制冷系統(tǒng)集分水器壓差穩(wěn)定性研究與應用

韓 磊，楊 玲，胡海龍

（安徽中煙工業(yè)有限責任公司阜陽卷煙廠，安徽阜陽 236000）

0 引言

在卷煙生產(chǎn)企業(yè)中，制冷空調(diào)系統(tǒng)中集分水器壓差需要穩(wěn)定。制冷系統(tǒng)內(nèi)的冷媒水在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸熱，產(chǎn)出的7～12 ℃冷凍水通過冷凍泵經(jīng)分水器送至各組合式空調(diào)的表冷段，用于空氣的降溫除濕，而后再回至集水器和蒸發(fā)器再次降溫進行循環(huán)[1]。低溫低壓的氣態(tài)冷媒經(jīng)壓縮機壓縮做功后變成高溫高壓的氣體，經(jīng)冷凝器冷凝后變成低溫高壓的液體，再通過節(jié)流孔板變?yōu)橐后w進入蒸發(fā)器，形成制冷的逆卡諾循環(huán)。冷媒在冷凝器釋放的熱量交換給冷卻水，通過冷卻泵提升至制冷機冷卻塔風冷降溫后，再次進入冷凝器進行循環(huán)。

1 存在的問題

集水器起到匯集各分路、環(huán)路水流量的作用，分水器起到向各路分配水流量給用戶空調(diào)的作用，分水器和集水器直接通過旁通管連接，用于旁通流量，平衡集水器和分水器之間的壓差，保護機組。在實際生產(chǎn)過程中，對集分水器的壓差進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其波動大，最大值可達2.2 bar（220 kPa），而最小值僅為0.3 bar（30 kPa），日平均值為1.6 bar（160 kPa）。集分水器壓差波動極大造成水管路喘振，現(xiàn)場使用手動調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)會出現(xiàn)調(diào)節(jié)滯現(xiàn)象，容易引起爆管，存在安全隱患，更不利于空調(diào)溫濕度工藝控制的穩(wěn)定性，影響工藝產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。

2 原因分析

當車間空調(diào)部分運行或變流量運行時，集水罐和分水罐內(nèi)水流量發(fā)生變化，導致集分水器壓差出現(xiàn)變化，然后通過旁通管路進行壓差平衡的自動調(diào)節(jié)（圖1），通過增加流經(jīng)旁通管的流量來保持流回主機的總流量不變，從而保持盤管壓力。車間現(xiàn)場集分水器使用的平衡閥只能由人工調(diào)節(jié)閥門開度大小，當調(diào)解不及時或水流量變速過大時，調(diào)節(jié)滯后，造成壓差波動大：壓差過大時可能會出現(xiàn)爆管現(xiàn)場，管道閥門安全受到影響；壓差過小時則流量偏小，影響制冷機的熱工效果。

3 改進措施

圖1 集分水器壓差調(diào)節(jié)

圖2 現(xiàn)場布置

（1）設計一種能自動調(diào)節(jié)的壓力平衡系統(tǒng)。在原有的旁通管路下方，再增加一條旁通管路（圖2），在此旁通管道上安裝自動調(diào)節(jié)閥，在制冷系統(tǒng)正常運行時上方的手動調(diào)節(jié)閥維持一定開度，通過自動調(diào)節(jié)閥來穩(wěn)定集分水罐的壓差。

（2）更改控制邏輯，當制冷系統(tǒng)運行時，控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)集分水器旁通管路上的閥門開度，以保證集水器和分水器實現(xiàn)壓力平衡。當控制系統(tǒng)檢測到旁通管道實際壓力與設定壓力有較大偏差時，自動調(diào)節(jié)平衡閥開度，維持管道壓力在設定壓力，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）設計上位監(jiān)控畫面，實現(xiàn)遠程操作和報警（圖3）。在iFIX（GE 智能平臺提供的自動化硬件和軟件解決方案）監(jiān)控畫面上，新增自動控制開關按鈕、手動旁通閥控制，集分水器壓差自動電動閥壓力實時顯示。

4 總結

圖3 上位監(jiān)控畫面

系統(tǒng)改進后，對集分水器壓差進行了統(tǒng)計，改造后集分水器壓差偏差波動范圍明顯縮小，最大壓差由2.2 bar（220 kPa）降低至1.4 bar（140 kPa），平均日壓差由原來的1.6 bar（160 kPa）降低至0.7 bar（70 kPa）。改造完成后，集分水器的壓差由原來的人工手動旁通調(diào)節(jié)改為現(xiàn)在的自動調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)平衡閥開度，不僅降低了人工工作量，也大大提高了壓差調(diào)節(jié)的速度和精確度，保障壓差以及空調(diào)溫濕度工藝指標控制的穩(wěn)定性，保障工藝產(chǎn)品質(zhì)量。