蒸发式冷凝在我公司应用

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1、1蒸发式冷凝器在我公司的应用蒸发式冷凝器在我公司的应用山东新华医药集团有限责任公司我公司生产过程中大量使用的冰盐水及冰水是由公司冷冻系统生产供应的。传统的制冷系统主要是由空压机、冷凝器、蒸发器及其他辅助设备组成，其中冷凝器是热能交换的主要设备。在热交换过程中，主要是使用循环水带走热量，为了满足降温需要，往往需要建立循环水供应系统，由于循环水系统的局限性，夏天水温较高,从而导致高压氨气难以完全顺利冷凝致使高压超高，这不仅大量浪费电能影响系统运行，而且存在很大安全隐患。为了解决传统制冷系统中存在的这一突出问题，经过多方考察论证研究决定采用蒸发式冷凝器来取代老式冷凝器。蒸发式冷凝器是工艺技术比较成熟

2、的设备，以前在食品行业中使用的较多，但在医药行业中却很少应用。它的工作原理主要是利用水的蒸发带走气态制冷剂冷凝过程中放出的热量，工作的冷却水由水泵送到冷凝管管组上部，由喷嘴均匀地喷淋在冷凝排水管外表面，形成一层很薄的水膜，高温气态制冷剂由冷凝管排上部进入，被管外的冷却水吸收热量冷凝成液体后从下部流出，吸收热量的水一部分蒸发形成水蒸气其余部分吸热后落入下部的集水槽内，再由供水泵供水循环使用，风机强迫空气以 3-5m/s 的速度掠过冷凝排水管促使水膜蒸发，强化冷凝管外放热，并使吸热后的水一部分在下落的过程中被空气冷却，下落的水流经疏水换热层被分流，在换热层填料表面形成很薄的水膜，二次冷却后落回水槽

3、，蒸发的水蒸汽2与空气一起被风机排出，空气中夹带的水滴被脱水器阻挡后落回集水槽，水槽中设有浮球阀，自动补充冷却水量。蒸发式冷凝器目前主要有两种形式，一种是不带填料的，这一种的主要优势在于冬天可以实现无水运行；另一种是有填料的，通过填料可以将下落的降温水再冷却降低 1-2，缺点是冬天要要实现无水运行需要进行改造。根据我公司一分厂冷冻站所处化工区毗邻热电厂，粉尘污染严重，经过认真分析研究及实地考察，最终决定采用带填料的蒸发式冷凝器，并于今年 4 月份实施投入运行，运行至今效果良好。采用蒸发式冷凝器的优点：（1）节电：由于蒸发式冷凝器的蒸发冷凝温度是由湿球温度所决定，在一般情况下湿球温度比环境温度低

4、 6-8，因此要达到同样的冷凝效果蒸发式冷凝器比传统冷凝器需要的冷却水量要少得多。我公司采用的蒸发冷凝器为 2500 型，一台蒸发冷的总用电功率为 30KW 左右（所有风机同时运行时） ，蒸发冷运行后停运了所有卧式冷凝器，循环水供应由 4 月份时的开一台220KW 水泵改为 110KW，再加上少开的风机，循环水系统每小时节电 110KW 以上。同时由于冷凝压力大幅下降，冰机至少可以少开一台，大大提高了冰机的效率。节水：蒸发式冷凝器主要是利用水的蒸发带走制冷的热量，1L 水蒸发能带走 670W 的热量，而其它形式水冷凝器利用水的升温吸收比热带走热量，1L 水仅带走 4-5W 的热量，因此带走同样

5、的热量其它形式的水冷冷凝器需用冷却水是大的多。蒸发冷凝器3消耗水主要是蒸发飘逸损失和为降低水的浊度保持水质而置换的部分水。根据蒸发冷实际运行后来看每天每台补水量约为 20 吨。采用蒸发冷后循环水总供应量仅 4 月份就由 1250 立方米/小时降为 600 立方米/小时。循环水补水量也有投运前的每天 200 余立方米变为了 100 立方米，同时也大大降低了反冲水的排放量。节水：蒸发式冷凝器主要是利用水的蒸发带走制冷的热量，1L 水蒸发能带走 670W 的热量，而其它形式水冷凝器利用水的升温吸收比热带走热量，1L 水仅带走 4-5W 的热量，因此带走同样的热量其它形式的水冷冷凝器需用冷却水是大的多

6、。蒸发冷凝器消耗水主要是蒸发飘逸损失和为降低水的浊度保持水质而置换的部分水。根据蒸发冷实际运行后来看每天每台补水量约为 20 吨。如采用蒸发冷后循环水总供应量就由 1250 立方米/小时降为 600 立方米/小时。使用蒸发式冷凝器 13 台每小时将减少循环水量 4500 立方米，年节水价值 567 万元。（2）（3）节约维修费用：传统的卧式冷凝器属于压力容器，必须按压力容器管理，每年需定期检验，而蒸发式冷凝器温度低，排气压力及排气温度润滑油温度都相应下降，压缩机的运行条件大大改善，延长压缩机无故障运行周期，降低了维修费用。蒸发式冷凝器存在的问题：主要是对水的水质相对要求较高，因为蒸发式冷凝器排

7、管如结垢将严重影响换热效果，为了解决这一问题降温水最好使用软化水，4但软化水成本较高，经过调研我们采用了静电离子除垢技术，投运至今效果较理想，基本达到了要求。节能效果统计：公司从 2003 年至 2008 年先后投资 550 万元，共改造四个冷冻系统系统，使用蒸发式冷凝器 13 台替代卧式冷凝器 15 台，每小时减少循环水量 4500 立方米。还解决了夏季高压氨气难以完全顺利冷凝致使氨系统高压超高的安全隐患。节能价值：1、原循环水价值：4500 立方米/h24h30 日12 月0.2 元/立方米=777.6 万元/年。2、蒸发冷水耗价值：2000 立方米/月12 月3.385 元/立方米=8.

8、12 万元。3、蒸发冷电耗价值：390KW/h24h30 日12 月0.6 元/KWh=202.2 万元。4、节约价值：777.6-8.12-202.2=567.28 万元蒸蒸发发式冷凝器的式冷凝器的应应用用（1）现状概况新华制药生产过程中大量使用的冰盐水及冰水是由公司冷冻系统生产供应的。传统的制冷系统主要是由空压机、冷凝器、蒸发器及其他辅助设备组成，其中冷凝器是热能交换的主要设备。在热交换过程中，主要是使用循环水带走热量，为了满足降温需要，往往需要建立循环水供应系统，由于循环水系统的局限性，夏天水温较高，从而导致高压氨气难以完全顺利冷凝致使压力超高，这不仅大量浪费电能影响系统运行，而且存在很

9、大安全隐患。5（2）实施方案为了解决传统制冷系统中存在的这一突出问题，经过多方考察论证研究决定采用蒸发式冷凝器来取代老式冷凝器。蒸发式冷凝器是工艺技术比较成熟的设备，但在医药行业中应用较少，新华制药为创新。其工作原理主要是利用水的蒸发带走气态制冷剂冷凝过程中放出的热量，工作的冷却水由水泵送到冷凝管管组上部，由喷嘴均匀地喷淋在冷凝排水管外表面，形成一层很薄的水膜，高温气态制冷剂由冷凝管排上部进入，被管外的冷却水吸收热量冷凝成液体后从下部流出，吸收热量的水一部分蒸发形成水蒸气其余部分吸热后落入下部的集水槽内，再由供水泵供水循环使用，风机强迫空气以 35m/s 的速度掠过冷凝排水管促使水膜蒸发，强化

10、冷凝管外放热，并使吸热后的水一部分在下落的过程中被空气冷却，下落的水流经疏水换热层被分流，在换热层填料表面形成很薄的水膜，二次冷却后落回水槽，蒸发的水蒸汽与空气一起被风机排出，空气中夹带的水滴被脱水器阻挡后落回集水槽，水槽中设有浮球阀，自动补充冷却水量。蒸发式冷凝器目前主要有两种形式，一种是不带填料的，这一种的主要优势在于冬天可以实现无水运行；另一种是有填料的，通过填料可以将下落的降温水再冷却降低12，缺点是冬天要要实现无水运行需要进行改造。根据一分厂冷冻站所处化工区毗邻热电厂，粉尘污染严重，经过认真分析研究及实地考察，最终决定采用带填料的蒸发式冷凝器，并于 2008 年 7月份安装一台，试运

11、行效果良好。（3）主要设备结合新华制药项目改造现状，需要新增以下设备。见表 3-19表 3-19 蒸发式冷凝器的应用主要设备一览表序号序号岗位岗位型号型号数量数量单价单价/万元万元1201 车间东冷岗位ZFL-2500 蒸发式冷凝器43262201 车间西冷岗位ZFL-2500 蒸发式冷凝器6323101 车间冷冻岗位ZFL-2000 蒸发式冷凝器622（4）预计实施后绩效本方案实行后，将极大的节约用电、用水和维修费用。节电：由于蒸发式冷凝器的蒸发冷凝温度是由湿球温度所决定，在一般情况下湿球温度比环境温度低 68，因此要达到同样的冷凝效果蒸发式冷凝器比传统冷凝器需要的冷却水量要少得多。采用的蒸

12、发冷凝器为 2500 型，一台蒸发冷的总用电功率为 30kW 左右（所有风机同时运行时），蒸发冷运行后停运了所有卧式冷凝器，循环水供应由 4 月份时的开一台 220kW 水泵改为 110kW，再加上少开的风机，循环水系统每小时节电 110kW 以上。同时由于冷凝压力大幅下降，冰机至少可以少开一台，大大提高了冰机的效率。节水：蒸发式冷凝器主要是利用水的蒸发带走制冷的热量，1L水蒸发能带走 670W 的热量，而其它形式水冷凝器利用水的升温吸收比热带走热量，1L 水仅带走 45W 的热量，因此带走同样的热量其它形式的水冷冷凝器需用冷却水是大的多。蒸发冷凝器消耗水主要是蒸发飘逸损失和为降低水的浊度保持

13、水质而置换的部分水。根据蒸发冷实际运行后来看每天每台补水量约为 20 吨。采用蒸发冷后循环水总供应量仅 4 月份就由 1250 立方米/小时降为 600 立方米/小时。循环水补水量也有投运前的每天 200 余立方米变为了 100 立方米，同时也大大降低了反冲水的排放量。节约维修费用：传统的卧式冷凝器属于压力容器，必须按压力容器管理，每年需定期检验，而蒸发式冷凝器温度低，排气压力及排气温度润滑油温度都相应下降，压缩机的运行条件大大改善，延长压缩机无故障运行周期，降低了维修费用。蒸发式冷凝器存在的问题：主要是对水的水质相对要求较高，因为蒸发式冷凝器排管如结7垢将严重影响换热效果，为了解决这一问题降

14、温水最好使用软化水，但软化水成本较高，经过调研采用了静电离子除垢技术，投入试运行效果较理想，基本达到了要求。新华制药预投资改造四个冷冻系统系统，使用蒸发式冷凝器替代卧式冷凝器，每小时减少循环水量 4500 立方米，年节约价值567.28 万元，还解决了夏季高压氨气难以完全顺利冷凝致使氨系统高压超高的安全隐患。节能价值计算：原循环水价值：4500 立方米/h24h30 日12 月0.2 元/立方米777.6 万元/年；蒸发式冷凝器水耗价值：2000 立方米/月12 月3.385 元/立方米=8.12 万元；蒸发式冷凝器电耗价值：390kW/h24h30 日12 月0.6 元/kWh202.2 万元；节约价值：777.68.12202.2567.28 万元/年。（5）经济分析本项目总投资约为 475.2 万元。经估算，项目投资回收期约为2.24 年（含建设期，税后），内部收益率为 80.47%，财务指标远远高于行业标准，项目财务上可行。