摘要：四川观音岩拌和系统属于国内知名的大型拌和系统。因为所处地理位置较特殊，全年的平均气温19.8℃，极端气温在40℃左右，预冷系统总装机容量为20515kW（标准工况， ）；运行期混凝土浇筑高峰月强度为 。制冷系统的设计是该拌和系统中至关重要的一环。观音岩拌和系统通过在实践中的大胆尝试，采用SPL蒸发式冷凝器来替代传统的“水冷冷凝器和冷却塔”的组合，取得了宝贵的经验和探索。
关键词：大型；拌和系统；制冷优化
引言：观音岩拌和项目部将设计理念与技术优化相结合，在制冷系统设备选择上大胆尝试采用SPL蒸发式冷凝器来替代传统的“水冷冷凝器和冷却塔”的组合，不仅有效提高了制冷效率，还在一定程度上加速了制冷系统的运行。系统至今已正常工作600余天，仅低线系统就完成了温控混凝土生产200万方的任务。
1 工程概况
四川观音岩混凝土拌和系统位于云南省丽江市华坪县与四川省攀枝花市交界的金沙江中游河段，矗立于观音岩水电站大坝下游不远处的左岸上，是一个集设计、土建施工、金属结构制作安装、设备采购安装、系统调试及运行于一体的综合性项目，共有混凝土生产及制冷系统两座，按所处位置分为高线生产系统和低线生产系统，共需承担450万立方米的混凝土供应任务。（本文中仅以低线系统做论述）
由于观音岩拌和系统所在地理位置比较特殊，全年的平均气温19.8℃，极端气温在40℃左右，预冷系统总装机容量为20515kW（标准工况， ）；运行期混凝土浇筑高峰月强度为 。这样的极端天气对系统的制冷提出了更高的要求，制冷系统的设计是观音岩拌和系统中至关重要的一环。
很长一段时间，拌和系统的制冷设计方面，采用较多的是屡试不爽的传统“水冷冷凝器+冷却塔”的组合。在观音岩拌和系统制冷设计中，通过对制冷传统设备和新设备的选型和冷却效果及运行方面进行了有益的分析对比。
2 蒸发式冷凝器运行与传统水冷冷凝器运行效率对比分析
（1）根据观音岩电站左岸低线混凝土生产系统制冷容量，如采用传统的水冷冷凝器，则需配备有多台大功率冷却塔及水泵，能耗成本大大增加。具体设备布置参见下表：
水冷冷凝器工作原理：冷凝器是以水作为冷却介质，将压缩机排出的高温、高压氨气等冷凝成液体，靠水的温升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，系统中设有冷却塔或凉水池。
因此运行时需要损耗大量的水能、电能，在饱和运行的情况下，每小时耗电能2583kWh，每小时单个800 循环水池需补充6t到10t水。按每度电0.75元、每方水1.00元计算，饱和运行情况下，每小时消耗1985.25元。
水冷冷凝器的安装工期一般为50-60天。除冷凝器自身设备安装外，还包括冷却循环水管路及冷却塔安装，均造成了施工成本消耗加大、累计工期增加。其中冷却塔的安装包括：基础土建施工、设备主体现场拼装以及填料施工。
“水冷冷凝器与冷却塔”组合的主要优点在于初期投资较少。但是相对于蒸发式冷凝器来说，占地面积较大、运行期耗水耗电、冷凝效果一般。
（2）本项目中采用的SPL蒸发式冷凝器主要设备布置如下：
其主要工作原理为：蒸发式冷凝器主要是利用冷却水蒸发式吸收潜热而使制冷剂蒸汽凝结，制冷剂蒸气在管内凝结时放出热量传给管外的水膜，再通过水的蒸发将热量传递给空气，蒸发时产生的水蒸气被空气带走。
与传统的水冷冷凝器相比，SPL蒸发式冷凝器其优点在于：
①安装工期短：无须进行现场拼装，设备进场后可直接吊装，结构紧凑、占地面积小，大大减少了安装的难度；
②冷凝效果好：由于水的蒸发潜热大，单位水的吸热量大，提高了传热效率，达到了更好的冷凝效果；
③节水、节能：蒸发式冷凝器充分利用水的汽化潜热，一般的水冷式冷凝器中每1kg冷却水能带走16.75—25.12kJ热量，而1kg水在常压下蒸发能带走约2428kJ热量，因而蒸发式冷凝器理论耗水量远小于水冷冷凝器；蒸发式冷凝器可以比水冷冷凝器达到更低的冷凝温度，可以提高制冷主机的效率，减少压缩机的耗能，达到节能的目的；同时由于省去了配套的冷却循环水系统，蒸发式冷凝器所配置的水泵功率远小于水冷冷凝器，减小了水泵的耗能。
初步估算，采用蒸发式冷凝器运行能耗降低60%，循环水量仅为水冷冷凝器的10%。因此，在饱和运行情况下，每小时消耗电能288.75元。
3 实施效果
自观音岩混凝土生产系统投产以来，拌和系统已安全运行逾600余天，仅低线系统运行至今就已提供优质温控混凝土约200万方 。
低线混凝土生产系统所安装的14台蒸发式冷凝器施工工期为19天，比冷却塔与冷凝器的组合施工工期提前31天，即提前31天调试运行。在饱和运行情况下水冷冷凝器冷却方式每小时耗电能1937.25元，水能48元；蒸发式冷凝器冷却方式每小时耗电能288.75元。经计算，蒸发式冷凝器比传统的“水冷冷凝器冷却”要节省145.22万元。
SPL蒸发式冷凝器替代了传统的“水冷冷凝器和冷却塔”的组合，其安装不仅缩短了目标工期，而且还实现了运行千日正常。观音岩拌和系统中制冷的优化，为同类混凝土生产系统的建安和运行提供了制冷系统在设备选型、安装调试及运行方面极具参考价值的依据、使用理论和经验总结，具有广范的实践和推广应用前景。
参考文献
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论文作者:饶莉,张军
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/22
标签：冷凝器论文; 系统论文; 水冷论文; 混凝土论文; 冷却塔论文; 观音论文; 组合论文; 《防护工程》2017年第32期论文;