冻结制冷系统设计 3

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1、第三节冻结制冷系统设计冻结制冷系统由氨循环系统，冷却水循环系统和盐水系统等3部分组成，如图4-1-1所示。一．氨循环系统设计（一）氨的制冷过程及热力循环（表4-1-24）表4-1-24氨的制冷过程及热力循环制冷方式制冷过程热力循环单级压缩1-压缩机；2-冷凝气；3-节流阀4-蒸发器蒸发器中的饱和蒸汽氨经氨液分离器将夹带的液氨离析后，被压缩机吸入并压缩至冷凝压力变成过热蒸汽，通过油脂分离器将有脂析出后，流入冷凝器，经冷却水冷却后变成液态氨，然后进入氨液贮存器，并通过管路，经节流阀降至蒸发压力，进入蒸发器中汽化，并吸取

2、盘管周围盐水的热量后变成饱和蒸汽，以便再继续被压缩机吸入，进入新循环，如此不断地循环以制取冷量。1~2线为绝热压缩过程或等熵过程，及液态氨经压缩机压缩成过热蒸汽，其压力由蒸发压力（pt)升至冷凝压力(pc)2~3线为等压（pc)冷却过程，即过热蒸汽氨在冷凝器中经水冷却成为冷凝温度的饱和蒸汽氨3~4线为等温（ic)等压（pt)冷凝液化过程，即冷凝温度的蒸汽氨在冷凝器中经水继续冷却成液态氨4~5线为等压（pr)再冷却过程，即液氨经过再冷却使温度降至冷凝温度（tc)以下5~6线为在调节阀处的绝热降压过程或等焓过程，即液氨

3、经调节阀的膨胀作用降至蒸发压力（pt)和蒸发温度（tc)6~1线为等压等温蒸发制冷过程，即液氨在（pt)条件下蒸发，吸收蒸发器盘管周围盐水的热量，成为饱和蒸汽氨而被压缩机吸入续表制冷方式制冷过程热力循环串联双极压缩1低压机；2高压机；3冷凝器；4,5-节流阀；6-中间冷却器；7-蒸发器用一台氨压缩机作低压机，将蒸发器中的饱和蒸汽氨吸入并压缩至中间压力（pin）而变成过热蒸汽氨，过热蒸汽进入中间冷却器冷却后，再由另一台压缩机（高压机）吸入并压缩至冷凝压力（pc），随后氨进入冷凝器，经水冷却降至冷凝温度（tc）凝结成液

4、体，并进入中间冷却器盘管再次冷却，经节流阀调至蒸发压力（pe）流入蒸发器中蒸发，吸收盘管周围盐水的热量1~2线为降压机绝热压缩过程，即饱和蒸汽氨经低压机压缩成过热蒸汽氨，其压力（pt)升至中间压力（pix)2~3线为等（pin）中间冷却过程，即中间冷却器中的蒸汽氨被高压机吸入并压缩至冷凝压力（pc），再次变成过热蒸汽氨4~5线为等压（pc）冷却过程，即过热蒸汽氨在冷凝器中经水冷却成冷凝温度的蒸汽氨5~6线为等温（（tc）等压（pc）冷凝液化过程，即冷凝器中的饱和蒸汽氨经水继续冷却成液态氨6~7线为等压（pc)再冷却

5、过程，即液态氨经中间冷却器再冷却，降至冷凝温度（tc）以下，一般比中间温度（tin）高5摄氏度7~10线为在调节阀处绝热降压过程或等焓过程，即液氨经调节阀的膨胀作用降至蒸发压力（pe）和蒸发温度（te）10~1线为等压等温蒸发制冷过程，即液氨在pttt条件下蒸发，吸收蒸发器盘管周围盐水的热量，成为饱和蒸汽氨而被低压机吸入6~8线为冷凝的液氨经节流阀绝热降至中间压力8~3线为等压等温蒸发制冷过程，即冷却低压机排出的氨，过热蒸汽放热成饱和蒸汽续表制冷方式制冷过程热力循环单双极两用制冷1-高压机；2-低压机；3-冷凝器；

6、4-中间冷却器；5-蒸发器；6-节流阀；7-高低压联络管；8-截止阀该系统在冷冻站高中压干管之间增设，联络管，并用阀控制见图e，根据需要即可单级压缩运转，又可双级运转单级同单级双极同双极（二）冻结管散热能力的计算（表4-1-25）表4-1-25冻结管散热能力的计算计算公式符号意义Q1=ndeHOhekt(KJ/h)Qt-冻结管总散热能力，KJ/hDe--冻结管外直径，mH0--冻结深度，mHe--冻结孔数，个Kt--冻结管散热系数或单位热流量，kJ/（m2.h），与盐水温度、运动状态、岩层的导热性能、冻结时间、冻结

7、壁厚度有关，见表4-1-26表4-1-26冻结管最大散热系数（单位热流量）Kt参考值盐水运动状态冻结管最大散热期的盐水温度/℃Kt值/kJ.（m2.h）-1备注层流-20~-25-25~-30756~882882~1080表中Kt值按冻结段平均地温为23.5℃计算，平均地温升高（或降低）1℃，Kt值约增加（或减少）12.6kJ/m2.h紊流-20~-25-25~-30983.8~1146.61146.6~1310.4（三）冷冻站需冷量计算（表4-1-27）表4-1-27冷冻站需冷量计算公式用途计算公式符号意义说明为

8、一个井筒服务Q1=mcQTQT---冻结管的总散热能力，kJ/hQ1--为一个井筒服务时的冻结需冷量，kJ/hmc--盐水系统（包括冷冻站内外的低温设备和管路）的冷量损失系统，一般取1.10~1.25。当冷冻站制冷能力大、盐水管路短、保温质量好、在冬季进行积极冻结时，mc取1.10~1.15;党冷冻站制冷能力小、盐水管路长、保温质量差、在夏季进行积极冷冻时，