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【摘要】大庆石化公司石蜡成型装置，采用氨制冷系统冷却蜡液，从而成型，冷却过程中氨压机要反复压缩氨气，并用大量的新鲜水及空冷将其冷却成液氨，使得成型装置电、水消耗量都比较大，能耗较高。大庆地处高纬度，冬季气温较低，如果可以利用自然低温空气给成型机制冷，既可以节约氨压机用电，节能降耗，也可以避免有毒有害介质氨引入装置。本文介绍了一种给冷室引入低温空气以冷却蜡液的办法，空气制冷系统通过在入冷室前设空气缓冲罐和热水加热器，以控制空气温度在指标范围内。
【关键词】空气制冷；节能；石蜡成型
【中图分类号】S210.4 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0287-02
1.引言
石蜡成型是石蜡生产过程中最后一道工序，它是将石蜡加氢或石蜡白土精制后的蜡液冷却至（-8～10）℃，形成一定规格的固体蜡块。我公司石蜡成型采用链盘式石蜡连续成型机，它将蜡液注入金属蜡盘，在链条带动下进入冷室，室内设液氨蒸发器和鼓风机来保持冷室的温度，蜡液的热量被冷风带走后，逐渐冷却并形成蜡块，离开冷室，经翻转机构脱模，由传送带送出，包装。
氨制冷系统工作时，液氨由氨泵从低压氨贮罐抽出打入冷室内的6台蒸发器，经汽化带走冷室内的热量后，气氨和未汽化的液氨回到低压氨贮罐，气氨则被吸入氨压机压缩后经油氨分离罐分油，进入蒸发冷凝器，被冷却成液氨再进入高压氨贮罐，并通过自动调节阀向低压氨贮罐供氨，液氨不断地从低压氨罐抽出，循环使用。在此过程中氨压机需要不断的做功，最大功率可达到298kw，耗电量大，且运转时噪声较大，不利于保持员工良好的工作环境；而且，蒸发冷凝器冷却高压氨需要消耗新鲜水8t/h，使装置能耗上升。
由于大庆地处高纬度，冬季气温较低，最低可达到-30℃，如果可以利用这部分自然低温空气给成型机制冷，既可以节约氨压机用电，也可以避免有毒有害介质氨引入装置。因此，空气制冷既节能又环保，不失为冬季成型装置节能降耗的好途径。
2.空气制冷工艺流程介绍
2.1 流程介绍
上图为空气制冷流程示意图，冷空气由鼓风机吸入，经过滤器过掉杂质后，通过热水加热器加热，加热到一定温度再进入空气缓冲罐，緩冲罐入口在中下部，出口在顶部，以便脱除多余的水分，空气温度在缓冲罐内稳定在指标范围内（-8～10）℃，从缓冲罐出来后分两路连接在成型冷室顶部的空气分布管上，空气分布管上有较多的开口，将空气均匀的喷出，利用空气的低温冷却蜡液。由于冷空气较热空气重，向下流动，冷室底部设有抽真空系统，真空管线绕冷室底部墙一周，管线上开有吸入孔，内部管线与外部的两根出口管线相连，吸入的空气经过滤器后汇集在一条管线上进入真空泵，由水环式真空泵抽出排入大气。
2.2 冷室内气流说明
冷空气进入冷室后，通过顶部进气分布器的作用，可以将冷空气以低速广范围的向冷室内散布，通过控制鼓风机和真空泵的排出量，冷室内进、出空气量可以达到平衡，因此，整个冷室空气流动较为缓和，从而避免了将灰尘等吹起来落在蜡盘上产生杂质蜡，影响成型机产量现象的发生。成型机浇注器和翻转脱模机构在冷室外，链盘进、出冷室使得冷室有部分开口与外界相通，为防止外界空气进入冷室内影响温度，可以控制鼓风机排量大于真空泵排量，即空气进入量大于排出量形成正压。
2.3 空气温度控制说明
空气温度控制是至关重要的，温度过低可导致蜡板炸裂，温度过高可造成蜡软，此工艺流程通过空气加热器的热水给水量与缓冲罐内空气温度进行串级控制，设置目标值1℃，实际值围绕目标值波动，空气温度超过控制目标时控制阀关小热水给水量降低空气温度，反之温度偏低时开大热水给水量给空气提温，实现空气温度自动控制，操控较简单。
3.空气制冷与氨压机制冷优劣对比
3.1 能耗及投资
下面从水、电、汽消耗量以及设备投资方面进行分析对比：
如表1所示。空气制冷系统不再使用氨压机制冷，省去了收氨退氨的操作；不需要空冷及水箱用水，只有浇注器温度需要用水冷器控制，可节约大量的循环水用量；电消耗方面，氨压机功率为298kw，空气制冷系统只需功率为30kw的鼓风机一台，30kw的真空泵一台，共60kw，因此用电方面会节省很多；由于蒸汽用来给管线伴热和高位罐加热，因此蒸汽消耗不变。换热器会使用一定量的热水，目前热水未计入能耗中。
设备选用方面，如表2，选用罗茨三叶鼓风机，排量约1200m3/h，加装变频器后可以控制其空气排量；普通水环式真空泵排量为800m3/h；热水加热器可以利旧节约投资；缓冲罐使用60m3普通碳钢罐，高5m、直径为4m；过滤器使用普通筒状过滤器四台。目前冷室规格空气容量约为345m3，鼓风机充满整个冷室需要约18分钟，真空泵抽出时间约为25分钟。冷室内空气更新快，能很好的保证较稳定的温度。系统设备投资价格低廉，总设备投资约为5.7万元，外加管线及人工费整个系统投资约需要15万元，成本较低。
3.2 空气制冷操作简单，更加环保
空气制冷系统关键点在于空气温度的控制，而此操作可以通过仪表实现自动控制，操作员加强对温度点及热水流量的监控即可。两台用电设备都为低功率普通电机，鼓风机和真空泵结构简单，开停较为方便，运行周期长，便于维修。噪音小，对于工人的工作环境有较大的改善。介质为空气，十分安全，避免了危险介质氨的引入。
3.3 空气制冷系统条件要求
由于整个系统在冬季投用，需要做好设备管线的防冻工作，加热器在热水关小或关闭的情况下容易冻坏设备，另外，空气缓冲罐起到恒定空气温度的作用，因此，这两台设备不宜建在室外，这就对厂房空间有一定要求。空气制冷由于引入的是外界大气，对天气要求相对苛刻，沙尘天气对系统影响较大，对过滤系统要求高，高效的过滤系统可以起到除尘除杂质的作用，但需要增加清理过滤网的频次；且只能在冬季投用，气温不能高于10℃，夏季仍需要投用氨制冷系统，因此空气制冷系统不能完全代替氨制冷系统。
4.结束语
空气制冷系统利用自然冷空气冷却蜡液，清洁环保，可明显降低装置能耗，适合在冬季气温较低地区的成型装置中应用。
【关键词】空气制冷；节能；石蜡成型
【中图分类号】S210.4 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0287-02
1.引言
石蜡成型是石蜡生产过程中最后一道工序，它是将石蜡加氢或石蜡白土精制后的蜡液冷却至（-8～10）℃，形成一定规格的固体蜡块。我公司石蜡成型采用链盘式石蜡连续成型机，它将蜡液注入金属蜡盘，在链条带动下进入冷室，室内设液氨蒸发器和鼓风机来保持冷室的温度，蜡液的热量被冷风带走后，逐渐冷却并形成蜡块，离开冷室，经翻转机构脱模，由传送带送出，包装。
氨制冷系统工作时，液氨由氨泵从低压氨贮罐抽出打入冷室内的6台蒸发器，经汽化带走冷室内的热量后，气氨和未汽化的液氨回到低压氨贮罐，气氨则被吸入氨压机压缩后经油氨分离罐分油，进入蒸发冷凝器，被冷却成液氨再进入高压氨贮罐，并通过自动调节阀向低压氨贮罐供氨，液氨不断地从低压氨罐抽出，循环使用。在此过程中氨压机需要不断的做功，最大功率可达到298kw，耗电量大，且运转时噪声较大，不利于保持员工良好的工作环境；而且，蒸发冷凝器冷却高压氨需要消耗新鲜水8t/h，使装置能耗上升。
由于大庆地处高纬度，冬季气温较低，最低可达到-30℃，如果可以利用这部分自然低温空气给成型机制冷，既可以节约氨压机用电，也可以避免有毒有害介质氨引入装置。因此，空气制冷既节能又环保，不失为冬季成型装置节能降耗的好途径。
2.空气制冷工艺流程介绍
2.1 流程介绍
上图为空气制冷流程示意图，冷空气由鼓风机吸入，经过滤器过掉杂质后，通过热水加热器加热，加热到一定温度再进入空气缓冲罐，緩冲罐入口在中下部，出口在顶部，以便脱除多余的水分，空气温度在缓冲罐内稳定在指标范围内（-8～10）℃，从缓冲罐出来后分两路连接在成型冷室顶部的空气分布管上，空气分布管上有较多的开口，将空气均匀的喷出，利用空气的低温冷却蜡液。由于冷空气较热空气重，向下流动，冷室底部设有抽真空系统，真空管线绕冷室底部墙一周，管线上开有吸入孔，内部管线与外部的两根出口管线相连，吸入的空气经过滤器后汇集在一条管线上进入真空泵，由水环式真空泵抽出排入大气。
2.2 冷室内气流说明
冷空气进入冷室后，通过顶部进气分布器的作用，可以将冷空气以低速广范围的向冷室内散布，通过控制鼓风机和真空泵的排出量，冷室内进、出空气量可以达到平衡，因此，整个冷室空气流动较为缓和，从而避免了将灰尘等吹起来落在蜡盘上产生杂质蜡，影响成型机产量现象的发生。成型机浇注器和翻转脱模机构在冷室外，链盘进、出冷室使得冷室有部分开口与外界相通，为防止外界空气进入冷室内影响温度，可以控制鼓风机排量大于真空泵排量，即空气进入量大于排出量形成正压。
2.3 空气温度控制说明
空气温度控制是至关重要的，温度过低可导致蜡板炸裂，温度过高可造成蜡软，此工艺流程通过空气加热器的热水给水量与缓冲罐内空气温度进行串级控制，设置目标值1℃，实际值围绕目标值波动，空气温度超过控制目标时控制阀关小热水给水量降低空气温度，反之温度偏低时开大热水给水量给空气提温，实现空气温度自动控制，操控较简单。
3.空气制冷与氨压机制冷优劣对比
3.1 能耗及投资
下面从水、电、汽消耗量以及设备投资方面进行分析对比：
如表1所示。空气制冷系统不再使用氨压机制冷，省去了收氨退氨的操作；不需要空冷及水箱用水，只有浇注器温度需要用水冷器控制，可节约大量的循环水用量；电消耗方面，氨压机功率为298kw，空气制冷系统只需功率为30kw的鼓风机一台，30kw的真空泵一台，共60kw，因此用电方面会节省很多；由于蒸汽用来给管线伴热和高位罐加热，因此蒸汽消耗不变。换热器会使用一定量的热水，目前热水未计入能耗中。
设备选用方面，如表2，选用罗茨三叶鼓风机，排量约1200m3/h，加装变频器后可以控制其空气排量；普通水环式真空泵排量为800m3/h；热水加热器可以利旧节约投资；缓冲罐使用60m3普通碳钢罐，高5m、直径为4m；过滤器使用普通筒状过滤器四台。目前冷室规格空气容量约为345m3，鼓风机充满整个冷室需要约18分钟，真空泵抽出时间约为25分钟。冷室内空气更新快，能很好的保证较稳定的温度。系统设备投资价格低廉，总设备投资约为5.7万元，外加管线及人工费整个系统投资约需要15万元，成本较低。
3.2 空气制冷操作简单，更加环保
空气制冷系统关键点在于空气温度的控制，而此操作可以通过仪表实现自动控制，操作员加强对温度点及热水流量的监控即可。两台用电设备都为低功率普通电机，鼓风机和真空泵结构简单，开停较为方便，运行周期长，便于维修。噪音小，对于工人的工作环境有较大的改善。介质为空气，十分安全，避免了危险介质氨的引入。
3.3 空气制冷系统条件要求
由于整个系统在冬季投用，需要做好设备管线的防冻工作，加热器在热水关小或关闭的情况下容易冻坏设备，另外，空气缓冲罐起到恒定空气温度的作用，因此，这两台设备不宜建在室外，这就对厂房空间有一定要求。空气制冷由于引入的是外界大气，对天气要求相对苛刻，沙尘天气对系统影响较大，对过滤系统要求高，高效的过滤系统可以起到除尘除杂质的作用，但需要增加清理过滤网的频次；且只能在冬季投用，气温不能高于10℃，夏季仍需要投用氨制冷系统，因此空气制冷系统不能完全代替氨制冷系统。
4.结束语
空气制冷系统利用自然冷空气冷却蜡液，清洁环保，可明显降低装置能耗，适合在冬季气温较低地区的成型装置中应用。