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1、制冷系统节能技术措施我院从事啤酒厂设计已三十余年 , 经过几代人刻苦钻研得学习 ,励精图 治得钻研, 啤酒技术不断引进创新、总结升华 , 逐步确立了啤酒厂设计得全 新理念。制冷站就是啤酒生产得重要一环 ,也就是用电大户 ,随着近年来 , “低碳、节能、环保”得理念深入人心 , 制冷站得设计除满足生产使用外还 需要达到高效节能、 安全环保等要求。 经过几代人得努力 , 涌现出许多技术 亮点, 经过优化与更新 ,已被我专业逐步应用到各个啤酒项目得设计工作中 满足了各啤酒厂、啤酒集团节能高效得要求。一、 冰水蓄冷技术得引进原理: 该技术来源于上世纪 80年代末国家实行得“峰谷电价”政策 , 即根据不
2、同时间划分不同电价 , 各地区有所不同 , 基本上在夜间采用低谷电 价, 国家鼓励用电大户在低谷时段运行以达到平衡电网节省电费得目得。我院最先运用啤酒厂冰水蓄冷技术 , 目前已广泛运用冰水、 脱氧水蓄冷 上。最先用在空调领域 , 我院工程师从设计燕京啤酒科技大楼空调系统得设 计基础上移植到啤酒厂冰水蓄冷上来 , 原空调系统设计就是白天高价电时 段不开制冷机，晚上11点到第二天早7点低价电时段开制冷机，制备出4C 得冰水储存到大型冷水罐中 (2000m3), 第二天只开循环泵供大楼空调 , 电费 节省 35%运行一年节省电费 1 00万元人民币。我院工程师在当年华润阜阳、 华润合肥啤酒厂改造项目
3、中积极宣传、 推广冰水蓄冷技术 , 并得到这些厂家 得大力支持 , 不但新增了冰水储罐还不断加大冰水罐得容积 , 明显节约了电 费降低了运行成本。此后在 2005 年青岛二啤扩建项目中 , 我院正式把冰水蓄冷项目设计到图纸上并注明操作规程，同年发表论文在2006年第三期“啤酒科技”全国性刊物上，运行多年来效果显著并得到广泛好评。见附图1:二、冰水与脱氧水采用双级冷却技术A ：'T ,上片押麦广冰水、脱氧水双级冷却也就是近年来我院重点推广得节能新技术。原理：根据逆卡诺循环得特性，在系统循环得蒸发过程中，在冷凝压力 稳定得情况下，蒸发压力越高，可以获得更大得制冷量与制冷效率。因此在 保证工
4、艺冷却能力不变得情况下，适当提高蒸发温度即可以获得更多得制 冷量。啤酒厂制备冰水、脱氧水得传统工艺方案就是把28C左右得酿造水与脱氧水一次性冷却到2C ,蒸发温度在-1 C左右。双级冷却就是做法就是把 这一过程分解成2级冷却进行，第一级冷却从28C降到13C ,第二级从13C 冷却到2C ,这样就把一部分得蒸发工作放到了高工况下进行，另一部分蒸 发工作放在原有得低工况下运行，一级冷却蒸发温度从-1 C提高到10C 共提高了 11 c ,由制冷机性能曲线可以瞧到蒸发温度提高 1C ,制冷机产冷 量提高3、8%见附表）,蒸发温度提高10C时，产冷量提高41、8%,在青啤 滕州与青啤石家庄项目中得到
5、了印证，我们与青岛奥兰多公司合作，采用多 机头制冷机作冰水与脱氧水一级冷却，氨制冷机作二级冷却，得到得结果就 是用2台132KW得多机头制冷机代替了原来2台装机容量250KW# A20制 冷机，仅此装机容量从2X 250=500KW减少到2X 132= 264KW运行功率减少 了 236KW一年下来节省得电费达到152、40万元。见附图2: r以下就是某实际工程得分析计算 能力要求:酿造水温度30C;冰水温度2C ,流量60n®/h;脱氧水温度2C ,流量40 m3/h一段降温法:冰水制备及脱氧水生产分别采用1套氨分板换装置，进水温度30C ,出水温度2C ,制冷系统蒸发温度-1 C
6、 ,冰水制冷量1954KW脱氧水制冷量1302KW总制冷量3256KW配 置2台W-HLG2M A250与2台W-HLG2I0 DA185螺杆式制冷压缩机组,蒸发温度-C ,考 虑系统阻力损失,单台W-HLG2C0A250机组运行于-2 C135 C工况下制冷量为1016KW轴 功率199KW输入功率214KW单台W-HLG2C0 DA185机组运行于-2 C/35 C工况下制冷量 为762KW轴功率153KW输入功率164KW(4台机组总制冷量3556KW满足运行条件下总 轴功率670KW总输入功率719KW两段降温法 :第一段氨分板换将酿造水从30C降至14C ,生产能力为100n3/h,
7、供冰水制备与脱 氧水降温用,制冷量1861KW配置2台W-HLG2ffi DA185螺杆式制冷压缩机组,蒸发温度 5C ,考虑系统阻力损失,单台机组运行于4C/35 C工况下制冷量为960KW轴功率156KW, 输入功率167KW;2台机组总制冷量1920KW满足运行条件下总轴功率306KW总输入功率 327KW。第二段冰水制备氨分板换,将14C酿造水降至2C ,冰水流量60m3/h,制冷量837KW, 制冷系统运行蒸发温度 -1 C。第二段脱氧水氨分板换，将14C酿造水降至2C ,脱氧水流量40m3/h,制冷量558KW, 制冷系统运行蒸发温度 -1 C。第二段降温总制冷量1395KW配置2
8、台W-HLG2仍DA185螺杆式制冷压缩机组,蒸发 温度-1 C ,考虑系统阻力损失，单台机组运行于-2 C /35 C工况下制冷量为762KW轴功 率153KW输入功率164KW2台机组总制冷量1524KW满足运行条件下总轴功率 291KW, 总输入功率 310KW。两段降温满足运行条件下总轴功率 597KW总输入功率637KW1 、 一段降温法设计方案 :配置1台BS-2000冰水装置,将30C酿造水直接降至2C ,生产能力60m3/h, 水侧阻力 0、56bar 。配置1台BS-1400脱氧水装置，将30C酿造水直接降至2C ,生产能力40m3 /h, 水侧阻力 0、78bar。配置1台
9、KQWH100-12酿造水泵,流量100n3/h,扬程20MHO,电机功率11KW 按4台制冷机组运行考虑,满足运行时最大排热量为3926KW冷凝温度35C , 湿球温度28C条件下,需配置3台CXV-472G蒸发式冷凝器,单台蒸发式冷 凝器标准排热量2033KW电机功率35KW;3台总标准排热量6099KW总电机 功率105KW设计余量15% 冷却耗水量9、5m3/h。2、两段降温法设计方案：第一段降温配置1台BS-1900冰水装置,将30C酿造水降至14C ,生产能力100m3/h, 水侧阻力 0、 27bar。第二段降温配置1台BS-900冰水装置,将14C酿造水直接降至2C ,生产能力
10、 60m3/h, 水侧阻力 1、 08bar。第二段降温配置1台BS-600脱氧水装置,将14C酿造水直接降至2C ,生产 能力 40m3/h, 水侧阻力 0、 9bar 。配置1台KQWH100-125一次酿造水泵与1台KQWH100-160二次酿造水泵;KQWH100-125A水泵流量100n3/h,扬程14MHO,电机功率7、5KW;KQWH100-160水泵流量 100n®/h,扬程 24MHO，电机功率 11KW配置1台200n3保温缓冲水罐,用于储存14C酿造水。按4台制冷机组运行考虑,满足运行时最大排热量为3853KW冷凝温度35C , 湿球温度28E条件下,需配置3台
11、CXV-472G蒸发式冷凝器,单台蒸发式冷 凝器标准排热量2033KW电机功率35KW;3台总标准排热量6099KW总电机 功率105KW设计余量17% 冷却耗水量9、5n3/h。3、经济性分析:（平均电价0、63元/KWh计，相同配置部份不做比较）A、一段降温法 ：制冷机组 4台系统造价约 120万元;冰水制备制冷系统造价约 45万元;脱氧水制冷系统造价约 40万元;酿造水泵 1 台系统造价约 5万元;制冷系统总输入功率835KW系统每日运行电费：835*24*0、63=12,625元;B、两段降温法 :制冷机组 4台系统造价约 110万元;第一段酿造水制备制冷系统造价约 38 万元;冰水制
12、备制冷系统造价约 35万元;脱氧水制冷系统造价约 27万元;酿造水泵 2台系统造价约 7万元;保温缓冲水罐系统造价约 43 万元;制冷系统总输入功率761KW系统每日运行电费:761*24*0、63=11,506元;4、结论 ：一段降温法:不同部分初投资 210万元,每日运行费用 12,625元;两段降温法:不同部分初投资 260万元,每日运行费用 11,506元; 两段降温法较一段降温法投资回报期 （260-210）/（1、 2625-1 、1506）=447（ 天）; 两段降温法值得提倡。三、热能回收技术得运用原理: 利用啤酒厂生产过程消耗大量得蒸汽所产生得凝结水进行采暖 或吸收式制冷。众
13、所周知啤酒厂生产过程需要消耗大量得蒸汽 , 而许多厂家对蒸汽凝 结水得回收利用不重视 ,好一些得凝结水用作洗瓶 , 冲洗地面,不好得就地 排放, 造成能源得极大浪费。 我们近年来对凝结水得回收与利用做了大量得 工作, 目前已经形成一整套成熟得热能回收技术 , 并在许多项目中使用深受 厂家得欢迎。在青岛啤酒厂制冷站技改项目上，成功得运用热能回收技术，首先在完成了制冷系统得基本设计之外，又在制冷站外设置了 3个300立方得大型储罐，分别就是凝结水咼温罐、低温罐、溴化锂冰水罐。咼温罐作为收集来自 糖化车间96C高温得凝结水，夏季运行时用96C凝结水作溴化锂制冷机得 热源,制备出712C得冷水进入冰水
14、罐，由水泵、板换组成一套为冰水、 脱氧水一级换热系统，使25C得酿造水降温到10C再进氨冷得二级冷却。 用过得凝结水降温到78C后进入低温罐暂存，再由水泵输送到包装车间供 洗瓶之用。冬季运行时溴化锂制冷机就不开了，把96C凝结水切换到采暖系统,作为采暖热交换站得一次热源，制备出80/65 C采暖热水供全厂采暖。详见附图三二“一 r-四、严寒地区冬季空天然冷源得利用原理：在严寒地区冬季利用室外得低温条件，制备出低温冷媒，在一段时间内替代压缩式电制冷做功 , 以达到节能得目得传统得啤酒厂制冷模式一般采用模块化冰水机组制备冰水、脱氧水、 倒酒液,发酵罐采用冷媒乙二醇间接制冷 , 乙二醇作为载冷剂依然
15、采用模块 化冰水机组制备 , 模块化冰水机组采用重力供液、 直接蒸发得原理。 这就意 味着只要在进行生产 , 制冷系统就不能停机 , 一直处于工作中。利用天然体外冷却 ,需要增加设备 ,乙二醇室外冷却器、 冬季制备冰水、 脱氧水、倒酒液得板换、对应该板换得乙二醇水泵、防冻得混水泵等设施。 当室外低于一定温度时 ,启用体外冷却模式 , 冰水、脱氧水、倒酒液分别切 换到冬季板换处制备 ,同时启动室外冷却器与乙二醇水泵 , 停止压缩机运 行。这种模式在吉林、黑龙江、内蒙古北部得到广泛应用 , 在每年冬季最寒 冷得 2-3 个月,可停止压缩机运行 , 仅仅运行循环水泵 ,节能效果显著。针对于循环水泵得
16、功耗 , 在近期也有新得设计思路。传统上乙二醇冷 媒采用开式系统 ,分别设置两个高、低温水罐稳定流量 , 开式系统需要增加 水泵得高度扬程 ,耗能超过闭式系统。 可将循环水泵与供水泵设置为一拖多 控制得变频水泵 ,在负荷稳定时段通过旁通水管路进行闭式循环 , 以降低此 时得循环功耗。工程实例如图：CAD版。通过以上对啤酒厂制冷系统节能设计思路得介绍与归纳 , 可对今后得 设计工作进行指导 ,可在与业主进行方案交流时 , 大胆提出节能思路与实 例。以多角度得思路提高制冷工艺设计得技术含量以节能创收得卖点提高公司设计工作得含金量 ,沈娇以凿凿可据得说服力为公司争取更广阔得市场。食品盐化部暖通组 : 周大光 谢粟2014 年 12 月 29 日