制冷工艺论文篇1

与中间冷却器中的液氨进行热交换冷却，冷却后的氨气送入压缩机的高压吸气，经过压缩机压缩成高压热氨气经排气总管后进入氨油分离器，经氨油分离器分离掉绝大部分压缩机油后的氨气流到冷凝器，氨气在冷凝器中与冷却水完成热交换变成液氨，液氨通过冷凝器的排液管流到储氨器（储氨器与冷凝器之间有平衡管），完成液氨的制备。储氨器中的液氨（正常工作时压力约1.4MPa）经过高压调液站的节流阀节流，经过中间冷却器中的盘管冷却成过冷液氨，注入低压系统的低压循环桶或氨液分离器（正常工作时压力约0.4MPa）。低压等其余系统的流程与一级制冷系统相同。整个氨制冷系统工艺流程图如图1所示。

2重点检验部位

常规的检验内容在《定检规》里已有详细叙述，基于近20年氨制冷系统装置检验的实际经验，仅就管道宏观检验和无损检测方面应重点检验的部位做以下相应的分析和概括：(1)压缩机与中间冷却器的接管角焊缝、压缩机与排气总管的接管角焊缝、氨油分离器的进气接管角焊缝和排气接管角焊缝等部位，往往由于拘束度大，在压缩机工作过程中，连接管道的振动不断，焊缝部位容易产生疲劳裂纹；(2)立式冷凝器下部出液接管角焊缝附近，往往会产生应力腐蚀裂纹、冷却水所溅到部位的容器表面也会产生电化学腐蚀；(3)排气总管、高压调液站、回气总管的管帽若是采用平端盖方式连接往往会发生开裂失效，尤其是配备了速冻系统并且需要进行热氨融霜的回气总管与其管帽连接焊缝；(4)压力容器焊缝的丁字口和收弧不良处的弧坑等部位，是表面无损检测的重点考虑部位；(5)冷凝器冷却水所溅到的储氨器表面会产生电化学腐蚀，储氨器与其鞍座的接触部位往往会发生缝隙腐蚀；(6)系统上所有安全阀与系统的连接接管上是否已装阀门，以利于安全阀拆换检修；(7)热氨融霜管是否已经配置防止产生超压、液击的控制装置。

制冷工艺论文篇2

 

钢结构由于其优越性，在我国(超)高层建筑中越来越普遍采用。钢结构施工技术含量高，其中焊接是其关键的施工技术之一。焊接质量常常是施工质量控制的难点，特别是在较低温度下焊接施工时，由于环境温度较低，加之高空风速较大，增加了焊接接头的冷却速度，导致焊接裂纹倾向加大甚至出现焊接裂纹。因此我国有关标准、规范规定，在环境温度为O℃以下施焊时，应进行工艺试验，以确定相应的施焊工艺，但具体做哪些工艺试验及如何进行，尚无统一标准和明确规定。本文结合具体工程实例，综合考虑环境温度和风速的影响，对0℃以下高层钢结构焊接施工工艺和质量控制进行了探讨。。

1.工程概况

某大厦是一座多功能、高智能、综合性的高层建筑，由A座、B座和连体群房等组成。其中A座建筑地下4层地上52层，高度200．80m，设计采用内核心筒一外框柱结构体系，±0．000以上采用全钢框架柱梁，金属压型模板和现浇钢筋混凝土楼板；外框架柱为箱型截面，内筒钢骨柱为H型截面，钢梁为I型截面。所用钢材材质为SM490B。根据施工进度和施工地点气象资料，该大厦42F一52F楼层施工时，存在0℃以下焊接施工问题。其焊接接头主要结构形式如下。

A、接头形式箱型柱—柱、材质SM490B、焊件厚度25/mm、焊接方法手式电弧焊、施焊位置横位；

B、接头形式柱—梁、材质SM490B、焊件厚度16.25/mm、焊接方法手式电弧焊、施焊位置平位；

2.冬季焊接施工存在的问题

所用钢材为SM490B钢，属日本钢号(符合JISG3106标准)，其化学成分C≤0.18、Mn≤1.50、Si≤0.55、P≤0.040、S≤0.040

该钢材属于普通低合金结构钢，其CE(IW)=0．43％，焊接时对冷却速度较敏感。当在温度较低的环境下焊接施工而无有效工艺措施时，由于冷却速度较大，有可能出现马氏体淬硬组织，而增大冷裂倾向甚至出现裂纹，故较低环境温度给焊接质量造成不利影响。同时现场的风速较大也是必须考虑的因素，因此必须根据现场情况，通过工艺试验制定相应的工艺措施，以确保施工质量。

3.焊接性试验

为确定SM490B钢在现场条件下焊接时的抗裂性能，模拟现场情况(施焊位置、环境温度、环境风速、冷却方式等)进行斜Y型坡口焊接裂纹试验。

3．1试验内容

试验内容如下。

试验序号1，材质SM490B，板厚25，焊条型号E5015，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度125℃，冷却方式空冷；

试验序号2，材质SM490B，板厚25，焊条型号E5015，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度100℃，冷却方式空冷；

试验序号3，材质SM490B，板厚16，焊条型号E5015，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度100℃，冷却方式空冷；

试验序号4，材质SM490B，板厚16，焊条型号E5015，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度50℃，冷却方式空冷；

确保试验可靠，每一板厚各制备备用试件一套。。

3．2试验方法、评定标准

按《斜Y型坡口焊接裂纹试验方法》（GB4675.1-84)标准执行。焊接工艺参数为：焊条直径φ4、接电流170±1OA、焊接电压24±2V、焊接速度150±10mm／min。

3．3试验结果

对上述试件取样进行检验，试验序号1，2,4试样未发现任何裂纹，而试样3在焊缝根部和表面均发现裂纹。表明在试验环境条件下，SM490B钢当板厚为25mm时，焊前预热至100℃可避免裂纹产生；当板厚为16mm时，焊前预热至50℃时，可避免裂纹产生，而在环境温度下施焊，不能避免焊接裂纹。

4.焊接工艺性能试验

4．1试验内容

试验内容如下：

试验序号1，材质SM490B，板厚25，焊接位置横位，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度1100℃，冷却方式石棉保温；

试验序号2，材质SM490B，板厚25，焊接位置平位，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度1100℃，冷却方式石棉保温；

试验序号3，材质SM490B，板厚16，焊接位置平位，环境温度-5℃，环境风速5m/s，预热温度1100℃，冷却方式石棉保温；

焊接工艺参数为：焊条直径φ4、焊接电流160～170A、焊接电压23～24V、焊接速度150 mm／min、焊接过程中注意层间温度不低于预热。

为确保试验可靠，每一板厚各制备备用试件一套。

4．2试件的形状和尺寸

试件的形状和尺寸如图所示。

工艺试验试件形状和尺寸

4．3试验方法、步骤

1)在试件上打上钢印，作好标记。

2)测定施焊环境温度、湿度及施焊处风速，并作记录。

3)上述施焊环境符合要求后，进行焊接试验，当需要预热时用氧一乙炔焰加热至规定温度。

4)由持证焊工按拟定的焊接工艺施焊试件。

4．4试样检验殛结论

1)试验检验及合格标准按《钢制压力容器焊接工艺评定》(JB4708-92)执行。

2)所焊试样经上述检验，均满足标准要求，拟定的焊接工艺合格。同时序号1较之序号2冲击性能有所改善，表明石棉保温的后热措施有效。

5.冬季焊接施工措施

以上述评定合格的焊接工艺为依据，制定冬季焊接施工工艺，并采取以下工艺施工。

1)焊接前对焊工进行冬季焊接施工技术培训，使焊工明确冬季焊接工艺，严格按工艺纪律施工。

2)焊接前，每天由专职焊接管理人员测定环境温度及风速，并随时注意天气变化。

3)雨、雪天禁止施焊。。当环境温度低于试验温度时禁止施焊。

4)注意冷空气对焊件表面对流散热的影响。当风速大于5m／s时，禁止柱一梁焊接施工，否则须搭设防风棚，当风速大于2 m／s时，箱型柱一柱焊接须搭设防风棚(防风棚应可靠，采用四面围帆布挡风，并且顶部来风处也应遮挡)。

5)预热用2～4把燃气烘枪烘烤。预热区在焊道两侧，每侧宽度均应大于焊件厚度的2倍，且不应小于100mm。预热温度用测温笔在距焊缝中心50 mm处测量，达到规定的温度后方可进行焊接作业。

6)每条焊缝应一次焊完，中途不得中断，如因意外原因(如停电、下雨、下雪等)中断，应及时采取后热、缓冷措施。重新施焊前应对已焊焊缝进行检查，且焊前需按规定进行预热。

7)箱型柱一柱对接时由两名焊工对称施焊，并根据现场情况安排一名焊工辅助施工，如领取焊条、层问烘烤、中途接换焊接等，以确保层间温度和连续施焊。

8)箱型柱一柱对接焊接完成后，立即存焊缝区上下250mm范围内用厚30mm的石棉包裹三层，以减缓接头冷却速度。

6.实际结构的焊接

按上述工艺对实际的柱一柱、柱一粱接头进行焊接，所有焊接接头焊后经100％超声波探伤和磁粉探伤，未发现裂纹。焊缝按《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB 11345—89)标准检验，I级焊缝一次合格率达99．8％。证明拟定的工艺试验方案和焊接工艺合理。

参考文献

[1] GB 50205—2001.钢结构工程施工质量验收规范[s]．

制冷工艺论文篇3

 

1. 引言目前,全连续冷轧是目前主流的钢铁冷轧加工工艺。通常，连轧机组的带钢入口速度在100米/分~250米/分的水平，出口速度为700米/分~1800米/分,所以在对过程自动化在整个冷连轧机组自动控制系统中的地位和分工，分析过程自动化系统特点和应具有的功能的基础上，构建一个高效的过程自动化系统具有特别重要的意义。

2． 冷连轧工艺过程和控制过程典型的酸洗冷连轧工艺过程如图2.1所示,并给出了轧机组的完整控制流程。论文大全。 机组设备主要由开卷机、焊机、入口活套、酸洗槽，矫直机，出口活套，张力棍、五机架、和卷取机组成。

。论文大全。

图2.1冷连轧工艺控制流程图

冷连轧的最大特点是省却了频繁的穿带和甩尾操作，因此大大地增加了纯轧制时间和生产能力。连轧机组的特点决定了它的控制和调节是人力所不能及，必须依赖于计算机自动控制系统才能实现全连轧生产。而实现连续轧制生产必须构建一个能够精确的设定，材料跟踪和实时控制的综合自动化控制系统。

3． 连轧机的过程自动化系统的任务和结构3.1任务从图2.1可以看出,过程自动化系统(二级)的功能分为两大部分: 1. 数据交换和数据管理和2. 工厂控制以及工厂监控操作的人机界面.系统任务是:1.可重复生产的设定点预测;2.生产支持;3.质量保证;4.用户参数确定;5.所有工艺参数归档,为工艺人员提供工艺支持。

3.2 配置方案图 3.1：多辊连轧机的过程自动化系统

如图3.1所示,操作系统是微软的WINDOWS2000 Server,中心数据库是ORACLE WIN2003, 网络采用了快速以太网, 骨干网的拓普结构,server-client架构. 数据存储采用了磁盘阵列. RAID1 管理模式 为提高系统的可靠性兼顾经济性,采用了冷备服务器的方案.开发语言为C++.net.

3.3 软件方案 根据过程控制系统的功能,可以得到其软件控制系统由各个功能模块有序地彼此协调地构成。见图3.2.其中最主要的模块是: 材料跟踪，轧制道次计算和动态变规格, 这三者起到了协调和核心的作用。论文大全。各个模块的功能解释如下：

1． 材料跟踪模块：精确地感知带钢在轧机中的瞬时位置与适时地启动相应的程序工作，如设定值计算，收集生产数据，显示材料流动和输出生产记录，协调每个钢卷的生产流程。材料跟踪从钢卷应答开始，至钢卷离开出口段称重结束。

2. 道次计算模块：根据钢卷数据选择标准轧制规范，准备模型参数和进行工艺控制参数的设定计算，并适时地把设定值传送到基础自动化系统。这些参数的预测是连轧机过程自动化系统的核心任务，通常实现参数预测必须建立准确的轧钢参数预测智能模型基础上。道次计算模块由轧制指导，设定值计算，设定值输出，测量值收集，测量值处理，自学习和自适应7个子模块组成。

3. 动态变规格模块: 作用是带钢还在以一定速度运行时规格变换的轧制过程。工艺要求轧机在极短时间内平稳连续地实行两种不同轧制规程的过渡，使过渡段厚度不合格长度减到最小，同时在规格变化前后轧制正常。动态变规格模块必须在轧制力变化不超出范围的情况下，计算出变规格焊缝在过渡段上的最佳位置和过渡段的特征参数，使轧制动态切换的过程和过渡段的位移成比例地完成。

4. 结束语

结合连续冷轧工艺对过程控制系统提出了控制要求，具体分析了过程控制的主要任务:材料跟踪，道次计算和动态变规格，并给出了过程控制系统的总体结构.由于轧钢的过程又是一个复杂的，非线性的，强耦合的过程，尤其是在连轧机组的运行中,必须依赖计算机控制系统, 按照功能和需求构建的过程控制系统可靠性高、易维护、操作灵活、控制精度高、软件系统完善, 在全球多条连轧机组的实际应用效果证明控制指标是世界一流的,达到产品质量的稳定和高水平,保证机组发挥最大的能效的目的。

参 考 文 献

[1] 孙一康，带钢冷连轧计算机控制. 北京:冶金工业出版社，2002.

[2] 张大志等，基于遗传算法的冷连轧参数优化设计系统. 上海金属[J]2000(11):25-30

制冷工艺论文篇4

中图分类号：TG386 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0045-01

1 技术要求

2013年戚墅堰公司与用户签订了5台SDA2型澳大利亚内燃机车，SDA2为滚抱、整体轮机车，技术控制要求如下：

（1）车轮与车轴压装吨位的极限按照AAR推荐的标准手册G分册中的RP-6112部分（108.9±22.7）吨。压装曲线符合AAR推荐的标准手册G分册的合格曲线形状。

（2）在压装车轮之前，在毂孔及车轴面上，涂上推荐的剂。参考AAR车轮和车轴手册关于剂技术要求中的1E3条款。

2 工艺分析

澳大利亚机车轮对采用冷压工艺组装，车轮内孔加工参数设计未给定，由工艺自行确定。国产机车轮对均采用注油压装，HXN5虽采用冷压工艺，但其技术参数（车轮内孔、车轴轮座加工参数）均完全借鉴GE公司前期通过大量试验所制定的参数。目前公司在冷压工艺方向未有数据积累及支撑，由于自行设计的机车，在车轴、车轮材质、幅板结构等方面的差异，致使参数无法直接移植HXN5机车后获得成功，因此有必要开展冷压工艺试验，为确定澳大利亚机车轮对组装工艺提供解决途径。

3 解决途径

（1）分析解读AAR关于冷压工艺的标准；（2）在标准允许的范围内，罗列出可能影响压装吨位及曲线的因素；（3）以HXN5冷压工艺为基准，变更不同的影响因素，逐一开展工艺试验并收集试验结果，对比分析，找出规律；（4）依据分析的结果确定加工参数，实际验证参数的可靠性，并稳定加工工艺。

4 试验过程

经图纸分析与标准解读，可以变更的工艺参数为：

（1）车轮内孔加工参数。

a验证光孔与螺旋孔对压装吨位的影响；

b螺旋孔由不同圈数及深度的螺旋线组成，螺旋线圈数影响压装接触面积，切屑深度改变实际接触过盈量。如图1所示。验证不同圈数及深度的螺旋线对压装吨位影响；螺栓线圈数的多少由走刀量控制，实际接触过盈量由切削深度控制。

（2）剂。

验证车轮内孔与车轴接触面涂抹不同种类剂对压装吨位的影响。

表1是针对澳大利亚机车车轮压装数据制定的试验过程并得出的结论。

5 试验结论

若内孔加工为光孔，影响压装吨位为剂种类，摩擦系数低，流动性好的油（蓖麻油）能有效降低压装吨位；若内孔加工为螺旋孔，走刀量、剂对压装吨位影响不大，切削深度对压装吨位至关重要。通过上述结论，确定澳大利亚机车车轮内孔加工参数及组装使用油。

6 澳大利亚机车轮对组装数据

7 结语

实践证明，澳大利亚机车内孔加工参数及组装因素可靠，压装吨位稳定，有效地解决了澳大利机车轮轴冷压组装的问题。

参考文献

制冷工艺论文篇5

一、前言

信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业化升级和实现工业化，现代化的关键环节，通过职业教育，培养大批高级技能人才，是我国实现工业产业现代化的保证。信息技术的高速发展向传统的教学模式提出了挑战，引发了教育思想和教学模式的重大变革。利用多媒体计算机可以表现一些在普通条件下无法完成和无法观察的科学实验过程，可以利用人们丰富的想象力把人们抽象的思维与现实存在的画面有机的结合在一起，制作完成一些能反映物质结构的三维动画，以达到事半功倍的结果。那么，多媒体教学和普通教学相比，优势在那里呢？

1、图文声像并茂，多角度调动学生的情绪、情感、注意力和兴趣；2、直观，能突破视觉的限制，多角度的观察对象，并能够突出要点，有助于概念的理解和方法的掌握；3、动态、并通过创造反思的环境，有助于学生形成新的认知结构；4、通过多媒体实验实现了对普通实验的扩充，并通过对真实情景的再现和模拟，培养学生的探索、创造能力；5、教学过程的可重复性，有利于突破难点和克服遗忘；6、针对性，使针对不同层次学生的教学成为可能；7、大信息，大容量，节约了空间和时间，提高了教学效率；8、使一些抽象难懂的概念变成具体的可观察的图面、画，即化抽象为具体。

在《冷作工工艺学》这门学科的理论教学中，怎样运用多媒体技术，来解决实际教学中所遇到的困难，它在教学中的优势又在那里呢？

二、讲授《冷作工工艺学》传统的教学模式如下：

《冷作工工艺学》这门学科主要阐述是冷作工工艺方面诸多理论知识，主要包括：冷作工矫正、放样与号料、展开放样的基础知识、展开放样、下料工艺、零件的预加工、弯曲成形工艺、装配连接等各方面知识，这些知识又涉及到机械制图，金属材料学、机械基础、工程力学等多方面的知识，教师在讲解这些知识点时，需要在黑板上书写大量的文字、计算公式、绘制各种图形、需要花费大量的课堂时间，对于本节课内容较多的知识点往往需要延续到下一课时，往往造成学生所学知识的不连贯，比较呆板的教学模式，使学生的学习积极性不高，由于传统设备有限，很难将理论与生产实际结合起来，因此学习效果不理想。

三、采用计算机多媒体技术讲授《冷作工工艺学》，其教学模式如下：

1. 多媒体设备的选用：多媒体教室，多媒体计算机、透射式投影仪、投影屏幕、扩音机

2. 选用的计算机应用软件

（1）AutoCAD2007绘图软件

AutoCAD2007能够完成所有冷作工展开图的平面设计，无论结构多么复杂，设计要求多高冷作工展开图都能通过此软件设计完成。

（2）Word2009

是运行在Windows平台上优秀文字处理软件，具有完善字处理功能，图文混排的综合处理能力

（3）PowerPoint

是一个非常出色的文稿演示制作软件，它不但可以帮助制作各种各样视觉效果极佳的演示文稿 还可以插入声音、影象，制作出多媒体幻灯片。

3 所要解决的技术问题

（1） 冷作工展开图的处理： 采用AutoCAD2007绘图软件将课堂上所有被选用的冷作工展开图提前做好，并保存，以备上课时根据所授内容选用，文件存储的格式为*.dwj

（2） 文字的处理 对要求书写的文字选用word2009事先处理，对图文混排的篇幅处理方法为将保存好*.bmp文件，复制-粘贴到word中，在根据所要表述的内容配上文字，将以上处理好的文件保存，文件格式为*.doc

（3） 幻灯片的制作：制作本节课所有的幻灯片信息都以准备好，利用PowerPoint2003制作下列幻灯片：

① 冷作工展开图幻灯片制作方法如下：用AutoCAD打开*.dwj文件按键盘键Pint-Screen（抓取屏幕图像）打开画图版按授课需要对冷作工展开图进行裁剪等复制裁剪好的冷作工展开图运行PowerPoint 创建空演示文稿粘贴（使冷作工展开图变成PowerPoint一部分）按照PowerPoint提供的幻灯片板式，根据授课需要进行选用编辑，并可根据学生特点和兴趣设置各种动画画面。将编辑好的幻灯片保存，选用复制与粘贴是利用了Windows系统中剪切板功能，它可以实现不同程序之间的信息，文档之间的信息共存。因为剪切板可以存储多种格式的信息，在不同格式程序之间传递信息。

②对用Word编辑好的*.doc文件幻灯片制作方法如下：打开*.doc文件复制运行PowerPoint创建空演示文稿粘贴，按照PowerPoint提供幻灯片板式进行编辑，根据学生的兴趣和特点配置各种画面将编辑好幻灯片保存。

以上本节课所需要幻灯片设置好后，根据学生的年龄特点设置动画效果，突出重点，同时根据课堂学生学习效果进行设置切换，选择放映方式。

四、二种教学模式效果分析

从以上二种教学模式中可以看到，传统的教学模式在机械类职业教育中呈现诸多不足，一是画图占用了大量的课堂时间，各种原理的讲解需要教师书写大量的文字，占用课堂时间，同时又增加了教师身体负担，另外，呆板被动的学习，无法调动学生的积极性，理论与实际不能很好结合，因此学习效果较差。

计算机多媒体教学方式包含有声音，图文、动画等媒体信息，增加了学生的学习兴趣，有如身临其境之感，学生由被动地学习变为主动地学习，计算机软件的应用，节省了大量的课堂时间，又减轻了教师的负担，多媒体技术的应用，使授课内容重点、难点突出，可以根据学生现场学习效果，对知识要点反复插放直到学生领会为止，因而学习效果非常好，作为一名职业技能专业教师，如果能够熟悉现代化教学手段的理论的设计、操作技能，并能依据教学大纲的要求，从学生的实际出发合理选择现代化教学媒体，且使之与传统的教学媒体合理的结合，就能够极大地丰富课堂教学，促进学生对知识的理解和掌握，并且还能培养学生的各种能力，提高学生的素质，大大提高教学效果，发挥多媒体教学优势。本人经过二轮二种教学模式比较，得出如下结果，同一节课内容，多媒体教学所需要时间为传统教学的四分之一，86%的学生对所学知识领会很好，而传统的教学模式仅为75%左右，学生能在极短的时间里把理论与生产实际结合起来，综合素质全面提高。

五、结束语

综上所述，笔者认为，计算机多媒体技术在机械类技能教育中已展现出强大优越性，建议职业教育者充分利用这一现代化信息技术，为培养更多高质量，高水平技能人才做出贡献。

参考文献：

制冷工艺论文篇6

关键词:

半导体制冷器;制冷性能;基板;铜片回路

半导体制冷技术因其具有的独特优点而在各行各业得到了广泛的应用［1-3］。为提高其性能、增强机械强度和稳定性，国内外有关科技人员进行了很多研究工作。宣向春等［4］提出可在普通半导体电臂对的P型和N型电偶臂之间淀积一层厚度适当的银膜，提高电偶对的制冷性能。李茂德［5］和任欣［6］等认为，提高制冷系统热端的散热强度可以改善半导体制冷器的制冷性能，但制冷性能并不能随散热强度的提高无限提高。

YANLANASHIM［7］优化了制冷系统设计方法。此外，GAOMin［8］等指出电偶臂的长度在很大程度上影响半导体的热电性能。YUJianlin［9］等详细研究了制冷单元的个数和电偶臂的长度对制冷性能的影响程度。本文主要对半导体制冷器的制造工艺进行了分析，讨论了不同的半导体铜片连接回路以及半导体电偶对与基板的黏结性能对半导体制冷器制冷效果及其寿命的影响，并通过实验进行了性能测试，实验结果可以为提高半导体制冷器的制冷性能及产品寿命提供较好的依据，具有一定的实际指导意义。

1半导体制冷器设计工艺

半导体制冷器的性能主要包括制冷效率和使用寿命，取决于组成半导体制冷器主体的制冷电偶对的设计制造工艺，半导体材料的热电优值系数及半导体制冷器系统的结构等［10］。本文仅讨论半导体制冷器基板材料以及不同的半导体铜片连接回路对半导体制冷器制冷效果及其寿命的影响。

1．1基板设计工艺半导体制冷器的导热绝缘层由陶瓷基板构成，由1个放热面和1个吸热面组成一组，2个面之间由铜片连接不同型的、相互错开的半导体颗粒，形成回路，如图1所示。陶瓷基板材料及基板厚度对半导体制冷器制冷效率有显著的影响。设计采用了质量分数为96%氧化铝(Al2O3)的陶瓷基板。同时，为提高半导体制冷效率，通过减薄陶瓷基板厚度(由目前的1．00mm，减薄到0．50～0．13mm)，降低热阻，提高了传热性能，制冷效率COP值得到提高，但成本相应增加;另外，也可以将基板换成氮化铝(AlN)，氮化铝热导率为180W•m－1•K－1左右(20℃环境温度下测试)，而氧化铝为22W•m－1•K－1左右(20℃环境温度下测试)，热导率提高了约7倍，同样也可以提高COP值，但是基板成本会更高，约为原来的10倍。

1．2铜片回路连接工艺将半导体电偶对、基板和接线端子用铜片焊接起来，形成通电回路。实验设计了2种不同回路走线方式A型和B型(CP/127/060/A和CP/127/060/B)，如图2～3所示，图中粗线为回路走线路径。由于基板与半导体颗粒间焊接了铜片，半导体颗粒与基板形成刚性连接，在温度变化的时候材料的内应力很大。因此生产工艺中将半导体颗粒与瓷片用胶黏剂粘接，用于卸去大部分应力，提高产品的寿命。但由于胶黏剂的导热性较差，制冷性能会受到一定影响。本文采用了自主研发的一种胶黏剂，粘接层很薄，热导率相对比较高，使得产品具有一定的市场竞争优势。

2半导体制冷器性能实验分析

2．1铜片排布方式对性能的影响实验现场如图4所示，实验原理如图5所示。实验材料:A型产品和B型产品各5个。实验时，将整个装置放置于真空中，测试仪器中设置好控制温度Th=50℃，先测试最大温度差ΔTmax值。在每个产品的基板上分别选择4个测试点，依次递增施加不同的测试电压(16～20V)，得到测试数据ΔT值，拟合曲线，找出极值点。极值点对应的ΔT值就是ΔTmax，其对应的电流就是Imax。然后给产品施加Imax的电流，通过加热片控制冷热面的温度差ΔT=0℃，测定此时的制冷量Qc值即为Qcmax，即加热片的功率。实验数据如表1～2所示。由表1～2可知，2种不同铜片排布形式，其温度差ΔT，制冷量Qc的数据差异均在实验仪器误差范围内，针对ΔT，Qc这两项来说，铜片回路形式对半导体制冷器制冷效率影响不大。

2．2铜片排布方式对产品寿命的影响对2种回路的制冷器分别进行制冷—制热循环实验。实验条件:1个循环为1min(40s制冷，制冷温度降到0．0℃，电流4．0A;20s制热，制热温度升到100．0℃，电流4．5A);压力280±20N，2．4万次循环实验结束。每0．15万次循环测1次电阻，若2．4万次循环之内，电阻变化率超过10%表示产品失效，实验结束。实验样品选择CP/127/060/A和CP/127/060/B各2组，实验结果如图6所示。由图6可知，在2．4万次循环结束时，A型产品2组实验样品的电阻变化率分别为1．35%和1．45%，而B型产品2组实验样品的电阻变化率均在2．04%左右。实验数据表明，A型基板的电阻变化率相对较低，寿命趋势相对较长。

3结论

通过理论分析和实验研究，得到以下结论:1)陶瓷基板材料及基板厚度对半导体制冷器制冷效率有显著的影响:氮化铝(AlN)基板因热导率高于氧化铝(Al2O3)，可以提高COP值，但其成本会提高;通过减薄陶瓷基板厚度降低热阻，可提高传热性能，提高制冷效率COP值。2)半导体颗粒与瓷片用胶黏剂粘接，可卸去大部分应力，提高产品的寿命。但由于胶黏剂的导热性较差，制冷性能会受到一定影响。可采用自主研发的胶黏剂，粘接层很薄，热导率相对比较高，保证产品在市场竞争上具有一定的优势。3)通过实验数据对比分析，温差ΔT和制冷量Qc的数据差异均在实验仪器误差范围内，针对ΔT和Qc来说，回路形式对半导体制冷器制冷效率影响不大。4)在寿命方面，在2．4万次循环结束时，A型成品电阻变化率分变为1．35%和1．45%，而B型均在2．04%左右。直观的数据对比显示A型基板的电阻变化率相对较低，寿命趋势相对更长。

参考文献:

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制冷工艺论文篇7

天然气凝液（NGL）又可以称为轻烃，是天然气中回收的液烃混合物类物质的总称。天然气凝液回收后，可以作为产品直接存储销售，也可以借助外力将凝液分离成乙烷、丙烷、丁烷、天然汽油等燃油产品。合理的回收工艺是决定天然气凝液使用效率的关键性因素。

1 天然气凝液回收工艺的发展

目前，主要的天然气凝液回收工艺有三类：吸附法、油吸收法和冷凝分离法。吸附法使用的条件苛刻，而且缺点较多，使用相对较少。油吸收法根据吸收温度的不同又可以分为常温、中温、低温三个类型：中温油吸收要求的温度控制在-20。C，对C3的回收率可以达到40%（w ）；低温油吸收要求的温度控制在- 40℃，对C3的回收率可以达到75% ～85%（w ），对对C2的回收率可以达到35%～50%（w ）。油吸收法的优点是系统压降下，不需要对原料气进行大量的处理，单套设备的回收效率高，缺点是投资大、耗能快、操作费用高。这种回收方法在20世纪五六十年代使用较广，在20世纪七十年代被先进的冷凝分离法回收工艺所代替。冷凝分离法的原理是根据混合气冷凝度的差异，利用气体提供足量的冷量让天然气凝液降温最后冷凝分离出来。按照提供冷量方法的差异，冷凝分离法又可以分为冷剂制冷法、直接膨胀制冷法和联合制冷法。目前国内外使用最广的天然气凝液回收工艺都采用的是透平膨胀机制冷法，这种回收工艺的特点是流程简单、操作简便、耗能低，产销高等特点。本文将分析透平膨胀机/压缩机工艺回收天然气凝液的特点。

2 天然气凝液回收工艺案例分析

在选择天然气凝液回收方法时，产品回收和分离要求是选择的主要参考标准。部分产品在回收时要求采用透平膨胀机/压缩机工艺路线，但采用其它方法也可以达到该目的，所以天然气凝液回收方法比较灵活的。下文将结合案例介绍两种截然不同的天然气凝液回收工艺。

（1）案例一：从天然气中回收88%的乙烷和99%的丙烷，同时提取C4和C5+产品。操作方法：除去天然气中的部分CO2，把其浓度降至200 mg/ L为止；利用膨胀机驱动的两级压缩机对天然气进行压缩，根据脱甲烷塔操作压力和冷凝器负荷来设定膨胀机出口的压力；将压缩好的天然气采用分子筛脱水后与产品物流换热经丙烷制冷进行预冷处理；采用两级闪蒸分离对预冷后的天然气进行分离处理，提高天然气凝液的回收率；最后把分离后的气体经过膨胀机膨胀降温处理，驱动二级原料气压缩机运作的动力由膨胀机输出功所提供。

（2）案例二：从原料气中回收87 %的丙烷，同时提取C4 和C5+产品。操作方法：该次工艺的特点是不需要进行CO2浓度降低的处理。首先在膨胀剂的驱动下，采用压缩机对天然气进行压缩和分子筛脱水处理，处理后的天然气按照案例一的中的方法进行预冷；脱水、预冷后的天然气分别进行两级闪蒸分离处理提高天然气凝液的回收率。分离后气体进入膨胀机膨胀温度会降低，可以为驱动原料气压缩机提供运转动力。该工艺中干气压缩机的动力需要电机提供，因此，经济性相对较差。

3 影响天然气凝液回收工艺气体处理方案选择的因素分析

天然气凝液回收工艺之所以有差异，主要是因为其气体处理方案不同导致了各工艺操作的实用性和应用的经济性。影响气体处理方案选择的因素有以下几点：

（1）产品回收率和分离要求。脱甲烷塔对温度控制的要求较高，最低时可以达到- 110 ℃以下，这要由油塔顶操作压力所决定。冷媒的温度越低传热性能越好，耗能就会越少。在常温下，利用C1制冷可以满足这样的温度要求，但该方法的投资成本和操作成本较高，经济性较差。采用透平膨胀机/压缩机制冷工艺可以轻松的满足这样的温度要求，不需要提供任何外部制冷，经济性较好。

（2）原料气中重组分的含量。原料气中重组分的含量越高，需要的压缩功耗就越大，原料气就要膨胀到更低压力才能满足原料气压缩功率要求，干气压缩机的功耗就会较大。当原料气重组分含量超过一定标准时，采用透平膨胀机/压缩机工艺的经济性就会较差。

（3）对原料组成的适应性。如果天然气凝液装置的原料气组分不固定，需要结合联合制冷，可以利用提高原料气预冷负荷来补偿的方式来增加原料气重组分含量。该联合制冷工艺需要根据机械制冷才能达到的制冷深度进行详细的参数选择。

（4）原料气来气压力大小和干气外输压力要求。透平膨胀机/压缩机工艺在压力越高的环境中使用效果越好。如果干气外输压力较高，就要采用多级干气压缩机来进行原料气的压缩。乙烷回收率指标和原料气中CO2 的含量是影响处理方案选择的因素。如果乙烷回收率指标和原料气CO2 含量较高，选择带CO2 脱除设施的透平膨胀机/压缩机工艺可以取得较好的分离效果。

（5）原料气中氧气的含量。氧气的存在会导致胺溶液的氧化降解，促进热稳定胺盐（ HSAS）的积聚，HSAS 又会使腐蚀加强。去除HSAS 的方法有常压或真空蒸馏、离子交换树脂、电渗析技术和强碱中和。

（6）原料气中水的含量。水会在装置低温部位形成水合物，普遍使用的去除方法是分子筛脱水。必须监测原料气中的氧含量，因为它可与某些烃类反应生成CO2和水，从而降低分子筛吸附能力。

4 结论

天然气凝液回收可供的选择的工艺较多，但为了获得最佳的回收效果就必须充分掌握各种回收工艺的特点，再结合实际的条件，选择合适的回收工艺。此外，为了进一步提高回收效果，还需要控制好然气凝液回收工艺气体处理的因素，从细节上来提高回收效果。

参考文献

制冷工艺论文篇8

当前，环境和资源是摆在人类面前的两大难题。“十一五”规划纲要中要求实行单位能耗目标责任和考核制度，完善重点行业能耗标准和节能设计规范，进一步把单位GDP能耗降低20%作为约束性指标。节能降耗的技术和手段需要各企业去探索、研究和实践。笔者拟通过对制冷装置节能降耗影响因素的分析，探讨节能降耗的改进方向和措施。

1.制冷工艺比较

1.1压缩制冷工艺

压缩制冷是将制冷剂通过制冷压缩机及辅机由压缩、冷凝、节流、蒸发4个过程组成制冷循环。

压缩制冷工艺具有流程短、制冷量大、工艺成熟的优点； 但是无论选择电动压缩机或蒸汽透平压缩机都需要使用品级较高的能源，故适合于制冷量很大的场合。

1.2吸收制冷工艺

虽然吸收制冷工艺流程较长、设备较多，但在中等规模制冷量的情况下投资费用比压缩制冷少，运行费用也较低。吸收制冷工艺具有以下优缺点。

（1）有利于热能的综合利用。吸收制冷工艺中蒸发器加热所需要的热源温度较低，故可以充分利用0.25～0.8MPa（绝）低品质饱和蒸汽，甚至使用低压蒸汽冷凝液，从而节约能量，大幅降低运行成本，特别是在低品质热源较多，供电紧张的地方，具有明显的优点。

（2）负荷调节范围大。负荷在20%～100%的范围内，吸收制冷系统均可以正常运行，而采用压缩制冷时负荷变化范围较小。

（3）维修简单，易于管理。吸收制冷装置大部分为静设备，而压缩制冷需要压缩机等复杂机组。

（4）吸收制冷也有其缺点，如冷却水耗量大，占地面积大，且经济制冷温度仅为+10～-20℃。

1.3制冷方案的选择

压缩制冷和吸收制冷各有优缺点，要根据项目具体情况选择制冷方案。如果把2种制冷方案结合起来，在大型合成氨尿素项目中，主要依靠压缩制冷提供冷量，同时配套增加1套吸收式制冷装置，利用工艺余热，提供冷量，降低循环冷却水的温度，从而降低压缩功，既利用了余热，也节省了压缩机透平高位能蒸汽消耗。

2.制冷装置优化原则

对制冷装置进行优化，首先要确定优化的原则，即要确定优化目标、优化参数、优化计算的约束条件，然后才是优化方法的确定。

2.1优化目标的确定

对制冷装置进行优化，首先要明确优化目标。

对不同的装置不同的人员所选择的优化目标都会有所不同，但一般来讲，优化的目标应该包括以下两项：（a）装置能够正常工作，达到其功能要求；（b）效率与竞技性最高。本文针对越来越受到重视的制冷空调节能问题，讨论了对给定制冷设备基础上在满足制冷要求的前提下，如何调节可变参数，使总能耗最小。因此，选取制冷空调的总能耗为优化目标函数。

2.2优化参数的选择

优化参数是指优化计算中的可变量。改变这些参数，寻找其最佳组合，即优化计算过程。

本文所选研究实例为活塞式冷水机组。活塞式冷水机组中的活塞式压缩机的性能与很多参数有关，其性能曲线是指压缩机的制冷量和功率与相关参数的关系，其主要参数是蒸发温度和冷凝温度。而对于冷却水泵和冷冻水泵来说，影响水泵能耗功率的参数为冷却水流量和冷冻水流量，因此，选择冷却水流量和冷冻水流量为水泵优化参数。

3.制冷装置节能降耗改进措施

3.1提高换热效率

（1）改善循环水水质，加强水冷器的清洗。循环水中加入杀菌剂后，细菌尸体附着在水冷器的管程表面，增大了热阻，降低了换热效率，严重时还可造成设备堵塞。

（2）改进换热器材质和换热器结构。使用石墨等高效传热材料，选用传热面更大的翅片式或螺旋板换热器，以提高换热效率与冷却冷凝效果。

（3）加强制冷剂蒸汽在换热器内的湍动，以增加导热能力。

3.2降低管道阻力降

所有制冷剂不管是蒸气还是液体状态，流过制冷回路时都会产生压降。当压力变化时，制冷剂的温度也会改变，改变多少依赖于制冷剂本身。考虑到在吸气和排气管路上的压降，要保持蒸发器和冷凝器中的合适压力，流道压降将会增加压缩机的压缩比。对于多数制冷剂来说，吸气管路的压降所造成的温度变化比排气管路压降造成的温度变化更加显著。

3.3惰性气的分离

制冷系统中不凝性气体主要来自以下几方面。

（1）在投产前或大修后充灌制冷剂时，未将系统内的空气彻底抽净。

（2）补充油及制冷剂时操作不慎，导致少量的空气进入系统。

（3）当制冷装置在蒸发压力低于大气压力下运转时，外界的空气即有可能从不严密处，如压缩机的轴封处、各法兰连接处、阀门的填料处等进入系统。

（4）油及制冷剂在很高的排气温度下也会少量分解产生一些其他不凝性气体。

制冷系统存有不凝性气体将妨碍冷凝器的传热，并使压缩机的排气压力和排气温度升高，因而使功耗随之增加，因此这些气体必须予以清除。

采用空气分离器可以排除制冷系统中不凝性气体（主要是空气） ，并同时回收制冷剂的制冷剂。

该法通常只是在大中型的制冷装置中使用，因为大中型的制冷装置中不凝性气体的数量较多，而小型制冷装置通常不设置空气分离器，直接从冷凝器、高压贮液器或排气管上的放空阀把空气等不凝气体放出，以力求系统的简化。

3.4油分离

对于小型制冷机组，如果采用油密封，则系统液氨可能带油。大量油粘在换热管外壁，增大了换热器的热阻，降低氨冷效率。此类机组应设置排油装置，每次开停车都需排油，但不能从根本上解决液氨带油问题。对于大型离心制冷压缩机，目前一般采用气体密封。如果密封气正常投用，不会有油渗入系统。

4.结语

为降低功耗，需要在流程配置、制冷剂研究、材料选择、设备管道设计、降低冷却水温度等方面进一步研究，每一项进步都会显著地降低制冷装置的能耗。在制冷剂的选择方面，需要考虑项目的具体情况。针对氨合成项目，选择氨作为制冷剂更为合适，因为合成氨精制部分产生的气氨需要进入压缩机压缩液化，而且合成氨装置的氨制冷剂来源方便。

【参考文献】

[1]陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调[M].北京：建筑工业出版社，2006：25-48.

制冷工艺论文篇9

实现条件、工艺特点及应用优势

1.实现条件

要想实现胶印联机冷烫印工艺，首先需要在多色胶印机（6色或6色以上胶印机为最佳选择）上安装联机冷烫印装置，目前比较成熟的方案是在某一机组上加装放箔和收箔装置，再由此机组的橡皮滚筒和压印滚筒提供转印压力。目前海德堡、曼罗兰等世界知名设备制造商均已推出了成熟的胶印联机冷烫印机型；国内单凹机制造行业龙头企业北京贞亨利民印刷机械有限公司也已进口冷烫印装置，为那些想引进联机冷烫印工艺而又不想斥巨资购买新设备的客户提供设备改造方案。

2.工艺特点

（1）为充分发挥冷烫印工艺的优势，通常把冷烫印装置安装在胶印机的第二机组，当需要冷烫印时，先利用第一机组涂布胶黏剂（以传统胶印方式涂布），然后依靠第二机组橡皮滚筒和压印滚筒之间的压力完成冷烫箔的贴合和转移；当不需要冷烫印时，此机组又可作为正常的胶印机组来使用，且两者之间转换迅速、方便灵活。

（2）需要使用专用电化铝，即冷烫箔。冷烫箔背面无热熔胶，需采用胶印即涂方式在承印物表面涂胶。冷烫箔的金属层体系还具有很好的线切割性，以适应高速印刷时完成金属层转移，同时保证文字、线条、色块等冷烫印图案的边缘整齐、清晰，无漏烫或糊版现象。

（3）由于冷烫印的压力由压印滚筒和橡皮滚筒提供，且压力大小和均匀性均与普通胶印无异，因此冷烫印图案表面非常平整（与普通胶印图案无异），特别适合先烫后印工艺。如果在冷烫印图案表面再用高透明油墨进行印刷，可得到五彩缤纷、千变万化的彩金效果，这也是设备制造商通常将冷烫印装置安装在胶印机第二机组的真正意图。

3.应用优势

（1）与传统热烫印版相比，冷烫印版通常采用的是普通PS版（或UVPS版），不仅价格低，而且制版和上版速度快、效率高，换版准备时间短、方便灵活，特别适合小批量生产。

（2）冷烫印与印刷联机一次完成，可以保障烫印图案和印刷图案的精确套印。

（3）联机冷烫印工艺可以实现大面积实地、精细线条文字以及网目调图案的烫印，这是传统热烫印所望尘莫及的。

（4）联机冷烫印工艺生产速度高，一般为8000转/小时，与传统热烫印工艺相比，节省了更多人力和能源。

应用实例分析

我公司承印的“泰山（青秀）”烟包，为突出烟包画面中泰山和松树的质感和骨感，加强明暗对比，增强艺术效果，增加防伪功能，大面积采用了冷烫印工艺，并用素面金线勾勒出泰山山体和松树的轮廓，且除条码外所有文字均为烫金字。

1.工艺特点

“泰山（青秀）”烟包条盒、小盒所用材质均是定量为230g/m2的白卡纸，均采用“4色UV胶印+冷烫印+逆上光+压凹凸+模切成型”的加工工艺。

2.采用不同烫印工艺的优缺点对比

下面，将“泰山（青秀）”烟包印制过程中采用不同烫印工艺的优缺点进行对比。

（1）热烫印工艺

因我公司没有联机冷烫印设备，且胶印单色冷烫印设备刚安装不久，操作工不熟悉冷烫工艺，不了解冷烫印设备的性能，短时间内也难以找到与冷烫印设备性能相匹配的冷烫箔和冷烫胶。因此刚开始打样时，我们试图尝试用热烫印来替代冷烫印工艺，但经过多次热烫印试验发现，无论怎样调整烫金机的压力和温度、电化铝的适性、热烫印版的制作精度等，满版细线条和细小文字的细腻程度始终达不到原样要求，而且不是缺笔断画，就是糊版迷字，在烫印烟包小盒时这些现象尤其突出，无法达到烟厂的质量要求。

（2）离线冷烫印工艺

后来，笔者将烫印工艺改在单色冷烫印设备上，通过反复打样发现，烫印图案同样存在缺笔断画和糊版迷字现象，只是线条和文字的细腻程度已与原样基本接近，但要想达到原样要求也异常困难。于是，我公司便从冷烫设备的性能、冷烫箔的适应性和冷烫胶的匹配性等多方面进行了综合考虑，发现了一系列问题，并逐一解决。

首先，通过与冷烫印设备制造商沟通，获得制造商的大力支持，对冷烫印设备设计不合理的地方进行大胆改造，使其更适应冷烫印工艺。

其次，将打样过程中反映出的一些问题反馈给冷烫箔供应商，要求其调整冷烫箔的制造配方，提高冷烫箔在此设备上的烫印适性。

最后，寻找印刷适性更好的冷烫胶，提高冷烫胶的抗乳化性和黏着力，增强冷烫箔的转移效果和附着牢度。

通过采取上述措施，以及在不断摸索中积累经验，最终使该烟包产品的冷烫印工艺走向了成熟，产品质量达到了烟厂的标准要求。目前，采该国产单色冷烫印设备生产的速度一般在4000～5000转/小时，正常情况下，每月可生产“泰山（青秀）”烟包4000大箱，加班生产可达到5000大箱，年产值约5000万元，成为了我公司一个新的利润增长点。

（3）联机冷烫印工艺

假如我公司拥有联机冷烫印设备，则可采用联机冷烫印工艺印制此产品，冷烫印装置安装在胶印机第二色组。在印刷前，首先需要调整印刷图文文件。在采用单色冷烫印设备进行离线冷烫印时，为保证印刷图案与烫印图案的精确套印，通常将烫印图案直接叠印在印刷图文上；而进行联机冷烫印时，为突出烫印图案的金属质感，需要把印刷图案上与烫印图案相对应的位置进行镂空，使烫印图案套印在镂空处，并保留一定的叠印量（一般0.03～0.05mm）。与离线冷烫印相比，联机冷烫印具有以下优势。

①由于多色胶印机的水墨平衡易于控制，因此冷烫胶在冷烫箔表面的涂布会更加均匀，且黏性也更易保持。

②由于冷烫箔的转印压力是由该机组的橡皮滚筒和压印滚筒来提供的，与国产单色冷烫印设备相比，多色胶印机机组的压力相对较大且更加均匀，更有利于冷烫箔的贴合和转移。

③由于多色胶印机的速度比单色冷烫印设备更快，冷烫箔在转移时的剪切力相对较高，更有利于金属层的转移。

④联机冷烫印工艺具有更高的烫印速度，一般速度在8000转/小时左右（若冷烫箔的烫印适性较好，可提高到10000转/小时），与国产单色冷烫印设备相比，生产效率可提高60%。

⑤采用联机冷烫印工艺后，无须额外的冷烫印设备和操作人员，每班可直接节约人工成本300元（2人工时费），节约电费190元（单色冷烫印设备功率按30千瓦时计），每年可节约资金约50万元。

实践证明，冷烫印工艺在大面积满版、细线条和细小文字的烫印方面，具有普通热烫印工艺所无法比拟的优势。而联机冷烫印工艺在生产速度、人工成本、能源消耗、产品质量等方面更具竞争优势。

制约因素

（1）要想实现联机冷烫印工艺，首先必须具备联机冷烫印装置，但无论是引进新设备，还是对原有设备进行改造，都需要投入较多的资金，这对于缺少资金而又没有固定活源（需要采用冷烫印工艺的产品）的包装印刷企业而言绝对是一大障碍。

（2）目前，联机冷烫印过程中的走箔方式普遍采用的是在压印滚筒与橡皮滚筒运行到滚筒空档时匀步走箔，无跳步功能，这会造成冷烫箔的部分浪费。从成本节约角度来讲，大多数包装印刷企业对此都会有所顾虑。

制冷工艺论文篇10

基本负荷型LNG 大多采用丙烷/ 混合制冷（ C3/MR） 工艺（ C3 是工艺代号） ， 该工艺是由空气产品及化学公司APCI （ Air Product s and Chemicals Inc. ）于20 世纪70 年明的， 全世界大约95% 的LN G 工艺是在该工艺的基础上演变而来的， 该工艺通常采用蒸汽轮机或燃气轮机驱动压缩机， 冷却方式可采用水冷和空冷等。近年来， 随着低温热交换器制造技术的发展， 丙烷/ 混合制冷工艺得到更加广泛的运用， 装置的生产规模达到了每年400X104 t。

近期LNG 工业快速增长再次刺激了LN G工艺的技术发展， 也使一些传统的LNG 生产工艺得到了关注， 尤其是混凝土结构的、驳船型、浮式LNG 装置等小规模LNG 项目的应用。例如： Phillips 在大西洋LNG 项目（ the At lant ic LNG project ） 中， 采用复迭式工艺， 使该工艺再次受到关注。Pritchard 在PRICO 工艺的基础上对单混合制冷工艺的功耗效率进行了很大改进， 使该工艺能用于陆上或海上LN G 生产装置。

一、比较基础

由于技术内容无法公开获得， 所以在实践中对不同工艺的逐项比较是很困难的。因此， 笔者仅使用相同的条件（ 冷却介质、原料气、标准、费用） 对优化的丙烷/ 混合制冷工艺与其他较好的4 类工艺进行了比较， 它们是： 丙烷/ 混合制冷工艺（ C3/ MR） 、复迭式制冷工艺（ CCS ） 、改进的双混合式制冷工艺（ DMR） 、改进的单混合式制冷工艺（ SMR） 和带预冷的氮膨胀制冷工艺（ 工艺代号为N2） 。为方便比较，假定LNG 装置采用相同的预处理单元。研究的限定条件为： 原料气温度为25 ℃ 、压力为60 MPa； 原料气组分体积含量为甲烷85. 1% 、乙烷6. 5%、丙烷3%、丁烷1. 2% 、戊烷及重组分0. 5%、氮气1. 5%、二氧化碳2. 2%； 环境平均温度27 ℃； 回收的LPG 组分重新注入LNG； 所有的工艺都采用空气冷却系统； LNG 的贮存及装载设施， 通用设施不在研究的范围内。

二、工艺流程简述

笔者选用最新型的丙烷/ 混合制冷工艺作为比较研究的参考。丙烷/ 混合制冷工艺以丙烷作为预冷介质， 混合制冷剂（ 氮气、甲烷、乙烷、丙烷） 作为液化介质， 选用一台燃气透平驱动压缩机， 对丙烷进行压缩并经空冷后冷凝。气相和液相制冷剂依次冷却及膨胀， 达到预定的最佳制冷曲线。天然气在热交换器中被液化， 丙烷循环为混合制冷剂及天然气提供预冷冷量。复迭工艺流程是一个复合制冷系统。该工艺采用高沸点制冷剂， 为下一级的制冷剂提供冷量， 使用纯净的单组分。丙烷和乙烯制冷循环通常采用封闭式的制冷循环， 甲烷采用开式的循环， 用釜式热交换器和板式热交换器冷却天然气。使用这种换热器，可以使其传热温差非常大， 当甲烷压缩机的压缩比限定后， 在高于环境温度条件下， LNG 和闪蒸气进入LN G 罐， 尾气经压缩机增压后返回液化单元原料气入口， 构成甲烷循环的一部分。双重混合制冷工艺（ DMR） 采用甲烷、乙烯、丙烷和丁烷混合物作为预冷介质， 制冷剂压缩后经过空气冷却系统冷却、膨胀以提供冷量。单重混合制冷工艺（ SMR） 中只有一个制冷循环将天然气在环境温度和同一压力下变为LNG。制冷剂为氮气、甲烷、乙烷和丙烷的混合物， 制冷剂在压缩机组级间经空冷器部分冷凝， 气相被压缩冷却并与液相混合后进入板翅式换热器冷却和膨胀。天然气在同一热交换器中预冷和液化。氮气膨胀制冷工艺使用丙烷作为预冷介质， 氮气为液化制冷剂。氮气由丙烷预冷， 冷却后的氮气在三台膨胀机中膨胀。从工艺流程可以看出， 单混合制冷工艺流程、氮气膨胀制冷循环流程工艺简单， 设备数量少， 装置占地面积小； 丙烷/ 混合制冷工艺流程、双复迭式制冷工艺流程、双重混合制冷工艺流程工艺较复杂， 设备数量多， 装置占地面积较大； 氮气膨胀制冷循环流程因其制冷剂单一， 易获得， 更适合于边远地区或海上平台。

三、主要工艺设施

驱动制冷压缩机的燃气轮机常用的有GE？？5C（ 双轴、可变速） 和GE？？7EA（ 单轴、不可变速） 两种机型， 都是由GE（ General Electric） 公司制造的。这些燃气透平机组在LNG 领域的应用较为成功， 并且自身能耗相对较低。作为预冷及复迭式制冷中的多级压缩机通常采用离心式压缩机， 它们的流量最大， 高效率的轴流式压缩机可用于第一级的混合制冷剂和氮气的压缩。压缩机的选用是以设计工程公司经验及用户对机器的使用反馈信息决定的， 电动机常用作启动/ 辅助及尾气压缩动力。笔者所研究的5 种工艺采用的运转设备见表1。

热交换器

低温热交换器形式为绕管式（ SpoolWo und） 、板翅式或者釜式（ Co reinket t le） 。选择哪一种可根据经验、介质的冷却特性及用户而决定（ 包括尺寸及费用） 。通常条件下低温换热器设备如表2。

四、工艺比较

1.LNG 产量

工艺流程的计算， 其目的是计算在给定条件下如可用燃气轮机、空冷器空冷温度、最大热交换面积下的最大LNG 产量。从表3 可以看出， 除了氮气膨胀工艺之外， 各流程LNG 产量都较高。氮气膨胀工艺中的LN G 产量低的原因是由于氮气膨胀提供的潜在冷量较少， 主要以显热而非潜热的形式提供冷量。

2.功耗

对费用及效率进行的粗略比较基准是工艺系统的单位比功耗， 即产量以t/ d 为单位时LNG 压缩机的轴功率， 计算包括所有制冷压缩机及尾气压缩机功耗， 不包括液体、气体的膨胀功。其结果如表4。

从表4 可以看出， C3/ MR 及DMR 流程的比功耗相对较低； N2 膨胀制冷循环比功耗相对较高。当环境温度较高时， 复迭式制冷工艺存在一定的缺陷， 丙烷压缩机驱动必须装备大功率的辅助电机， 燃机必须高负荷运行。

3.生产线液化装置效率

每套LNG 生产线自身以及部分公用工程所需的燃料主要来自尾气。 装置的液化率可以定义为有效产品（ LNG 及凝结物） 量除以进气量。液化装置的效率见表5。

从表5 中可以看出DMR、C3/ MR 及SMR 工艺的效率较高， N2 工艺效率较低。

五、结论

上述的比较研究表明， 对于在热带地区建造的大型LNG 装置， 采用C3/ MR 工艺是最好的选择。其他可以用的工艺是双混合式制冷工艺和单混合式制冷工艺。带预冷的氮膨胀工艺对大型陆上工厂来说不是最经济的选择， 但因其工艺简单， 设备数量少， 制冷剂易获得和补充， 较适合用于边远地区和海上小型天然气处理工厂。

参考文献

[1] 石玉美， 顾安忠， 汪荣顺， 等. 混合制冷剂循环液化天然气流程的优化分析[J] . 工程热物理学报， 2000， 21（4） .

制冷工艺论文篇11

1．制冷工艺原理

1.1　吸收制冷工艺原理

余热吸收式制冷系统是利用热能来进行制冷，最低制冷温度可以达到－60℃。余热吸收式制冷系统由冷凝器、蒸发器及一个溶液循环组成，而后者又由一个发生器单元及吸收单元组成，起到类似机械式压缩机的作用。发生器由热水、蒸汽、废气等热能驱动，或通过直接燃烧来驱动。

来自蒸发器的低压氨蒸汽通过溶液循环从蒸发器进入到冷凝器内，而不是通过压缩机。蒸汽在吸收器内被吸收，又通过热能的作用在发生器内被释放。此系统内唯一的转动设备就是驱动溶液循环的溶液泵。根据冷量级别可采用一级吸收制冷或二级、三吸收制冷。

1.2　压缩制冷工艺原理

压缩制冷是用压缩制冷机对制冷剂进行压缩的一种制冷系统。按压缩级数分为单级压缩和多级压缩。压缩机将从蒸发器来的低压蒸汽进行压缩，变成高温、高压蒸汽后进入冷凝器，受到水或空气的冷却而凝结成高压液体。再经过节流机构后变成低压液体，其蒸发温度也相应下降，于是在蒸发器中吸收热量，使被冷却介质温度降低，氨由液态变为气态，重返压缩机，再进行下一个循环。

1.3　丙烯和氨压缩制冷

丙烯压缩制冷流程与氨压缩制冷流程基本相同，只是制冷剂不同。由于相同压力下，丙烯气体饱和温度低于氨的饱和温度，因此以丙烯为制冷剂，能够提供比氨更低的制冷温度。但这两种介质都能满足低温甲醇洗工艺的要求。

1.5“吸收－压缩”混合制冷

“吸收－压缩”混合氨吸收制冷是将蒸发后的气氨，经离心式氨压机提压后再去吸收制冷，避免了吸收器在负压下操作，使生产操作更加稳妥可靠，混合制冷采用工艺副产的低压蒸汽作热源，系统中的溶解热及冷凝热由冷却水带出。

2．吸收制冷优点

2.1　节省电能

为99％的纯液氨再循环使用，这样可以节省电能。

2.2　投资省、噪声低、维护费用低、调节范围大、不需要排油

氨吸收制冷，不像氨压缩制冷那样，需要大的厂房，因而可降低建筑费用。由于氨吸收制冷中，除氨水泵外，都是静止设备，结构简单，维护检修工作量小，易于管理，维护费用少。

由于装置本身设置了煤气和蒸汽的双重热源供给形式，在粗煤气量负荷低时，为保证双重精馏的稳定性，依靠精馏塔底温度参数启动蒸汽热源逐渐加大时，可渐渐切出补给蒸汽，保证了操作弹性。气体压缩机的负荷变化范围较小，负荷低于70％时，正常操作就会出现困难。

2.3　比压缩制冷更具有工艺优越性

氨水被粗煤气余热加热，主解析塔精馏出氨蒸汽的过程，也是煤气自身被冷却的过程，减少了煤气降温所需水量，煤气温度可降至130℃，这是使用废热锅炉远远不能达到的。同时，也减少了低压蒸汽的使用量。因此，从余热回收角度看，节省了废热锅炉的一次性投资费用和运行费用，同时，也为冷却工段减少了压力，节省了冷却煤气余热的投资和运行费用。

2.4　大型化以后，氨吸收制冷能耗低的优势更明显在大型煤化工产业中，氨吸收制冷优势明显，且随着规模和制冷深度的增加，优势将更为突出。当制冷温度每降低1℃时，压缩制冷的电、汽耗量将增加4％～5％；而吸收制冷的蒸汽耗量仅增加2％左右。同时，溶液循环泵的动力消耗，不大于压缩机的10％，甚至更低。

3．氨吸收制冷存在的问题及采取的措施

3.1　存在的问题

3.1.1　工业冷却水质量不达标，易造成吸收器列管被堵而影响装置的能力发挥。

3.1.2　精馏塔塔底温度控制高时，其出口氨水在减压过程闪蒸氨气，与氨水混合物对换热器列管等设备会产生冲刷。

3.1.3　系统补充液氨带油问题等。

3.2　针对上述问题，采取的措施

3.2.1　加强水质管理，及时调节各项工艺指标。

3.2.2　精馏塔出口增设闪蒸罐，将闪蒸汽单独引到精馏塔出口氨汽管道，或直接送至吸收器里。

3.2.3　系统补氨时要严防油类等脏东西补进。

4．结论

4.1　氨吸收制冷是对上（煤气变化）下（低温甲醇洗）工序的良好衔接，既解决了粗煤气余热的处理，又为吸收制冷工艺中贫氨水和浓氨水的两级精馏，提供了等级适当的满足工艺需要的热源，为下一工序的煤气冷却和净化创造了良好的工艺条件，整体工艺搭接配合合理，优化了工序。从能量合理利用角度来讲，既回收了余热，又节省了电能，与压缩制冷工艺相比具有良好的经济效益。

4.2　氨吸收制冷工艺存在一定的问题，但是通过一定的方法是可以解决的。

4.3　在工厂有足够的低位热能可回收的前提、下，采用氨吸收制冷工艺可以使系统的热量得到充分的利用，优化系统的热量平衡。如果低位热能不足，可以考虑采用　“吸收－压缩”混合制冷的方式。

制冷工艺论文篇12

石油化工领域中，精馏塔是一种使用非常频繁、非常重要的工艺设备，它的稳定运行直接关系到整个石油化工装置的产品质量及综合能耗。塔顶冷凝器作为与精馏塔联合使用的重要耗能设备，通过对其合理设计能有效的使精馏塔稳定运行、能耗降低、投资节省。

目前较常用的塔顶冷凝器的设计，主要有自然回流和强制回流两种，本文将从工艺流程、设备布置及管道设计方面对这两种不同设计思路分析，以达到能更合理的布置塔顶冷凝器及相关管道的目的。

1 工艺流程

塔顶冷凝器主要作用是将精馏塔顶部的大量气相介质通过冷媒冷却至液相，然后通过自然回流或强制回流两种形式将冷凝的液相介质回流至塔器顶部。自然回流是利用塔顶冷凝器与塔器回流口之间的高位差来实现冷凝介质的回流，主要工艺流程见图1；强制回流是将冷凝后的液相介质收集至回流槽后利用泵输送至塔顶回流口，主要工艺流程见图2。

比较两种工艺流程不难发现，自然回流因为采用设备本身的位差来推动液相介质回流，不需要增加塔顶回流槽和回流泵设备，在工艺上具有能耗低和节省设备投资的优点。

但是，能否就此下结论说，塔顶冷凝器采用自然回流的设计形式比强制回流更先进实用呢？对此，我们需要对不同回流方式的设备布置进行更进一部的分析。

2 设备布置

对于两种不同的工艺流程，我们需要分别采用不同的设备布置形式。自然回流，由于其利用位差来输送冷凝的液相介质回流，因此塔顶冷凝器的布置标高必然要高于精馏塔顶部标高，否则无法产生足够的输送动力；强制回流，由于其采用泵提供输送动力来使冷凝的液相介质回流，因此塔顶冷凝器的布置标高只需高于塔顶回流罐及回流泵，可以低于精馏塔顶部标高，放置于建构筑物任意位置。

比较两种工艺流程塔顶冷凝器的设备布置，不难发现，采用自然回流时塔顶冷凝器的支撑高度会远高于强制回流的塔顶冷凝器，要支撑高标高的塔顶冷凝器，需要搭建相应的建构筑物来支撑，必然会带来相应的土建投资费用的增加。

同时，由于塔顶冷凝器在较高位置布置，也会导致其冷媒的输送压力比采用强制回流时要求更高；如果采用循环水做为冷媒，由于塔顶出口气相介质的流量较大，其相变冷凝时放出的热量，需要通过更多大量的循环水通过温升来带走，相比于冷凝后的液相介质流量，循环水的使用量会远大于它，因此，通过高位差节省的塔顶回流泵输送动力，会远小于因高位差而增加的循环水泵输送动力，反而在能耗得不偿失。

因此，要结合本装置精馏塔及建构筑物规格来确定合适的塔顶冷凝器布置及相关的工艺流程，才能达到最合理化设计，降低能耗和投资。同时为保证精馏塔与塔顶冷凝器的安全稳定运行，还需进行合理的管道设计。

3 管道设计

由于精馏塔和塔顶冷凝器之间连接的气相介质管道往往是较大口径（DN≥350）的压力管道，且操作温度往往会高于100℃，因此对于此类管道设计需要注意整个管道的柔性及支撑。

3.1 自然回流管道设计

对于采用自然回流工艺的塔顶冷凝器气相管道设计，注意事项如下。

（1）由于塔顶冷凝器布置布置在精馏塔顶正上方、且管径大、温度较高，应采用尽量短的管道连接，且管道走向采用“步步高”形式，不宜出现袋型管。

（2）气相管道上的安全阀，应设置于管道顶部，靠近楼板处，易于支撑出口管和安全阀的安装、维护。

（3）由于塔器自身高度较高，在操作温度下具有较大的热膨胀位移，应根据位移大小在靠近塔顶气相出口N1处设置合适的膨胀节。

3.2 强制回流管道设计

对于采用强制回流工艺的塔顶冷凝器气相管道设计，注意事项如下。

（1）由于塔顶冷凝器布置在低于塔顶的位置，往往在建构筑物上放置，气相管道应尽量靠近塔布置，采用尽量短的管道连接，且管道走向采用“步步低”形式，不宜出现袋型管。

（2）气相管道上排放至大气的安全阀宜安装在塔顶部人孔下的第一层平台上，以便与支撑出口管道和利用塔顶吊柱安装维护安全阀。

（3）气相管道上排放至密闭系统的安全阀宜安装在靠近建构筑物楼板处，易于支撑出口管和安全阀的安装、维护，且能减少出口管管程，降低管道压损。

（4）为保护塔顶出口N1，应在塔顶部人孔下的第一层平台上设置固定承重架。

（5）沿塔壁敷设自塔顶向下的垂直管道，若垂直荷载较大时，为降低第一层平台生根点塔体的局部应力，宜在其下方平台处设置弹簧架来分担垂直管道的荷载。

（6）为保证管道及相连管口的稳定性，需在垂直管道上间隔一定距离后设置合适的导向架。

4 结论

针对塔顶冷凝器的两种设计形式，通过对工艺流程、设备布置及管道设计进行全面分析，以便更合理的对塔顶冷凝器和精馏塔进行设计。塔顶冷凝器的合理化设计应充分考虑整个装置的设备及建构筑物情况，因地制宜，选用合理的工艺流程，并针对不同工艺流程采用合适的设备布置及相关的管道设计形式，这样才能使精馏塔达到稳定运行、能耗降低、投资节省的目的。

参考文献

[1] 张德姜，赵勇.石油化工工艺管道设计与安装（第二版） [M]. 北京：中国石化出版社，2007

[2] 吴德荣，汪镇安等.化工工艺设计手册（第四版）[M].北京：化学工业出版社，2009

[3] 夏必霞，陶长剑.再沸器与精馏塔的工艺设备布