啤酒发酵制脱氧冰水的节能改造.doc

啤酒发酵制脱氧冰水的节能改造
· 来源：酿造厂
· 作者：张文顺
· 2009年05月06日 09:00:00

　　摘 要： 本文简述珠江啤酒股份有限公司的三期发酵制脱氧冰水生产由冷站的原乙二醇间接制冷改造为直接氨制冷的工程改造，并对生产脱氧冰水的直接冷却系统与间接冷却系统进行了详细的能耗对比，简述直接冷却系统制脱氧冰水省电、省水、经济性好等优点。直接冷却系统是啤酒生产中制冷系统的未来发展方向。

　　关键词： 啤酒发酵脱氧冰水  冷冻站  直接冷却  间接冷却  节能

　　1．前言
　　随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，制冷技术的应用日益广泛，给能源造成了较大的压力。如何降低制冷系统的能耗和提高制冷系统的性能，已经成为当前制冷领域的重要发展方向。电耗偏高一直是制约啤酒生产成本的一个突出因素。制冷站是啤酒厂耗能大户，约占啤酒生产用电60%，而发酵系统用冷占制冷系统用冷2/3以上，因此提高冷冻站的制冷系统的能源有效利用率，降低生产成本，对啤酒生产具有非常重要的现实意义。

　　制冷系统可采用直接冷却和间接冷却系统，毫无疑问直接冷却系统较间接冷却系统节能，但是，10年前啤酒生产企业冷冻站多采用酒精水间接冷却系统。由于制冷行业的飞速发展，直接冷却技术在啤酒行业得到广泛应用。珠啤公司正是认识到制冷系统节能重大意义，经过多次的制冷系统技术改造获得了显著的经济效益，减少了能耗，降低了生产成本。现以珠啤公司三期发酵酵I、II线过滤制脱氧冰水系统由原采用二期的间接制冷（乙二醇制冷机组）进行制脱氧冰水，通过技术改造变为氨直接冷却的（氨热虹吸机组）进行制脱氧冰水，并分析对比直接冷却系统和间接冷却系统的用电情况，计算出用直接冷却的制冷系统所节省的费用。

　　2．改造前运行状况
　　三期发酵I、II线过滤制脱氧冰水系统是由二期冷冻站发酵制冷压缩机组进行供冷，其中发酵机组共10台，均为武汉新世界制冷公司产品，正常生产时用于三期发酵酵I、II线过滤制脱氧冰水系统一般开4~6台制冷机组及相关辅助制冷设备；当出现多个发酵罐急需降温，而发酵III线过滤制脱氧冰水系统用量大时，会出现冷媒温度不够或发酵罐降温慢等影响生产情况。

　为测算由二期间接制冷系统进行发酵I、II线过滤制脱氧冰水的设备的实际电耗，进而计算单位吨脱氧冰水的用电成本价格，我们制冷车间连同发酵用冷终端、电工师师傅一起进行制脱氧冰水现场跟进，对实际用电总功率及相关辅助设备进行监控。通过实际计算我们得出用间接制冷系统进行发酵脱氧冰水的单价为21.86元/吨脱氧冰水；具体计算为：开四台冷机实际总电机功率520.77 KW，辅助设备实际电功率：开五台风机35.84 KW，内循环泵开2台40.48 KW，开1台水泵用电35.54 KW，制水外循环泵两台24.6KW；主机及辅助设备用电总耗电功率为657.3KW。其中板式换热器流量为30 m3/h，以08年工业用电单格0.99元/KWH计算得出发酵I、II线过滤制脱氧冰水的成本为21.86元/m3。这同比国内外先进的啤酒生产企业的成本是相对较高的，为了节能降耗进行制脱氧冰水节能改造就非常有意义。
　　3．改造措施
　　根据我公司生产实际情况,参考其他单位对制冷系统改造的经险,我们采用由四期制冷站的直接冷却的热虹吸氨制冷系统进行发酵I、II线过滤制脱氧冰水，该系统不但是直接冷却并且引用了高效节能型蒸发式冷凝器和热虹吸原理。蒸发式冷凝器和液氨冷却螺杆压缩机组合，整个系统无冷却水管路，无冷却水塔和水泵，系统管路简单，安装方便，耗电量小。该装置的冷却效果非常好,能够达到增产节能降耗的目的。
　　通过联合发酵车间、维修电工进行I、II线过滤制脱氧冰水实际用电情况进行现场的跟踪，我们计算出由四期冷站热虹吸的直接冷却系统进行发酵I、II线过滤制脱氧冰水的单位吨冰水的成本。具体计算方法为：四期冷站为制脱氧水机组增开机组1台173.75 KW，开4台大风机为9台冷机服务平均为9.77 KW，开14台小风机为9台冷机服务平均为17.1KW，开14台水泵为9台冷机服务平均为7.1KW；累计主要机组及辅助设备的总用电功率为207.8KW，而板式换热器的流量为24 m3/h，按08年工业用电单价0.99元/kwh计算由四期直接冷却的制冷系统进行计算出发酵I、II线过滤制脱氧冰水成本价为8.64元/m3。
　　4．改造效果及经济分析
　　通过技术改造,发酵I、II线过滤制脱氧冰水供冷系统由四期直接冷却方式的热虹吸氨系统完成并投用使用，从目前的使用情况来看效果极佳,发酵I、II线过滤制脱氧冰水成本价也由原来二期供冷时的21.86元/m3,通过技术改造变为8.64元/m3,而整个技术改造在同样的负荷下只需增开一台250KW的高浓制冷机组其它辅助设备蒸发式与原四期制冷系统共用,原二期冷站的发酵旧系统的4台制冷机组及相关联的辅助设备全部停用,存在时有供冷不足的问题也全部解决。

　　(1)直冷法使制脱氧冰水单位吨冰水电耗成本由原来的21.86元/m3降低至8.64元/m3。即是每制1吨脱氧冰水节省13.22元,则每年可为公司节省电费金额为:13.22*(I线30+II线24)*8小时/天*30天*12=205.6万元.

　　(2)冷却系统消耗低。四期直接制冷系统中每台蒸发式冷凝器只有3台风机(1台电机功率为11 kW,另外2台风机由1台22 kW的电机带动)和1台水泵,这3台风机的功率只相当于相同规格的风冷式冷凝器风机功率的1/3,1台水泵功率为5.5 kW,约是普通冷却塔/冷凝器系统中所需水泵功率的25%。该系统运行时只需补充新鲜水3吨/台时*14/9=4.6t/h，而二期冷却水系统冷凝耗水4个塔共1550吨*0.005=7.7吨/时,由此计算由直冷方式制水单系统耗水方面就节省3.1吨/小时,则每年可为公司节省水费金额为:3.1*16*30*12*1.2=21427元.

　　(3)技术改造投资省。由四期直接冷却的氨制冷系统进行制冰水中，由于蒸发式冷凝器是把冷却塔、冷凝器、循环水泵、风机和水管综合于一体,由此减少了循环水系统的负荷和循环水系统的运行费用。整个技术改造项目无需新增任何新机组及其他辅助设备，仅转换部分工艺管道及操作方法的改变。

　　(4) 操作弹性大。根据生产负荷可以很方便地调整部分参数并达到优化运行,蒸发式冷凝器既可以湿式运行,也可以在冬季不启用水泵干式运行,或只开1台风机或2台风机便可满足生产需要。

　　5．结论
　　综合上述分析，从能源利用的角度来分析，对于我国啤酒生产企业这样一个制冷电耗成本高的食品行业选择直接冷却系统有非常紧迫的社会意义，符合国民经济发展的要求。从使用者的角度来分析，直接冷却系统较间接冷却系统运行成本低很多，对企业的降低生产成本有重要的意义。因此啤酒生产企业冷冻站制冷系统尽可能采用直接冷却系统。