啤酒厂制冷设计技术措施

1、啤酒厂制冷设计技术措施（讨论稿）1. 供冷方式选择啤酒厂冷冻站普遍采用氨作制冷剂除冷水机组外 R22 应少采用 制冷方式应与工艺对冷媒的要求， 经与用户洽商确定， 对新建厂规模 较大时宜优先推荐液氨直接蒸发冷却方式。 此种方式回气压力高且输 送氨能耗小较使用乙醇水节电达 20%以上。目前使用乙醇水作冷媒虽使用维修较方便但能耗高、 庞大的水罐 和泵群、卧室蒸发器、使管道、保温材料工程量增加许多，站房面积 也大许多增大了初投资和日常运转费，泵群能耗约占全厂能耗 13%以 上。制冷能力应在综合工艺各用户用冷负荷和用冷特点基础上选择 制冷机及附属设备。一般情况下主机不应少于两台还应有备用。2. 制冷压

2、缩机选择： 压缩压冷主机优先推选螺杆式， 活塞式除老 厂改选外不宜采用。 可调内压比技术有条件时应予采用在变工况运行 条件可节电 2 10。3. 压缩制冷排热设备：首推蒸发式冷凝器，除冷水机组、 乙醇机 组外不宜采用卧室冷凝器。 立式冷凝器应逐步淘汰。 对北方严寒地区 蒸发式冷凝器冬季必须湿式运行时应采取防冻措施。4. 液氨直接蒸发供冷方式： 采用氨泵蒸发设备卧式低压桶 制冷压缩机蒸发式冷凝器储氨器模式5. 载冷剂选择：目前各啤酒厂广泛采用乙醇水， 也有采用乙二醇 水和丙二醇水的选择时应注意1）乙醇水密度小于 1 无腐蚀性 系统易挥发。2）乙二醇水密度大于 1 粘度大于水挥发性弱而比热小于水在

3、计 算载冷剂流量和管道阻力时应予注意。3) 丙二醇(CH2OH·CHO·H CH3)水密度大于 1 价格、粘度较乙二醇 高无腐蚀性。质量浓度为 25时冰点为不宜挥发。6. 载冷剂供冷系统选择： 乙醇水、乙二醇、丙二醇等作载冷剂的供冷系统可采用闭式循环 或开式循环系统。闭式循环冷媒损失小循环泵扬程低， 开式则较适应系统流量压力 变化，管理方便应视不同情况采用。并应取得用户认可。7. 储氨器选择：储氨的容积 V应按下式计算得出：V= G·· / G 系统每小时氨液循环量 Kg/h 冷凝温度下液氨比容 m 3/Kg 储氨器的容量系数一般取 1 氨液充湿度 70

4、 %储氨器与制冷系统中起平衡调节剂作用，其值对 150,0000 kcal/h 取。 300,0000 kcal/h 以上取对其大型低压桶系统储氨器作为中间缓冲调节兼作油冷热虹吸 储氨器时可酌减。多台储氨器并联使用时为使液位均衡其底部和顶部应设均压管 并相互连接在各均压管上应装截止阀。8. 低压循环储液桶设置以及选型计算1) 低压桶与氨泵配套使用为防止氨泵产生气蚀其正常液位应高 于氨泵吸入口 23m与泵的型式以及液体温度有关。由制造厂提供。2) 桶径计算1/2d =(v / n) 1/2 m式中氨压缩机的输送系数桶内气体流速立式桶 s, 卧式桶采用 m/s 低压桶截面利用系数立式取 1 卧式取

5、v 氨压缩机理论吸气量 m 3/h n 低压桶气体进气口个数3）低压桶容积的计算低压桶是氨泵供液系统的核心设备， 其上段 1/3 容积供气液分利 用；中部 1/3 容积容纳蒸发器、冷带、回气管中返回的液体；下部 1/3 为系统正常运行液位其容积应保证氨泵分别启动不断液。鉴于目前啤酒厂冷带较多采用上进下出，氨泵出口又普遍装止回阀故近似按下式计算 :3式中 1冷却设备（蒸发器、冷带）存氨量容积百分比的内净容积 m 3Vd=( 1·V1+ /m 3V2V 1 冷却设备（蒸发器、冷带） 回气管容积 m3啤酒厂规模年产 10万吨及以下卧式桶可取 20 m3啤酒厂规模年产 20 万吨左右卧式桶可

6、取 40 m3。除冷库外一般不推荐采用立式低压桶。9. 氨泵选型计算： 氨泵的流量'3Q = 860 × q '/q 0 m 3式 ' 蒸发压力下液体制冷剂比容 m 3/Kgq 氨泵所带蒸发器冷负荷 KWq 0 制冷剂单位制冷量可近似取 300Kcal/Kg 氨泵的供液率，对发酵罐冷带取 3 4 较为适宜。氨泵扬程计算：泵的扬程必须克服下列压头损失(1) 泵的液柱位差 H h=H·P=( Hz H 1) 式中 H z最高冷带或蒸发器至泵中心线的液柱高度 m。H 1低压桶正常液面至泵中心线的液柱高度 m。 蒸发压力下氨的密度 Kg/m3。(2) 泵出口

7、至最高最远冷带或蒸发器进液口全部阻力损失 包括摩擦损失 Hm，以及通过各种管件阀门时产生的局部阻力损失 H ，m(3) 蒸发器进口调节阀前应维持的自由压头可依具体情况 采用 5 10m。综合以上泵的扬程H=(H h+Hm+H +510) × m10. 两相氨流体管径计算：可依流量和循环倍率计算例如当循环倍率为 3 时，即氨回流管含 1/3 气体 2/3 液体其体积为：V = (1/3 '+2/3” )G m 3/h '氨蒸汽比容 m3/Kg” 氨液体比容 m3/KgG 氨供液量 Kg/h侧两项流体输送管径为：1/2D =V/ (3600×× )1/

8、2 m式中 两项流体输送速度 m/s ，通常取 8 10m/s11. 氨两相流体的阻力计算： 从蒸发器到低压循环储液桶的管段属两相流体， 这种流体的流动力既大于单纯液体，也大于单纯气体此种流态2p= (1-x) · p 液 Pa式中 p 液 假定管内是全液体时的阻力损失 Pa2 (1-x ) 系数式中 x 流体的干度计算参数2 1/2 (1+20/x g+1/x g )x g系数x g (1/x-1) ·/ (/)0.2 饱和液体密度 Kg /m3 饱和气体密度 Kg / m 3 饱和液体动力粘度 Kg /m·S 饱和气体动力粘度 Kg / m ·S12

9、. 冷媒储罐的选择 单回水箱系统水箱容量至少应储存系统循环水量的 5 10，大 型啤酒厂采用开式冷媒系统时应设双冷媒储罐， 一为回水罐一为供水 罐内循环泵和外循环泵独立运行调解冷负荷方便。大型和中型啤酒厂应采用立式或卧式单罐闭式循环系统， 根据国 内外使用经验年产 10 ×104 啤酒厂单罐总容积 80100 m3 较为适宜， 年 20× 104 产量可增至 120140 m3。冷媒储罐可依条件设室内或室 外。和开式不同闭式系统应配定压和自动辅水设备。13. 蒸发器选择 目前冷却酿造水、 啤酒、高浓稀释水用的蒸发器是壳管式和钎焊 板式蒸发器。钎焊板式蒸发器具有传热系数高占地

10、面积小组合灵活等特点可 以在啤酒厂使用， 目前是氨泵强制循环配低压桶和高压氨供液热虹吸 循环两种。 应注意解决板式蒸发器下部集油和排油。 壳管式蒸发器中 大冷厂辅液为机械式浮球， 武冷烟冷厂为电磁阀。 机械式浮球使用寿 命短有条件时亦应改成电磁阀自动辅液。14. 氨液分离器选择 0以下蒸发温度运行的蒸发器其出口应配氨液分离器以防止回 气中液滴吸入压缩机产生液击。 设计上应一对一配置， 分离器内流速 s15. 热虹吸储氨器设置 : 当采用液氨冷却型主机时应单独设热虹吸储氨器或高压储氨器 兼作热虹吸储氨器后者必须配大型低压桶兼作储液之用。 单独设置时 600×2880 型所带冷机不超过四

11、台 LG20C螺杆制冷压缩机， 800 × 3855型不超过六台。16. 二级除油器设置：对于氨直接蒸发系统对主机油分要求较高， 当螺杆主机老式油分不能满足要求时可设二级油分。 经改进的主机油 分当排气含油量 10PPM时可不设二级油分。17. 小型冷库：1) 冷库面积的大小应由储藏物品种类、 数量、堆放方法运输条件 货物周转等情况决定。2) 酒花库以及乳品储藏库冷却设备宜采用冷风机， 可采用氨泵循 环和重力供液方式。个别情况冷风机亦可采用酒精水等作冷媒。3) 当库容不大时可采用室内室外一体机。4) 冷库负荷和冷却面积计算应参照冷库设计规范GBJ72-84应注意温差对传热系数修正。5

12、) 制冷系统应配安全保护以及库温自控装置。18. 酿造水和高浓度稀释水制备以及啤酒冷却系统蒸发器的防目前都采用卧室蒸发器和板式蒸发器冷却酿造水和啤酒终温度 在 2 -1 之间在接近冻结点运行，因而必须设置自控防止冻坏蒸 发器通常采用仪表自控装置加以解决对氨直接蒸发系统应以控制出 液温度、流量、蒸发压力稳定，以及停车引起制冷剂压力升高。19. 制冷装置安全保护及自动控制1）氨压缩机应设置一旦排气压力过高，吸气压力过低，油压差 不足或电机负荷超载状态的自动停机装置。 一般厂配电柜都能满足 上述要求。2）氨压缩机自身水冷（串缸水、油冷却器）以及冷凝器应有断 水报警装置，蒸发式冷凝器还应设风机、水泵故

13、障报警。3）氨液分离器低压循环桶应设自动液位控制及高位报警装置。4）氨泵应设欠压保护压差控制器。5）氨泵出液口还应设过压旁通回路经自动旁通阀泄压至低压 桶。6）可通过控制回气压力控制主机运行台数。7）可通过控制排气压力控制冷凝器台数和水泵开停。8）机房以及蒸发器室应设氨气浓度报警器并应与机房事故通 风风机连锁。20. 厂区和车间供冷管线：氨直接蒸发系统和封闭循环乙醇水系 统皆应注意各回路压力平衡， 以防止不同压力管线汇合相互影响。 对 氨直接蒸发的发酵系统、 糖化酿造水系统因蒸发压力差较大应分别回 气，发酵罐下冷带、酵母扩培罐冷带，以及冷风机系统经调压阀后可 与发酵系统混合回低压桶。21. 设

14、备和管道隔热保温：蒸发压力下工作设备和管道均应予以隔热保温：1) 卧式蒸发器、低压桶的底座为防止产生冷桥应采取隔热措 施，一般是垫上经防腐处理的 50mm厚木块。其壳体应作 100mm厚 聚苯或聚氨脂保温层并做好防潮和防护层。2) 管道保温应视输送冷媒冷剂的温度和管径按使用环境防止 结露以及经济冷耗来确定。 优先推荐导热系数小吸水率低的聚氨脂 管壳。室外管线用铸板或不锈钢板作防护层。室内安装管内介质温度 -5 -10 可按下表采用 适用环境温度 30露点温度 26适用环境温度 35露点温度 29 导热系数 m管径介质温度DN20DN25DN32DN40DN50DN70DN8O-10 40404045454550- 5 35353540404045管径介质温度DN100DN125DN15