丙烯制冷压缩机能耗的有效管控途径分析

王晓云

摘 要：工业制冷技术的发展，使得国内制冷压缩机行业开始崛起，并广泛应用于工业生产之中。制冷压缩机不仅能够降温，同时还能够起到散热冷却以及恒温控温等方面的作用，而丙烯制冷压缩机是其制冷效果的主要保障，但其却存在着能源消耗过大的问题，需要进行完善。通过对丙烯压缩制冷机的介绍，分析出其能源消耗过大的主要原因，进而探索出能源控制与管理有效手段，旨在降低丙烯制冷压缩机能源消耗，保证该设备的持续性发展。

关键词：冷剂；丙烯制冷压缩机；出口压力；能耗管理

为响应节能环保号召，有效降低工业生产成本，业内人士一直在对丙烯压缩制冷机能源消耗问题进行着研究与探索，希望能够通过科学分析，找到该制冷机能源消耗主要原因，并能够结合工业生产实际需求，找到能源消耗的有效控制方式以及管理方法，从而达到降低丙烯冷剂消耗成本，保证企业经济收益的目的。为保证该研究顺利进行，获得较为理想的研究结果，相关人员首先应对丙烯压缩制冷机进行明确。

1 丙烯制冷压缩机

在制冷系统中，制冷压缩机有着极为重要的作用，属于系统核心部分，其特征、性能与系统制冷效果有着直接关联。就某种层面而言，压缩机所具能力可以在制冷系统设计与匹配程度中得到直接呈现。也正是因为制冷压缩机所具有的重要作用，国内外都加大了对该设备的研究力度，研究工作开展极为顺利，新研究成果以及研究方向也在不断涌现，制冷压缩机技术与性能得到了实质性的提升。目前压缩机的种类相对较多，按照工作原理，其可以分为变排量压缩机与定排量压缩机两种，而常用制冷剂有丙烯、乙烯、氮以及丙烷等。其中运用丙烯进行制冷时的总压比相对较小，在多变压缩气体之中，温度变化状态也并不明显，整体气体绝热系数相对较小，通常会对出口温度进行一级压缩，而温度会被控制在100℃之内。同时因为上述多级压缩过程中，低压部分出口温度都会保持在40℃以下，因此一般不会运用段间冷却的方式进行丙烯压缩制冷，会通过闪蒸气化的方式，对制冷循环经济利用水平进行提升。

2 丙烯制冷压缩机能耗过大原因分析

2.1 冷剂消耗量较大

丙烯冷剂消耗量过大的原因，主要体现在以下几个方面：

①丙烯制冷压缩机在运行启动之前，需要对整个运行系统进行氮气置换、氮气干燥以及丙烯置换氮气等方面的工作，也正是因为这些程序，在设备启动前制冷系统中会存在一定数量的氮气，而为达到预期制冷效果，需要用丙烯冷剂反复对氮气进行置换，会直接延长置换时间，造成大量丙烯被消耗，且置换效果也无法得到保障。

②由于系统结构的特殊性，在压缩机启动之后，干气密封系统中的主密封气会由高压氮气逐渐转变为工艺气，且会进入到工艺气系统之中，而这一过程会携带一部分氮气进入到工艺系统之内，进而造成丙烯制冷效果变差。

③如果系统内部氮气集中在压缩机出口，会致使出口压力数值急速上升，极易出现超压问题，这时工作人员往往要通过在出口放火炬的方式降低压力，以确保系统出口压力的稳定程度，避免因高压造成系统运行故障。但在放火炬时，氮气无法主动进入到火炬系统之中，需要在伴随大量丙烯的作用之下才能完成，丙烯消耗量也会进一步加大。

2.2 压缩机与汽轮机设计余量过高

如果汽轮机的设计余量过高，就会导致压缩机在满负荷运行过程中，出现高调阀无法达到运用中间抽气的标准，会造成汽轮机出现运行负荷过大，而后汽缸出现凝汽量偏高的问题；而如果压缩机设计量过高，在满负荷运作过程中，会按照防喘振曲线对防喘振阀进行调整，且需要保证防喘振阀开度，这时压缩机的运转会受到直接影响，运转效率也会随之降低。

2.3 出口冷凝器效果不理想

压缩机出口的冷凝温度与设备负荷属于正比关系，后者会因为前者温度的降低而减小，设备运转效率会随之上升。这也直接说明，冷凝器效果会对压缩机负荷情况产生直接影响。但丙烯压缩机的出口冷凝效果却没有达到预期，出口经常会出现压力过高的情况。这种情况在夏季尤为明显，出口压力会比冬季上升大约0.2MPa，压缩机超负荷状况也较为常见。

3 丙烯制冷压缩机能耗控制与管理策略

3.1 优化启动过程

由于启动过程会消耗大量丙烯冷剂，因此在对丙烯制冷压缩机能耗进行管控时，首先需要对设备启动过程进行优化。在具体进行优化时，工作人员需要在压缩机进行启动之前，对设备实施泄压，保证系统内部压力能够降到最低，之后迅速添加丙烯冷剂，并在最快速度内完成设备启动工作。通过这样的处理，可以有效避免系统内出现大量氮气的问题，能够达到对置换消耗丙烯量进行节约的目标，一般通过这种方式进行启动，可以节约100吨丙烯冷剂，能源管控效果较为明显。

3.2 强化运行过程控制

运行过程能源消耗控制，是能耗管控工作的重要内容，在进行管控过程中，相关人员需要从三方面入手，达到最终管控目标：一方面，压缩机在运行过程中，要通过合理手段，减小压缩机各个阶段的防喘振阀开度，并要对由出口到各段入口中的气相丙烯流量进行限制，以便对压缩机工作效率进行提升，保证汽轮机的工作状态，避免其出现超负荷运作的问题，有效降低蒸汽使用量。进而达到节约能源的目标；一方面，要在设备运行或启动时，要对丙烯冷剂纯度进行合理控制，应保证冷剂纯度能够超过99.4%，以降低系统内不凝气数量，保证压缩机出口压力数值；另一方面，应按照制冷要求以及压缩机计划检修频次，对阀门与法兰等设备进行定期检查，如果在检查过程中发现丙烯泄露情况，要第一时间对设备进行维修与更换处理，防止丙烯冷剂浪费现象的发生。

3.3 优化运转流程

由于目前丙烯压缩机还处于不断调整与改善之中，因此设备内部运行流程不合理问题也在所难免。为解决流程运转造成的丙烯浪费问题，技术人员应按照压缩机工作原理与预期制冷目标，对现有压缩机运行流程进行完善。一方面可以通过外接丙烯气相管的方式，使压缩机启动过程中的主密封气获得气源，保证系统内部压力能够与密封高压氮气进行减压处理之后的压力数值相符合，这样可以有效避免在设备启动之前有氮气进入到工艺系统之中；一方面应在出口冷凝器后部气液分离罐顶的位置添加气相管，并将其与压缩机二段入口相连接，以完成对液态丙烯下流阻力数值进行降低的目的，同时要对冷凝器运作效果进行强化，防止压缩机出现过负荷运转的情况；另一方面要对出口压力调节阀与火炬设备选型情况进行检查，如果型号性能与相关标准不符，应及时对其进行更换，并要对阀门密封等级进行提升，有效避免丙烯泄露的情況出现，达到良好的能耗控制效果。

3.4 透平节能优化

蒸汽透平是丙烯制冷压缩机的驱动动力，是压缩机的重要组成部分，对其能源消耗情况进行控制，也能达到对压缩机消耗能源进行管控的效果。在实施透平节能优化方案时，技术人员通常会通过对高压缸透平进行改造以及强化设备气密性的方式，完成预期优化任务。在改造过程中，因为抽气温度对于高压缸的作用较为明显，因此可以通过对抽气温度进行控制的方式，对其运转耗能进行降低，进而达到预期减排效果。而在进行透平气密性强化过程中，要对各零部件密封性进行检查，并要将该项工作归入压缩机日常管理工作项目中，应加强对真空喷射器以及凝汽器的检查力度，并要通过灌水检漏以及其他手段，对系统气密性进行检查，以便相关人员及时对其进行处理。

4 结束语

通过本文对丙烯制冷压缩机相关内容的论述，使我们对丙烯制冷压缩机能耗问题有了更加深入的了解。相关人员也应对这一问题进行进一步研究，并要按照丙烯压缩机工作原理与特点，制定出科学化的能耗管控方案，以便通过优化启动过程、强化运行过程管控以及其他有效手段，完成对压缩机能源能耗的控制，保证能源能够在压缩机中得到合理运用，切实降低设备运行成本，保证丙烯压缩机可以朝向智能化、节能化方向发展，成功促进我国制冷行业的发展。

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