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冰蓄冷技術(shù)在工業(yè)冷凍工藝上的應(yīng)用
冰蓄冷技術(shù)在工業(yè)冷凍工藝上的應(yīng)用
1、概述
冰蓄冷技術(shù)，就是在電力負(fù)荷很低的夜間用電低谷期，采用電動(dòng)制冷機(jī)制冷，使蓄冷介質(zhì)結(jié)成冰，利用蓄冷介質(zhì)的顯熱及潛熱特性，將冷量?jī)?chǔ)存起來(lái)。在電力負(fù)荷較高的白天，也就是用電高峰期，使蓄冷介質(zhì)融冰，把儲(chǔ)存的冷量釋放出來(lái)，以滿足建筑物空調(diào)或生產(chǎn)工藝的需要。
它最適用于全天間斷運(yùn)行和峰谷負(fù)荷差較大的連續(xù)運(yùn)行空調(diào)或生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，尤其是空調(diào)或生產(chǎn)工藝的峰值負(fù)荷與電網(wǎng)峰值負(fù)荷同步的系統(tǒng)。
冰蓄冷技術(shù)用于空調(diào)或生產(chǎn)工藝，可以轉(zhuǎn)移用電高峰，均衡電網(wǎng)峰谷負(fù)荷。采用冰蓄冷的空調(diào)或生產(chǎn)工藝，它既能避開(kāi)日間高峰用電，同時(shí)又能減少制冷機(jī)組、水泵、冷卻塔等的數(shù)量與裝機(jī)容量，節(jié)省一次性投資。并充分利用電網(wǎng)低谷負(fù)荷廉價(jià)電力，大大節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。
冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)以其顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益日益受到重視，且已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。而其他行業(yè)應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)卻相對(duì)較少。
本文是對(duì)一個(gè)乳品生產(chǎn)工藝系統(tǒng)應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)的簡(jiǎn)要介紹。
1、基本情況
1.1、乳品生產(chǎn)工藝流程
生產(chǎn)工藝流程一：收奶（10-15℃）——冰水冷卻（2-4℃）——暫存——版式換熱器殺菌（出口43℃）——發(fā)酵（43℃）——冰水冷卻（15-20℃）——灌裝——入冷庫(kù)降溫（4小時(shí)降至2-6℃）
生產(chǎn)工藝流程二：罐內(nèi)升溫殺菌（95℃）——罐內(nèi)冰水降溫（30℃）——板式換熱器、冰水冷卻到（2-6℃）——灌裝——入冷庫(kù)
1.2生產(chǎn)加工時(shí)間
生產(chǎn)加工分兩班，加工時(shí)間為：早6：30至晚23：00。
1.3用電峰谷時(shí)段
業(yè)主所在地電業(yè)部門(mén)規(guī)定的用電用電峰谷時(shí)段：峰電時(shí)段8:00-11:00，18:00-23:00。平電時(shí)段7:00-8:00，11:00-18:00。谷電時(shí)段23：00-7：00
1.4用冷部位
需要制冷系統(tǒng)提供冷源的地方：冷庫(kù)（乳制品儲(chǔ)藏庫(kù)）1-5℃、生產(chǎn)工藝冰水0-2℃、空調(diào)冷水7℃。
2、制冷工藝方案
2. 1制冷系統(tǒng)
2.1.1制冷方式
整個(gè)制冷主機(jī)選用半封閉螺桿式制冷壓縮機(jī)。
2.1.2蒸發(fā)溫度系統(tǒng)
因蒸發(fā)溫度相近，將冷庫(kù)、生產(chǎn)工藝、空調(diào)系統(tǒng)的制冷工藝合并為一個(gè)蒸發(fā)溫度系統(tǒng)（-7℃）。
2.1.3冷卻方式
2.1.3.1冷庫(kù)系統(tǒng)的冷卻方式
冷庫(kù)內(nèi)采用風(fēng)冷方式，設(shè)備采用熱浸鋅高效空氣冷卻器。
2.1.3.2乳品工藝系統(tǒng)的冷卻
乳品生產(chǎn)用冷量由冷凍水提供，冷凍水采用冰水槽冷卻，冰水槽為鋼結(jié)構(gòu)槽體，螺旋管蒸發(fā)器，多水道，攪拌機(jī)強(qiáng)制循環(huán)。冰水槽的的設(shè)計(jì)冷量為日生產(chǎn)量平均負(fù)荷值。冷凍水泵采用變頻控制，來(lái)滿足生產(chǎn)工藝用冷量的變化。
2.1.3.3空調(diào)系統(tǒng)的冷卻
空調(diào)系統(tǒng)不單獨(dú)設(shè)置冷水機(jī)組，空調(diào)用冷由冰水系統(tǒng)提供，通過(guò)板式換熱器換出。
2.2蓄冷系統(tǒng)
2.2.1采用蓄冷的條件
根據(jù)業(yè)主提供的乳品加工生產(chǎn)加工時(shí)間是自早上6：00到夜間23：00，整個(gè)加工時(shí)間正好和高峰用電同步，這個(gè)時(shí)間內(nèi)，工藝和空調(diào)都同時(shí)用冷，冷負(fù)荷最大。而夜間23：00到早上6：00的最便宜的低谷用電時(shí)段只有冷庫(kù)用冷，冷負(fù)荷最小。整個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程的用冷適合采用蓄冷技術(shù)，
乳品生產(chǎn)的的用冷是0-2℃的冰水，空調(diào)系統(tǒng)用的是7℃的冷水，冰蓄冷的出水溫度能同時(shí)滿足生產(chǎn)工藝和空調(diào)系統(tǒng)的要求。
為節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用，采用蓄冷系統(tǒng)來(lái)平衡生產(chǎn)和空調(diào)的峰谷負(fù)荷。
2.2.2蓄冷的形式和容量
蓄冷裝置采用鋼結(jié)構(gòu)蓄冰槽，蓄冷系統(tǒng)和冰水槽系統(tǒng)并聯(lián)使用。
生產(chǎn)工藝蓄冰采用分量蓄冰，容量為可測(cè)算的日工藝生產(chǎn)負(fù)荷峰值和平值之差的合計(jì)�？照{(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷相于工藝生產(chǎn)負(fù)荷相比，相對(duì)很小，采用全量蓄冰。總蓄冰量為前兩者之和。
2.3系統(tǒng)流程和運(yùn)行策略
2.3.1系統(tǒng)流程
冰水和空調(diào)冷水的流程如下圖所示：
為充分保證生產(chǎn)工藝的冰水溫度要求，蓄冰槽和冰水槽采用串聯(lián)連接。工藝生產(chǎn)上的回水，首先進(jìn)入蓄冰槽降溫，然后進(jìn)入冰水槽二次降溫，直至達(dá)到工藝溫度要求。
2.3.2運(yùn)行策略
2.3.2.1制冰運(yùn)行
根據(jù)生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)時(shí)間安排，23：00—6：00為非生產(chǎn)生產(chǎn)時(shí)段，而此時(shí)段為谷電時(shí)段，電價(jià)最低，是峰電價(jià)格的1/3。此段時(shí)間安排制冷機(jī)全力制冰運(yùn)行。
2.3.2.2融冰運(yùn)行
空調(diào)系統(tǒng)為全融冰系統(tǒng)。
生產(chǎn)工藝的融冰時(shí)間為工藝生產(chǎn)峰值期間和峰電時(shí)段
非工藝生產(chǎn)峰值期間或平電時(shí)段，由冰水槽來(lái)滿足生產(chǎn)工藝負(fù)荷要求。
2.3.2.3冬季運(yùn)行
冬季運(yùn)行時(shí)，由于沒(méi)有了空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷，蓄冰系統(tǒng)全力為生產(chǎn)工藝系統(tǒng)提供服務(wù)，具有更大的節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用空間。
3、應(yīng)用廣泛
3.1使用效果
整個(gè)制冷工藝系統(tǒng)增加蓄冷裝置后，不僅減少了主機(jī)容量，還減少了白天高價(jià)用電時(shí)段的同步開(kāi)機(jī)數(shù)量，而且有應(yīng)付生產(chǎn)負(fù)荷突然增大的能力，防止了因生產(chǎn)負(fù)荷的突然增大而造成的主機(jī)運(yùn)行工況的波動(dòng)。可以使主機(jī)在比較平穩(wěn)的工況下運(yùn)行，從而延長(zhǎng)使用主機(jī)壽命。
3.2投資和回收期
與空調(diào)系統(tǒng)的季節(jié)性運(yùn)行同，生產(chǎn)工藝的運(yùn)行是全年不間斷的。一般空調(diào)系統(tǒng)因增加蓄冷裝置后而增加的投資，回收期為2~3年。而生產(chǎn)工藝因增加蓄冷裝置后而增加的投資。則當(dāng)年就能收回
3.3應(yīng)用范圍
冰蓄冷的特性決定了冰蓄冷系統(tǒng)為其他用冷設(shè)施提供的冷源溫度范圍為0~15℃的冷水，而很多的生產(chǎn)工藝溫度要求正在這個(gè)溫度范圍之內(nèi)。如冰淇淋等冷食生產(chǎn)中的原料老化成熟；速凍蔬菜生產(chǎn)中蔬菜漂燙后的冷卻；家禽宰殺后的冷卻；啤酒生產(chǎn)過(guò)程中的發(fā)酵成熟、奶業(yè)乳品生產(chǎn)中的冷卻系統(tǒng)以及化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的冷卻等等。
工業(yè)用冰蓄冷技術(shù)有著極廣闊的推廣前景。技術(shù)支持：0592-5212965/13860121165
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