有关PVC冷冻系统设备的改进分析

（新疆天业股份有限公司，石河子市，832000） 刘 朝

1 引言

PVC的工业化生产过程中，虽然冷冻系统与其他的生产环节相比较而言，并未占有绝对的重要性，但是在PVC的冷冻系统能否良好的运行直接影响氯乙烯合成原料的含水量的多少，还会对聚合系统、精馏系统以及尾气的排放有直接的影响，直接与PVC生产过程的各个环节以及产品的标准相关。所以，通过比较各种冷冻系统对PVC生产各个环节以及产品的标准，找到一个具有可操作性的节能减排的冷冻系统设备的改进措施，在如今一个PVC产业发展瓶颈的时候，如何降低成本，通过综合的措施实现企业的更好更快的发展。

2 PVC的发展现状

PVC作为全世界进入全面的工业化时代以来的重要塑料制品，其自身具有阻燃，防腐蚀，良好的耐磨性，优良的绝缘性和高强的机械性能等特点，因此广泛的使用在工农业生产，日常生活用品，建筑道路等各个方面。

在最近的十年发展中，我国的经济有了快速的发展，主要是依靠着出口以及房地产的带动，在这十年的发展中，每年我国的经济增长幅度都是稳居世界前列，在这种背景下，PVC产业在我国也有了快速的发展，取得了一些列令人兴奋的成果。

3 PVC冷冻系统设备的现状

目前我国的PVC生产厂家大部分使用的是20到40万吨级别的生产设备，通过不断对生产过程中配套的冷冻系统的特性进行分析，经过多次多技术的改进，不断引入各种型号的冷冻系统设备，目前广泛使用的-35℃系统与+5℃系统两个冷冻系统设备之间既相互独立，又能彼此合作，通过使用蒸发潜热大，温度低的液氨作为冷冻系统的制冷剂，使PVC得冷冻系统能够安全稳定的运行。

4 冷冻系统的主要设备分析

作为PVC生产过程中使用的冷冻系统设备，必须具有稳定安全，运行周期长，日常的操作维护简单，易于检查维修的特点。此外，在如今追求更高效率的时代，节约成本也是不得不考虑的一个重要因素。

4.1 -35℃冷冻系统主要设备

4.1.1 双级氨压缩机

优点：该种设备作为一种活塞式的压缩机，经过不断发展，技术已经非常成熟，对于最近发展的螺杆式压缩机，在单纯的成本来讲，设备的成本较低而且运行稳定，设备的工作标准电压是300V，能够充分满足小型的生产单位或企业的生产要求，而且日常的维护只需要按时的更换成本不高的受损配件，降低了运行的成本。

缺点：因为该制冷系统设备的工作方式是活塞式，会减低工作效率，在这一点上不急加装了经济器的螺杆压缩器，且日常需要定期维护，增加了平时的工作量。

4.1.2 -35℃中间冷却器

优点：具有结构实际符合工作要求，结构严谨，运行稳定安全。

缺点：因为此种设备需要运行在低温的环境中，由于接管位置使用的是碳钢的材料，平时与空气接触，空气中水分迅速在表面凝结，使得接管处很容易因为超市而结冰，使得接管出的材料很容易被腐蚀，减少设备的使用周期。

4.2 +5℃冷冻系统主要设备

优点：设备具有合理的结构布局，浪费空间少，日常维护简单，操作简单，日常生产运行安全稳定，效率高，能够依据实际生产的需要使制冷量在一个比较宽大范围实现快速转换。

缺点：噪音污染，首次投资成本较高。

4.3 共用的主要设备一蒸发式冷凝器

优点：蒸发式冷凝器布局合理紧凑，占用空间小。在同样的散热量的要求下，蒸发式冷凝器的散热面积只有风冷式的一半。此种冷凝器通过把冷凝器的结构统一为一个有机整体，在满足散热量的要求下能够明显的减低投资成本。通过有效的使用蒸发散热的原来完成冷却，不需要水的循环以及冷却塔的协助就能很好的完成工作，所以在工作的过程中能够很好地减低用电量。此种设备通过潜热的冷却原理进行冷凝，工作效果令人满意。由于蒸发式冷凝器的结构十分简单，仅有风机和水泵组成，日常维护简单，容易操作。

缺点：由于设备的钢结构部件是通过镀锌处理，造成在盘管结成水垢后很难完成传热的要求，而且现在还不能及时出去此种水垢，更换调料的过程复杂而且费用较高。

5 PVC冷冻系统设备的改进

5.1 利用余热的复叠式制冷系统

通过复叠式的制冷原理是PVC生产这冷系统改造的有效方式之一，通过在原有的冷冻系统中添加电动式的压缩机，加强了系统对生产中余热的吸收，能够在较热的环境中提高足够的冷却水保证冷凝器的工作。在冷却的循环线路中添加三通阀门，在不要求余热智能的环境时，经过简单的操作直接将冷却塔的冷水供给冷凝机使用。通过三通阀门，在较热的环境条件下能够直接的使用冷却塔提高冷却水。所以，能够在即使余热的制冷机器出现问题时也能维持冷冻系统的正常工作，避免了由于设备问题影响了生产效率。

重叠式制冷系统通过减低冷凝机的工作强度的方式节约了生产成本。通过实际的生产过程的结果能够知道，在冷冻水出口的稳定一定的情况下，冷冻系统的耗电量能够伴随着冷凝水的温度的减低而减少，通过将冷却水的温度降低的过程，可以使整个系统的耗电量减少三分之一，而且这种能源的节省比例不随着负荷的变化而不同。

5.2 利用合成热制取PVC生产所需冷冻水

5.2.1 工艺流程

通过氯化氢合成过程中产生的大量低压蒸汽输送至溴化锂的制冷系统，成为制冷的媒介，通过换热过程将蒸汽的冷冻水再返回至合成炉继续循环使用。溴化锂系统通过蒸汽的作用将产生的冷凝水输送至生成PVC的生产炉，冷凝后的水返回溴化锂生产机组继续循环使用。

5.2.2 经济效益分析

依据采用电石法生成PVC的过程中需要的冷却水的数量，对使用的溴化锂和传统的电力制冷机组的工作状态进行比较，成本情况详见表1。

假设设备的使用年限为10年，在不计算设备维修花费的条件下，循环水按5%的补充量，水的单价为0.8元/m2，分别比较两钟制冷系统的运行消费详见表2。

通过表中的数据可以分析得到，溴化锂的制冷机组费用远远小于电力制冷机组的费用，每年能够节约二百余万元，所以，在节省成本消费的方面，溴化锂的机组具有明显的优势。

表1 不同方式制冷机组的一次投资比较

表2 2种不同制冷机组的使用费用 元/h

5.3 冷冻系统改进方向

虽然传统的PVC冷冻系统能够基本满足生产过程中对冷冻水的需求，但是经过多年的实际生产经验分析，还是有很大的进步空间，而且伴随着最近新的技术以及设备的不断出现，为了进一步完善PVC生产过程中冷冻系统设备改进提出下列意见。

5.3.1 完善设备配置

5.3.1.1 补齐氨液分离器

通过对PVC冷冻系统蒸发器上加装的氨液分离器，经过实际运行的分析，通过氨液分离器中的水滴明显少于直接使用蒸发器。但是虽然传统的技术已经在5℃蒸发器上安装了氨液分离器，但是在-35℃蒸发器并未安装，氨气中带有大量的水滴，直接造成双级氨的润滑结构，造成磨损加剧，事实证明，在-35℃蒸发器也完成氨液分离器的安装是十分必要的。

5.3.1.2 解决蒸发式冷凝器盘管结垢问题

因为蒸发式冷凝器使用的是工业用水，造成设备管道中大量水垢，直接影响设备的导热功能，而且会使管道造成腐蚀，减小了设备寿命，找寻一种能够有效避免水垢的运行方式是十分必要的。

5.3.2 完善控制系统

传统的PVC冷冻系统还是过去式的手动调整，仅仅在基础的设备完成了自动化的换代。在这样一种传统的控制方式下，尤其是在进行精度要求高，操作困难大的操作的时候，特别是遇到断电等特殊状况，需要的操作更加复杂。所以，为了更好地完成系统的操作过程，确保设备的稳定运行，应尽快实现对PVC冷冻系统设备的自动化升级。

6 结论

通过对PVC冷冻系统的设备的升级，通过完善PVC生产运行过程必须的压缩式冷冻机的运行环境，不但能够直接的节约运行成本（提高制冷设备的工作效率，减少了电力的消耗），而且能够节能减排，减少能源浪费，保护了环境。通过对余热的循环使用既能够降级生产对环境造成的污染，而且可以提高PVC生产过程中冷冻机的工作效率，通过对改进意见分析，提出的方案能够在保证生产要求的同时，而且可以提高了社会印象，此种技术在国内外运行经验已经很丰富，没有技术困难。而且，更加重要的是对电力的节省，可以间接减少了对能源的消耗，符合国家节能减排的发展要求，希望改进方案能够更快的完成在全国范围实施。

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