120万大卡/h单机配打双级压缩冷冻站的设计

摘要：本文结合工程实例，介绍单机配打双级压缩制冷站的设计思路和过程。并针对设备运行情况分析、总结设计过程中的得与失，为双级压缩制冷装置的设计者提供经验和参考。

关键词：双级压缩制冷系统 中间完全冷却 蒸发压力

0、引言

随着我国国民经济和社会的发展，双级压缩制冷技术已在国防、科研、化工、医院、冷冻等建筑中越来越广泛的得到应用。一些单位或工厂企业使用双级压缩制冷技术面较广，冷量负何较大，采用传统的单机双级压缩制冷或带经济器的螺杆压缩机已不是最佳方案，而采用单机配打双级压缩制冷机却大有发展潜力。

单机配打双级压缩制冷循环制冷系数高、节能、易于实现自动控制、节省投资和运行成本，是一种高效具有国际先进水平的制冷循环方案。

1、单机配打双级压缩制冷方案特点

单机配打双级(中冷带负荷)压缩制冷循环是近年来随着计算机控制技术的发展而大量加以运用的。特别是大中型氨螺杆压缩机均配有自动控制器，能精确地控制高、低压机的能量比，使其达到-40℃低温及-10℃中间温度的系统工艺要求，稳定蒸发温度，达到设计目的。下面从空调制冷网引用大连冰山集团具体实例来描述。

工艺要求：(其性能参数对比见附表)

蒸发温度：-40℃

冷凝温度：38℃

制 冷 量：2500Kw

中冷负荷：700Kw

性能参数对比表 　 单机配打双级

压缩制冷循环

带经济器的螺杆

压缩机制冷循环

活塞压缩机制冷循环

压缩机

低压级：11台 JZ2LG20

高压级： 5台 JZ2LG20

低温：17台 JJZ2LG20带经济器

高温： 1台 JZ2LG20

低温：20台 8ASJ17

高温：4AV17、6AW17各一台

制冷量

-40 ℃： 2543Kw

-10 ℃： 700Kw

-40 ℃：

-10 ℃： 745Kw

轴功率

1700Kw

-40 ℃： 2058Kw

-10 ℃： 206Kw

合计： 2264Kw

-40 ℃： 1550Kw

-10 ℃： 221Kw

合计： 1771Kw

电机功率

2350Kw

3330Kw

2860 Kw

根据所选配的高、低压级现有制冷压缩机，其理论体积输气量VH和VL就均已确定，因而此时的约束条件应是：

（定值）。

ξ－高、低压级理论体积输气量之比；

一方法也可用试算法求解，即先预取一系列的中间压力值 (可参见3.2中经验公式计算值作为预取值参考) ，即Pm1，Pm2，Pm3，…，并计算出相应的高压级和低压级的理论输气量之比，ξ1，ξ2，ξ3，…，绘制ξ和Pm的变化曲线，曲线同ξ=C定值的交点即给出所求的中间压力Pm。此方法也可先预取一系列的中间温度值Tm，绘出ξ和Tm的变化曲线，曲线同ξ=C定值的交点即给出所求的中间温度Tm。由Tm可求出中间压力Pm。

由所选配的高、低压级制冷压缩机可求高、低压级实际输气量之比为：

ξ实=VH实/VL实=2395/(4622*2+1068)=0.232254

由公式可简化为：

；

高低压级质量流量比：；

根据3.2计算结果，可预取值Tm=0℃，计算列表如下：

Tm

（℃）

h2

（KJ/Kg）

h3

（ KJ/Kg）

h4

（KJ/Kg）

νH

（m3/Kg）

ξ

5

1735

1461.7

250

0.24114

0.16994514

4

1728

1460.87

245

0.24961

0.175816755

3

1721

1460.03

240

0.25845

0.181943791

2

1714

1459.17

235

0.26766

0.188327783

1

1707

1458.3

230

0.27728

0.19499494

1700

1457.74

225

0.28731

0.201883091

-1

1693

1456.45

220

0.29774

0.209186693

-2

1686

1455.5

215

0.30874

0.216818103

-3

1679

1454.5

210

0.32017

0.224755056

-4

1672

1453.55

205

0.33212

0.233039086

-5

1665

1452.54

200

0.34461

0.241708075

-6

1658

1451.5

195

0.35768

0.250783892

-7

1651

1450.5

190

0.37135

0.260263327

-8

1644

1449.4

185

0.38565

0.270202257

-9

1637

1448.3

180

0.40063

0.280611113

-10

1630

1447.2

175

0.41632

0.291510437

-11

1623

1446.1

170

0.433145

0.303197241

-12

1616

1444.9

165

0.44997

0.314907054