CN104006573B - 组合式氨压缩制冷工艺及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组合式氨压缩制冷工艺及系统。解决了现有氨压缩制冷工艺能耗高、生产成本高的问题。所述系统包括依次连接的热水缓冲罐、热水循环泵、冷凝器和冷水机，所述冷水机的热水进口与冷凝器连接，热水出口和热水缓冲罐连接；所述冷水机的冷水出口依次与氨冷凝器的冷水进口、氨冷凝器的冷水出口、冷水缓冲罐、冷水循环泵以及冷水机的冷水进口连接。本发明系统简单、有效回收余热并以此作为热源制冷水，将氨压缩机出口的气氨冷凝为液氨，实现节能降耗、降低生产成本。

Description

组合式氨压缩制冷工艺及系统
技术领域
本发明涉及一种制冷工艺及系统，具体的说是一种组合式氨压缩制冷工艺及系统。
背景技术
目前煤化工项目中，煤气净化装置深冷工序(即冷量用户)均需要-40℃的冷量，传统的冷量提供均采取氨压缩制冷，氨压缩机将气态氨压缩到1.9MPag，然后通过循环水冷却，使气氨在40℃左右冷凝为液氨，液氨经过冷后送出深冷工序，经减压闪蒸，给深冷工序提供冷量，液氨气化后的气氨再次回到氨压缩机进口。
另外在煤制甲醇、煤制乙二醇等领域，有大量的低位余热(150℃以下)无法很好的利用，均直接采用循环冷却水冷却，这样既大量消耗循环水，又浪费了低位热能。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、有效回收余热并以此作为热源制冷水，将氨压缩机出口的气氨冷凝为液氨，实现节能降耗、降低生产成本的组合式氨压缩制冷工艺。
本发明还提供一种用于上述工艺的系统。
本发明工艺包括由热水缓冲罐引出热水经热水循环泵送入冷凝器回收余热以后升温，升温后的热水由冷水机的热水进口送入冷水机作为冷水机的热源，由冷水机热水出口引出的降温后的热水回送至热水缓冲罐；冷水缓冲罐中的冷水经冷水循环泵送入冷水机的冷水进口，冷水在冷水机内被冷却降温，降温后的冷水由冷水出口引出送入氨冷凝器间接吸热升温，将进入氨冷凝器内的气氨冷凝成液氨，升温后的冷水回送至冷水缓冲罐。
来自冷量用户的气氨经氨压缩机压缩至0.9Mpag，然后送入氨冷凝器被冷水间接冷却至20-22℃形成液氨，然后送至冷量用户提供冷量。
所述冷水机中热水的进口温度为95±3℃，出口温度为68-72℃，冷水机中冷水的进口温度为13-15℃；出口温度为6-8℃。
本发明组合式氨压缩制冷系统，包括依次连接的热水缓冲罐、热水循环泵、冷凝器和冷水机，所述冷水机的热水进口与冷凝器连接，热水出口和热水缓冲罐连接；所述冷水机的冷水出口依次与氨冷凝器的冷水进口、氨冷凝器的冷水出口、冷水缓冲罐、冷水循环泵以及冷水机的冷水进口连接。
所述氨冷凝器的液氨出口依次与冷量用户、氨压缩机和氨冷凝器的气氨进口连接。
所述冷凝器用于回收余热，热水在此间接换热后升温；所述冷凝器设置在工厂低位热充分的地方，如塔顶冷凝器。
在冷水机内部，通过溴化锂溶液的吸收和解吸，可通过95±3℃的热水来制取6-8℃的冷水，由于在冷水机内，热水和冷水均放出热量，该热量均被循环冷却水带走。
根据氨的物理性质，气氨在40℃冷凝和20℃冷凝时对应的压力分别为约1.9MPag和0.9MPag，在同样的制冷量情况下，两者的轴功率比例为47:31，相对传统的氨压缩制冷流程，通过该发明技术方案，可使氨压缩机轴功率降低约34％，从而节省驱动压缩机用的高压蒸汽约34％，具有显著的节能降耗效果。
有益效果：
1.由于煤气净化装置的深冷工艺与煤制甲醇、煤制乙二醇等工艺均属于煤化领域，冷量用户与余热产生的系统相隔较近，因此非常适用于综合利用，发明人正是基于上述考虑将两者通过各自设计的循环系统结合冷水机有效回收余热并用于制冷，从而大幅降低氨压缩机的出口压力，进而减少氨压缩机透平蒸汽消耗。通过低品位热能的利用，降低了高品位蒸汽的消耗，从而提高了工厂能效，降低了生产成本。
2.本发明工艺过程简单，使用的均为常用设备，设备投资及运行成本低、稳定性好，可靠性高。
附图说明
图1为本发明工艺流程图暨系统图。
其中，1—热水缓冲罐、2—热水循环泵、3—塔顶冷凝器、4—冷水机、4.1—热水进口、4.2—热水出口、4.3—冷水进口、4.4—冷水出口、5—冷水缓冲罐、6—冷水循环泵、7—氨冷凝器、7.1—冷水进口、7.2—冷水出口、7.3—气氨进口、7.4—液氨出口、8—冷量用户、9—氨压缩机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步解释说明：
系统实施例：
本发明组合式氨压缩制冷系统，包括依次连接的热水缓冲罐1、热水循环泵2、塔顶冷凝器3和冷水机4，所述冷水机4的热水进口4.1与塔顶冷凝器3连接，热水出口4.2和热水缓冲罐1连接；所述冷水机4的冷水出口4.4依次与氨冷凝器7的冷水进口7.1、氨冷凝器的冷水出口7.2、冷水缓冲罐5、冷水循环泵6以及冷水机4的冷水进口4.3连接。所述氨冷凝器7的液氨出口7.4依次与冷量用户8、氨压缩机9和氨冷凝器的气氨进口7.3连接。
工艺实施例：
1、从热水缓冲罐1出来的热水(68-72℃)经热水循环泵2送到塔顶冷凝器3加热至95±3℃以回收余热，然后经热水进口4.1进入冷水机4，热水在冷水机4中放热，温度降至68-72℃，然后从冷水机的热水出口4.2出来，回到热水缓冲罐1。
2、从冷水缓冲罐5出来的冷水5(13-15℃)经冷水循环泵6经冷水进口4.3送到冷水机4，冷水在冷水机4中放热，冷水热量传给冷水机4后降温至6-8℃，从冷水机的冷水出口4.4出来，然后进入氨冷凝器7与来自氨压缩机9的气氨换热升温至13-15℃，最后又返回到冷水缓冲罐5。
3、在冷水机4中，通入了温度为32℃循环冷却水，可在冷水机4中吸热，带走冷水和热水放出的全部热量，从冷水机4.6出来的循环冷却水温度为40℃，
4、从冷量用户8气化产生的压力约为40KPa(A)，温度为-40℃的气态氨进入氨压缩机9，压缩提压到0.9MPag，压缩后的气氨进入氨冷凝器7与冷水间接换热，放出热量，气态氨(气氨)冷凝为20-22℃的液态氨(液氨)，液态氨进入冷量用户8减压气化为气氨，将冷量传递给用户，上述过程循环进行。
5.开车时，可采用热水加热器替代塔顶冷凝器3对热水加热，正常生产后则切换至塔顶冷凝器3。
上述组合流程，可充分利用工厂的低品位余热，同时产生高品位的冷量，供应给需要冷量的用户，降低了氨压缩机的轴功率，从而减少了驱动氨压缩机所需的高压蒸汽，提高了工厂能效。

Claims (5)

1.一种组合式氨压缩制冷工艺，其特征在于，由热水缓冲罐引出热水经热水循环泵送入冷凝器回收余热以后升温，升温后的热水由冷水机的热水进口送入冷水机作为冷水机的热源，由冷水机热水出口引出的降温后的热水回送至热水缓冲罐；冷水缓冲罐中的冷水经冷水循环泵送入冷水机的冷水进口，冷水在冷水机内被冷却降温，降温后的冷水由冷水出口引出送入氨冷凝器间接吸热升温，将进入氨冷凝器内的气氨冷凝成液氨，升温后的冷水回送至冷水缓冲罐。
2.如权利要求1所述的组合式氨压缩制冷工艺，其特征在于，来自冷量用户的气氨经氨压缩机压缩至0.9Mpag，然后送入氨冷凝器被冷水间接冷却至20-22℃形成液氨，然后送至冷量用户提供冷量。
3.如权利要求1或2所述的组合式氨压缩制冷工艺，其特征在于，所述冷水机中热水的进口温度为95±3℃，出口温度为68-72℃，冷水机中冷水的进口温度为13-15℃；出口温度为6-8℃。
4.一种组合式氨压缩制冷系统，包括依次连接的热水缓冲罐、热水循环泵、冷凝器和冷水机，所述冷水机的热水进口与冷凝器连接，热水出口和热水缓冲罐连接，其特征在于，所述冷水机的冷水出口依次与氨冷凝器的冷水进口、氨冷凝器的冷水出口、冷水缓冲罐、冷水循环泵以及冷水机的冷水进口连接。
5.如权利要求4所述的组合式氨压缩制冷系统，其特征在于，所述氨冷凝器的液氨出口依次与冷量用户、氨压缩机和氨冷凝器的气氨进口连接。
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