复叠式超低温机组的选型及维护保养

[2017/3/14]

1. 复叠式超低温机组的选型及维护保养

1.1 机组选型
深度制冷压缩机一般有：活塞、螺杆等型式，超低温机组应首选螺杆式制冷机组，主要原因：
（1）运动部件少，使用安全可靠。由于螺杆压缩机没有阀片、活塞环、曲轴连杆等易损部件，结构相对简单，它的主要运动部件——螺杆转子运行方式平稳，无故障运行，使用比较可靠。
（2）能量可实现无级调节。由于在生产过程中对冷量的需求是动态的．因此要求制冷机组能够有效地进行能量调节。一般活塞式压缩机是梯度调节，也就是采用通过机组开、停车方式来实现冷量供应的调节，机组的频繁启动很容易造成电气、机械等部件的损坏，同时因电机功率较大，电机的频繁启动易对电网的安全运行造成冲击：螺杆式压缩机采用滑阀调节其能级，可实现无级调节，因此在机组运行能耗及稳定性上优于其它形式机组。
（3）复叠式超低温机组在运行时，高温部分蒸发温度在-30℃左右，低温部分蒸发温度在-80℃左右，运行过程中可能存在一部分未蒸发的液体制冷剂，对于活塞式压缩机很容易产生液击，严重时造成压缩机的报废，而螺杆式压缩机对于少量进液不敏感

1.2 制冷剂、载冷剂
复叠式制冷机组的制冷剂、载冷剂在设备选型过程中同样重要，制冷剂、载冷剂选型介绍如下。
制冷剂选型考虑因素：
（1）安全性。应选用无毒、不可燃的制冷剂；
（2）经济性。在同样工作循环中COP值要高，设备运行压力不能过高，否则将增加设备的电耗等运行费用；
（3）环保性。使用的制冷剂应满足《蒙特利尔议定书》及其修正案的承诺，不应选用被列为淘汰之列的制冷剂，优先选用环保性能好的制冷剂。
1.2.1 在复叠式超低温机组中高温级制冷剂一般选用中温制冷剂（R22、R407C、R410A、R404A）
通过以上各种制冷剂性质的比较，R22除ODP值比其它制冷剂略高之外，它的经济性、循环稳定性都具有一定的优越性，是一种优良的过度型制冷剂。到目前为止，国家在执行《议定书》伦敦修止案过程中，允许使用HCFC类制冷剂至2030年，因此R22应作为优先选用之列。同时要随着制冷剂技术的发展，密切注意新型环保、高效制冷剂的开发情况。
1.2.2 在复叠式超低温机组中低温级制冷剂一般选用R13、R23，由于R13的环保性能比较差：ODP值为1.0，属于《国家逐步淘汰ODS国家方案》中10种受控物质之列，按照国家淘汰计划，20l0年1月1日全部淘汰R13．因此在选用低温制冷剂应优先选用可长期使用的环保制冷剂R23。
1.2.3 超低温机组由于其蒸发温度在-80℃以下，因此选用的载冷剂凝固点必须低于-80℃，常用的载冷剂有R11（CFCL3凝固点为-111.O℃）、R30（CH2CL2凝固点为-97.0℃）。在选用时应考虑：R11环保性能差，属于《国家逐步淘汰ODS国家方案》中10种受控物质之列，但是凝固点低，系统运行更可靠；R30环保性能好，但是凝固点高，因此对机组蒸发温度控制要求高，必须保证蒸发温度高于R30的凝固点。

1.3 超低温机组维护保养
超低温机组的维护保养对于设备的稳定运行起着关键作用，因此必须建立完善的维护保养制度，对于此方面介绍如下几点：
（1）维护保养人员必须经过专业培训，要对设备原理、性能等全面掌握；

（2）应严格按照规定周期对设备进行检修、维护保养，操作和维修人员应相对固定；

（3）设备的控制元件及传感元件必须定期校验，以对机组起到有效的安全保护及获取客观的运行原始数据；

（4）设备所需的制冷剂、冷冻油等应按照操作手册规定牌号、数量填充，不得随意更换制冷剂、冷冻油的牌号，对于低温制冷剂的填充量更要严格控制，一般应以0.lkg为计量单位，不得超量填充。

2 国产螺杆式复叠超低温机组实际应用

由于超低温机组的热力循环过程对设备、控制等部件的技术要求较高，以前用于抗生素生产的超低温机组主要依赖国外进口，随着国内制冷装备技术水平的不断提高，特别是对超低温机组的开发有了跨越式发展，其中北京天利超低温设备股份有限公司等国内主要生产厂家设计生产的螺杆式超低温机组以其运行稳定、性价比高等优势赢得了市场竞争优势，目前这种设备在抗生素合成生产过程得到了广泛应用。

2.1 可靠性、制冷效率及设备经济性
国产螺杆式复叠超低温机组的压缩机、热变换器、膨胀阀、测控部件及控制系统均采用国际知名品牌产品，高标准的软、硬件为机组稳定运行提供了可靠的基础保障，设备的整体性能与进口设备性能相当。实际运行情况表明，在相同热负荷下，国产机组的降温能力能够运到进口机组的水平，满足生产的需求；在设备投资的经济性方面，进口机组和国产机组虽然在硬件水平上基本相同，但购置价格却有很大差异，一般相同制冷量、相同类型的机组，进口设备的投资是国产设备的2.5 倍以上。因此，采用国产机组能够人大降低设备的前期投资，同时也能园设备折旧费用下降、配件便宜而降低运行成本。

2.2 售后服务
售后服务方面，国产机组比进口设备更具有明显的优势，无论设备故障处理还是备件供应，其效率更高。而进口设备的故障处理和技术支持比较滞后，再有备件的采购周期比较长，应对突发故障的备件难以得到及时供应。
在当今抗生素市场竞争激烈，产品利润微薄的形势下，保证产品质量、降低制造成本是占有市场的先决条件。在半合成抗生索生产过程中，超低温机组只要正确选型，采用科学的维护保养方法，无论在生产成本、工艺控制、产品收率、产品质量等方面均优于传统液氮降温等方式：国产超低温机组与进口机组相比具有一定的优越性，尤其在经济性方面更为突出。因此，国产超低温机组在抗生素台成生产制冷工艺中具有较高的推广价值。

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