缺水地區工業冰機制冷工藝研究

（大連歐科膜技術工程有限公司，遼寧 大連 116035）

1 傳統的螺桿壓縮機為核心的冰機制冷工藝

傳統的螺桿壓縮機為核心的冰機制冷工藝如圖1所示。主要由以下幾個部分構成：螺桿壓縮機、電機、油分離器、冷凝器、接收器、油冷卻器、油過濾器、油泵、功率控制電磁閥、膨脹閥、蒸發器等。潤滑油在此工藝過程中有以下幾個主要作用：一是作為潤滑劑，潤滑壓縮機中的各個機械部件，減少部件磨損。二是可以帶走氣體壓縮過程中產生的部分熱量，使壓縮機出口的介質溫度不會過高。制冷劑經螺桿壓縮機壓縮后，進入氣液分離器，分離出壓縮時帶入的潤滑油，之后氣相進入冷卻器，由冷卻水進行冷卻，冷卻后，制冷劑由氣態變為液態并進入接收器，之后經過膨脹閥節流減壓，送入蒸發器后，冷卻劑迅速汽化進行制冷，從蒸發器出來的氣體冷卻劑又回到壓縮機入口完成了制冷劑的循環。由氣液分離器分離出的潤滑油由于帶走了氣體壓縮所產生的部分熱量，溫度較高，重新進入壓縮機前需進行冷卻，由冷卻水冷卻后，通過泵加壓將潤滑油重新注入壓縮機中，完成了潤滑油的循環。

在上述工藝過程中，制冷劑氣體和潤滑油的冷卻都用到了冷卻水。而在缺水干旱地區，必須找出合理的工藝來優化現有的以水作為冷卻介質的工藝流程，以起到降低運行成本的作用。

2 無冷卻水的冰機制冷工藝

優化后的工藝流程如圖2所示，在優化后的工藝中，采用風冷器取代了原有工藝中的管殼式冷卻器，對壓縮后的氣態制冷劑降溫。采用液態制冷劑作為潤滑油的冷卻介質，通過制冷劑汽化帶走潤滑油中多余的熱量，氣化后的制冷劑被送入風冷器降溫冷凝，重新轉化為液態制冷劑。

3 冰機的控制

壓縮機能夠處理0%～100%的系統氣量。開車時壓縮機滑閥全部開啟（0%），并可根據工藝必要的處理量來控制其加載/卸載。當系統停車時，壓縮機滑閥再次全部開啟（0%）。可通過DCS自動或手動控制功率控制電磁閥，以此實現對滑閥（加載/卸載）的控制。現場控制板對滑閥只能進行手動控制。

圖1 傳統的螺桿壓縮機為核心的冰機制冷工藝

圖2 無冷卻水的冰機制冷工藝

圖3 滑閥控制示意圖

通過調節壓縮機內部帶有液壓活塞的滑閥來控制螺桿壓縮機的功率。通過活塞上下游的油的壓差控制液壓活塞，通過方向控制電磁閥控制液壓方向（油的流動方向）的變化。

如圖所示3，當打開SOL.A的電源，功率控制泵將油通過A線壓入缸體使功率降低。缸體另一側的油被送到壓縮機入口。相反地，當打開SOL.B的電源，功率控制泵將油通過B線壓入缸體使功率增加。缸體中另一邊的油被送到壓縮機入口。可通過在電磁閥與缸體之間的閥門來調節油的流量，以此調節功率控制的速度。

[1]賈洪義.冰機系統存在問題分析及節能改造方向[J].大氮肥，2010（06）.

[2]曾延英.冰機系統運行工況測試與能耗分析[J].大氮肥，1986（04）.

[3]王強，陳俊，唐玥.螺桿冰機系統PLC控制改造總結[J].大氮肥，2006（04）.