矿井冻结的经济效益评析范文

快速降低冷凝压力试验

冻结站开机运转以来，始终使用空气分离器放空，每d放空时间超过12h。根据冷凝压力与温度的对应关系，判断高压系统中，仍然残留大量空气。如果继续用空气分离器放空，预计还需要1周时间才能放尽。届时蒸发器的汽化压力将会降至负压，低压系统将很难避免没有空气渗入。这样，即使空气分离器放空源源不断地进行下去，冷凝压力也不会有明显下降。

为了快速放尽系统中的空气，考虑开启蒸发式冷凝器的放空阀，直接放空。为避免停机给整个冻结系统带来不利影响，决定在正常开机运转状态下，从离空气分离器最远的冷凝器开始，对冷凝器逐台放空。

蒸发式冷凝器放空步骤：首先关闭离空气分离器最远的那台冷凝器氨蒸汽进汽平衡管上的截止阀，再关闭氨蒸汽进汽阀。该蒸发式冷凝器循环水泵和风机要处于正常工作的全负荷状态，目的是充分液化冷凝器内部的氨蒸汽，并通过冷凝器出液口，流入虹吸罐和高压储液罐。然后关闭该冷凝器出液阀，并同时关闭其出液平衡管上的截止阀。这时，可以开启该冷凝器放空阀，并用水管引入水池中，放出大量空气。待该冷凝器因放空而出现压力下降后，放空速度有所减慢。此时开启该冷凝器出液平衡阀，并在出液平衡的同时，迅速提升其压力，快速放出大量空气。放空期间，要保持该冷凝器循环水泵和风机始终处于正常工作的全负荷状态，以充分液化氨蒸汽，使该冷凝器中残存的空气聚集在顶部，便于全部放出。

接下来采用相同的放空步骤，逐台放掉所有蒸发式冷凝器内的全部空气。冷凝效率低下的2台蒸发式冷凝器放空期间，虽然并不参与系统循环中的氨蒸汽冷凝，但并未使冷凝压力有所上升。可见，蒸发式冷凝器中积聚过多的空气，会大大降低其冷却效果。

试验记录与分析

蒸发式冷凝器放空完毕后，将2台冷凝器再次投入循环系统运转之前，记录的冷凝压力为1．25MPa，对应的4台低压机电流分别为340，345，338，350A，平均为343A；4台高压机电流分别为279，275，273，282A，平均为277A，见附表。逐台将放空完毕的蒸发式冷凝器再次投入氨制冷循环系统运转，冷凝压力快速下降；到最终系统稳定后，冷凝压力降至0．85MPa，降幅达0．4MPa，历时仅20min。此时，4台低压机电流分别为301，298，302，307A，平均为302A；4台高压机电流分别为221，226，218，223A，平均为222A，见附表。

通过计算，4台低压机电流下降了164A，4台高压机电流下降了220A，8台压缩机电流共下降了384A。每h节电量按下式计算：式中：W为每h节电量；η为压缩机运行效率，取0．9；V为电压，380V；I为压缩机电流下降值，384A；cos为功率因数，取0．9。冻结制冷系统24h不停机，则每d可节电4920kW•h，节省电费2460元（该工程电费按0．5元／（kW•h）计算），每月累计节省电费7．38万元。该工程冻结期为10个月，共可节省电费73．8万元。主井冻结工程实践表明，当冷凝压力由1．25MPa快速下降0．4MPa后，对应的氨双级制冷系统压缩机耗电量可下降18．3％；相当于冷凝压力由1．25MPa开始，每下降0．1MPa，氨双级压缩机耗电量平均下降约4．6％。反过来，冷凝压力由1．25MPa开始，每上升0．1MPa，氨双级压缩机耗电量是否会平均上升约4．6％，尚未做验证。但根据以往工程经验判断，其耗电量会加速上升，上升幅度可能超过4．6％。

今后其他冻结工程施工时，可以借鉴本工程经验，将蒸发式冷凝器直接放空的时间再提早一些。尽管该工程冷凝压力为1．25MPa时，不是较高的冷凝压力状态，冷凝压力仍属正常，系统仍在高效运行；但在保证系统效率的前提下，前期电费还是有下降空间的。因此，系统打压合格后，首次充氨之前，抽真空的时间可以稍长些，尽可能将系统真空度保持得高一些；另外，可以在冻结系统开机运行1～2d之后，采用以蒸发式冷凝器直接放空为主，以空气分离器放空为辅的方式，尽快将系统中残存的空气放尽，使系统运行前期，就能达到高效经济的效果。

结语

通过工程验证，当氨双级制冷系统正常运行时，将蒸发式冷凝器迅速放空，再重新投入系统运转，对比冷凝压力快速降低前后的压缩机电流值，可以得出结论：当冷凝压力由1．25MPa开始，每下降0．1MPa，氨双级压缩机耗电量平均下降约4．6％；冷凝压力下降0．4MPa后，能给冻结站运行带来可观的经济效益。

作者：张全亮张灿灿吕文宏单位：兖矿新陆建设发展有限公司