现代化去除闪发气体的方法

时间：2023-06-15 理论教育版权反馈

【摘要】：由于螺杆压缩机的出现和发展，设计师和研究人员很快就发现，螺杆压缩机旁路负荷的功能可以取代去除闪发气体的压缩机。图2-13所示是采用螺杆压缩机旁路接口代替去除闪发气体的压缩机的制冷系统布置，节流后的闪发气体由螺杆压缩机的旁路接口吸入，与压缩腔内的部分已压缩的气体混合后继续压缩，由排气口排至冷凝器进行冷凝。

现代化去除闪发气体的方法

用中间压力容器（经济器、中间冷却器）可以去除闪发气体。节省的能量百分比随蒸发温度下降而下降。一般在蒸发温度低的情况下双级压缩是最有效的。氟利昂制冷剂比氨具有较高的节能百分比，这是因为氟利昂制冷剂在节流后比氨的闪发气体比例更大，因此在去除闪发气体后效率更高。但并不能认为氟利昂制冷剂在去除闪发气体后，与氨制冷剂比较系统运行一定更加节能（在2.5节有进一步说明）；也不能认为双级系统使用氟利昂制冷剂，在提高效率上有更大的改进。即虽然在去除闪发气体上，氟利昂制冷剂比氨制冷剂的系统节能性要好一些，但整个制冷系统的能耗还包括制冷剂气体的压缩和制冷剂液体的输送，相同温度下氟利昂的气体密度（气体的质量流量）与液体密度（液体的质量流量）比氨要大许多，因此这部分的能耗自然就会比氨大一些。这两者相差多少，还需要具体情况具体分析。

由于螺杆压缩机的出现和发展，设计师和研究人员很快就发现，螺杆压缩机旁路负荷的功能（旁路负荷将在压缩机的章节进行讨论）可以取代去除闪发气体的压缩机。由于用旁路负荷的方法代替去除闪发气体的压缩机的做法，在（美国）1998年出版的《工业制冷手册》中还没有完整、详细的介绍，因此可以推断这种技术应该是在20世纪末、21世纪初才开始应用的。

图2-13所示是采用螺杆压缩机旁路接口代替去除闪发气体的压缩机的制冷系统布置，节流后的闪发气体由螺杆压缩机的旁路接口吸入，与压缩腔内的部分已压缩的气体混合后继续压缩，由排气口排至冷凝器进行冷凝。

这种技术很快就得到了欧美国家制冷专业公司的认同，并且在21世纪初开始，许多工业制冷的工程项目都相继采用了这种二次节流与闪发式集中经济器相结合的工艺形式，图2-14与图2-15所示是这种工艺的实例图与某制冷站的压缩机补气口连接图[6]。在这两幅图中，在闪发式经济器与螺杆压缩机的补气口连接中加入了一个压力控制阀，这个压力控制阀的设置要根据不同的压缩机厂家和压缩机补气特点，来确定采用何种控制方式，即阀前压力控制与阀后压力控制。大部分情况下，采用阀前压力控制。至于后一种方式，需要对压缩机的参数进行详细计算，在第3章有详细介绍。

图2-13 采用螺杆压缩机旁路接口去除闪发气体的制冷系统布置图

图2-14 采用压缩机补气口的管道与阀门连接（阀后压力控制）（2014年完工）

由于中间压力由螺杆压缩机旁路接口补气所产生，因此这个压力越低，闪发气体去除得越多，系统的制冷效率也就越高；但这个中间压力一般取决于旁路接口的吸气负荷压力（这个中间压力等于或大于旁路负荷压力，详细原因在实例计算时进行说明。另外，一次节流后由于压力降低，再进行二次节流时的管道及阀门选型需要重新计算，这也留待在实例计算时举例说明）。不同的生产厂家由于旁路接口的位置有区别，因此中间压力的吸气负荷及补气温度需要由生产厂家提供。在同一机组不同的蒸发温度有不同的补气温度，不同的制冷剂补气温度也不同。图2-16与图2-17所示是不同生产厂家压缩机的选型截图[7，8]，使用的制冷剂不同，相同的蒸发温度有不同的补气温度（见下划线部分）；图2-18a和b是相同压缩机使用氨、R507在不同的蒸发温度下的补气温度（见下划线部分）。

那么采用这种二次节流制冷工艺循环的方式，蒸发温度高至多少才不采用这种二次节流制冷工艺呢？从图2-12中可以发现，即使蒸发温度高达0℃，其节约的能量仍然可以接近5%。因此可以推论，只要蒸发温度等于或低于0℃，就可以使用这种工艺。