温度会发生相应变化,温度变送器再将进水温度反馈给PLC,PLC再将此信号提供给变频器,变频器根据冷却水进水温度与目标设定值的差值再次计算出需要改变输出电源的频率。这样就通过控制冷却水的进水温度,使冷凝压力稳定在希望控制的范围之内,保证机组在低冷却水温度下也可 以顺利建立压差并启动。
当冷却水进水温度偏低时,变频器的输出电源频率减小,冷却水流量会减小,水温度会升进高,冷凝压力会上升;相反,冷却水进水温度偏高时,变频器的输
出电源频率会增加,冷却水流量会增大,进水温度会降低,冷凝压力也会相应降低。
总 结:
方案A:这种方案虽然可以解决机组常年制冷的问题,同时带来了另外一个问题:机组的操作比较复杂,机房管理人员必须经过专业的培训,而且要对设备很熟悉。如果水系统的手动调节阀已经打开,并且机组的高低压差已经建立,操作人员忘关闭手动调节通阀,很有可能会引起机组的高压报警,甚至安全阀动作。
方案B:虽然有很多的优点,但是并不能很好地达到节能的目的,却冷水泵的功耗并没有降低,有很大一部分功耗被浪费在旁通管路与冷却塔之间的循环上。
方案C:这种方案的设计增强了机组的可靠性以及稳定性,满足了机组冬季制冷的要
求,最重要的是节约了水泵的耗功,降低了机组的运行费用。但水泵要变频控制,投资高,比较繁琐,一般对于冷量比较大的项目,机组全年长期运转的,建议选择作变频控制。
综合考虑,建议采用方案B,在旁通管路增加电动旁通阀,这样既初投资费用合理,无需机房人员专业管理,又可以在冬季以及过渡季节起到很好的调节作用。