冷冻机节能操作新方法
摘要：冷冻机运行过程中出现了两台机头频繁启停的故障，分析了造成冷冻机机头频繁启停的原因，并对传统操作方法加以了改进，利用放空氮气通入水冷塔降低冷冻机入水温度，并通过拔出冷冻机一个机头蒸发器压力传感器，解决了冷冻机机头频繁启停的故障，极大节约了生产成本，保证了制氧机的安全稳定运行。
关键词：机头；频繁；氮气；放空；压力传感器；降低成本
前言：
安钢制氧厂1#23500制氧机预冷系统所配备的两台冷冻机组是由开利公司生产的型号为30HXC—200A双机头冷冻机，平常生产过程中一用一备，特殊情况下可串、并联同时运行。
冷冻机是制氧机预冷系统的重要组成部分，其作用是对进分子筛空气进一步降低温度，保证分子筛在最佳状态运行。
1节能操作法产生背景
1.1冷冻机运行模式
制氧机增设冷冻机的目的是为了降低进空冷塔低温水泵出水温度，从而进一步降低进分子筛压缩空气温度。
为确保进分子筛压缩空气温度符合要求，对冷冻机出水温度有所要求，规定设定值不低于6.8℃。
当冷冻机启动后，一台机头首先投入运行，其根据冷冻机出水设定值要求通过调节膨胀阀开度自动调节负荷。
如果出水温度高于当前设定值，运行机头会自动增加负荷直至最大负荷。
当一台机头在最大负荷模式下运行仍不能满足出水温度设定的要求时冷冻机会自动启动另一台机头，机头启动后，此时两台机头同时运行，先启动的机头逐步降低负荷，从而达到设定出水温度的要求。
当冷冻机入水温度降低后，冷冻机负荷相应降低，此时先启动机头会自动降低负荷，当此机头在最小负荷下运行，出水温度仍低于设定温度时，运行一段时间后冷冻机会自动停此机头，同时另一台机头增加负荷，以保证冷冻机出水温度的要求。
1.2冷冻机运行过程中出现的问题
进入冬季以来，外部环境温度进一步降低，制氧机系统冷却水温度随大气温度也降低，这就使得冷冻机入水温度较之前相比也相应降低。
之前入水温度高时，冷冻机一般都是两台机头同时运行才能保证出水温度满足要求，然而随着入水温度的降低，一台机头降低负荷，当最小负荷下出水温度仍低于设定温度的情况下，此机头自停。
机头停运后，另一台机头自动增加负荷，但是当运行机头在达到最大负荷后出水温度仍高于设定温度，又不能满足要求，停运机头又要再次投入运行。
因此，现在的情况是冷冻机正处在一台机头满负荷运行不能满足要求，两台机头同时运行又富余这样一个节点上。
一台机头刚刚停止运行很快又要再次投入运行，这台刚启动运行没多久另一台又要再次停运，造成了冷冻机机头的频繁启
停，对冷冻机的安全稳定运行产生了极大的安全隐患。
此问题亟待解决，否则将影响整个空分系统的安全运行。
2节能操作法产生过程
2.1传统方法处理
由于冷冻机出水温度处于一台机头运行不能满足要求，两台机头同时运行又富余这样一个节点上，因此通过更改出水温度设定值便可以解决此问题。
将冷冻机出水温度设定值由额定设定值7℃更改为8℃。
经过这样操作后由于冷冻机对出水温度要求降低，这也意味着冷冻机负荷相应降低，因此一台机头满负荷运行就能满足要求。
有效避免了两台机头的频繁启停。
2.2传统处理方法的弊端
虽说将冷冻机出水温度设定值更改为8℃后达到了预期目的，一台机头运行就可以满足设定温度的要求，避免了两台机头的频繁启停。
但是，随着冷冻机出水温度设定值的升高，出空冷塔进分子筛压缩空气温度也相应升高。
并且，冷冻机出水设定温度升高1℃，出空冷塔的空气温度就要升高1.5-2℃，这样一来就大大增加了分子筛运行负荷。
通过翻看历史曲线，在冷冻机出水温度7℃时，分子筛冷吹峰值为125℃，当出水温度更改为8℃后，分子筛冷吹峰值降低为120℃，虽说也在技术规程要求范围，但是冷吹峰值的降低说明了分子筛再生程度受到了一定影响，没有冷冻机在出水温度设定为7℃时再生的彻底。
这样导致的后果就是分子筛吸附能力相对下降，随压缩空气进入塔内的水分等杂质含量相应增多。
加重了整套设备的运行负荷，增加了制氧机的运行成本。
因此，传统的方法并不可取。
2.3节能操作法的产生
由于传统的处理方法存在诸如分子筛运行负荷增加等一系列弊端，因此现在急需一种低能耗，影响小的新方法来解决冷冻机机头频繁启停的问题。
车间技术人员经讨论后分析，造成冷冻机机头频繁启停的根本原因是由于冷却水温度的降低致使一台机头运行不满足，两台机头运行又富余。
因此，如果能进一步降低冷冻机入水温度，让冷冻机跨过这个节点，不但能解决机头频繁启停的问题，而且能降低冷冻机运行负荷，减少运行成本。
冷冻机入水是由低温泵从水冷塔中抽取，如果能降低水冷塔内冷却水温度就能够降低冷冻机入水温度。
而水冷塔内的水是利用干燥的氮气、污氮气不饱和吸水性来降低温度的，要想让水温进一步降低则可以通过增大污氮、氮气量来实现。
近期以来，由于集团公司用气量减少，1#23500制氧机出冷箱40000m3常压氮气，除低压氮压机压送25000m3外，剩余氮气几乎全部通过低压氮气放空阀V105对空放散，造成极大的浪费。
如果能将放散氮气通往水冷塔，用以降低冷却水温度，那么是否就将解决冷冻机机头频繁启停的问题。
因此车间技术人员决定关闭低压氮气放空阀V105，适当开大氮气去水冷塔阀V106。
经过这样操作后，冷冻
机入水温度得到了降低，在系统循环水温度较低的情况下，一个机头运行就能满足冷冻机出水温度需求。
但是在实际运行过程中，这样操作后又面临一个新的问题，当环境温度上升，系统循环水温度也随之上升后，又将达到机头启停临界点，又会再次出现机头频繁启停的现象，为了彻底消除这个隐患，车间技术人员经过讨论并且与开利公司技术人员沟通后制定出一个更为完善的方法。
那就是全开氮气去水冷塔阀V106，将放空氮气全部通往水冷塔，同时拔掉冷冻机一个机头的蒸发器压力传感器（此压力点为冷冻机机头联锁条件，没有压力指示，机头无法启动。
经过咨询开利公司技术人员，确定这样操作对冷冻机没有影响），只允许冷冻机单机头运行。
这样操作后，冷冻机入水温度得到了最大程度的降低，单机头运行完全符合设定要求，同时消除了冷冻机两台机头频繁启停的隐患。
3经济效益分析
较传统的操作方法相比，创新操作法有效避免了分子筛运行负荷增加的问题，间接的降低了设备运行维护成本，同时最大程度上利用了放空的氮气，是利用自身优势降低自身成本的最优方式。
单从节电角度计算，当两台机头同时运行时，每台机头平均运行功率为100KW，两台为200KW，单机头运行功率为139KW。
按工业用电每度平均0.6元计算，每小时节电（200-139）×0.6=36.6元，一个月节电36.6×24×30=26352元。
由此计算可知经济效益可观，极大程度上节约了生产成本。
4节能操作法注意事项
此方法适用于冬季环境温度相对较低，并且出冷箱氮气放散量较大时使用。
空分操作人员在操作时要时刻关注冷冻机出水温度，如果当外界环境温度上升造成冷冻机出水温度偏离设定值较大时，要及时将蒸发器压力传感器插上，保证冷冻机能够两台机头同时运行，不至于影响空分系统后续生产。
由于这样操作后只允许冷冻机单机头运行，如果一个机头长时间运行，而另一个机头长时间停运的话都会对冷冻机造成或多或少的影响，因此，在一个机头运行一段时间后，要重新启停冷冻机，保证使两个机头都能得到一定的运行时间。
5 结束语
现代工业生产中，谁抓住了节能降耗这条线谁就抓住了企业发展壮大的命脉。
安钢制氧厂始终寻求最优生产模式，以达到最大生产效率。
此次冷冻机节能操作新方法一定程度上降低了设备运行成本同时有效利用了放散氮气。
这只是我
们对放空气体有效利用的一方面，接下来我们将研究更为广泛的放空气体利用方法，最大程度上降低生产成本。
6参考文献
[1]毛绍融，等.现代空分技术与操作原理.杭州出版社，2005.5：226-230
[2]刘吉和.DH型离心式压缩机振动原因分析与处理[J].风机技术, 1999, ( 1) .37-39
韩明远（1977-），男，工程师，2004年毕业于郑州轻工业学院，现在安钢制氧厂从事设备管理工作。