PDF《冷冻机节电改善》

一、前言面对亚洲丙二酚供应大於需求的状况,南亚丙二酚厂持续并积极推动原物料、能源及品质之改善,从源头减量,减少废水、废气、废弃物的发生量,以降低生产成本,提升竞争力.

因应核四的封存,政府为确保电力的稳定供应,一三年八月公告能源用户需订定能源节约目标及执行计划,规能源使用大之用户於一四年至一八年,每年平均节电率需达百分之一以上,因此丙二酚厂针对此节电目标,提出冷冻机节电改善.以下兹就丙二酚厂「冷冻机节电改善」摘要说明如下.

二、丙二酚厂制程简介丙二酚厂有BPA1 、 BPA2 、 BPA3 及BPA4 四条生产线,二种制程技术,BPA1 技术来源为美国陶氏化学,BPA2 、 BPA3 及BPA4 技术来源为日本出光,冷冻机节电改善-南亚化工二部丙二酚厂BPA 生成反应式 丙二酚制造流程图

92 其中BPA1 、 BPA2 及BPA3 位於麦寮厂区,BPA4 位於海丰厂区,分别於民国八十八年至九十六年陆续投产,设计产能分别为

九、

十、十及十三万吨/年,合计四十二万吨/年(含宁波BPA 厂合计五十五万吨/年),为世界第三大生产厂,以下为BPA 生成反应式及制造流程图.

三、改善动机为有效降低厂内的用电量,优先改善用电量较大之设备,依谑导视玫绶植,制程动力设备、冷却水塔、冷冻机用电量为厂内前三大用电项目,其用电量占全厂用电量百分之九十三.八,针对此三大项目之节电改善进行说明如下:

(一) 制程动力设备用电占百分之六十二.二,厂内已针对制程泵浦逐步更换为高效率马达、修改叶轮外径等改善,可节电四六六度/时.

(二) 冷却水塔设备用电占百分之二十一.一,厂内水塔已完成水塔风扇叶片材质变更、马达变极/变频等改善,节省电力二七一度/时.

(三) 冷冻机设备数量少但用电占百分之十.五,本次改善以降低冷冻机用电为目标.厂内实际用电分布表项目 使用电力 ( 度/年)占比 (%) 制程动力设备73?713?984 62.2 冷却水塔25?056?000 21.1 冷冻机12?461?432 10.5 照明3?323?048 2.8 电热设备1?424?164 1.2 其他2?701?675 2.2 合计118?680?303 100.0

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四、改善内容说明

(一) 冷冻机在长时间的运转下,冷凝器、蒸发器,管路中,其金属表面会积罅坑湍ぷ橹,此油膜组织不仅会影响热交换效率,降低冷冻能力及浪费电力,更会缩短设备使用寿命.

(二) 分析冷冻机效率降低的异常原因有铜管积垢、冷却水流量不足等七项,详细内容如下表:而本厂冷冻机效率不佳主因是冷凝器及蒸发器铜管积垢,因此如何改善铜管积垢之问题为本次改善重点.位置 异常原因 可能发生状况 冷凝器铜管积垢 造成热传效率不佳 ,冷却能力 下降 , 增加压缩机耗电量 . 冷却水流量不足 或水温度过高 造成冷媒无法冷却 ,压力上升 , 冷媒液位低 ,导致冷冻机无法 增加负载 . 液位控制器损坏 造成冷凝器内部压力上升 . 蒸发器铜管积垢 造成热传效率不佳 ,蒸发能力 下降 , 增加压缩机耗电量 . 冷冻水流量不足 造成冷冻水出口温度低 ,如果 太低可能会启动冷冻机连锁保 护装置导致跳车 . 冷媒量不足 冷媒液位低 ,冷冻水出口温度 高 ,会启动冷冻机连锁保护装 置导致跳车 . 液位控制器损坏 造成蒸发器内部压力上升 .

94 ( 三) FRIGAID 是利用奈米科技产生5x10-10 米0.5 奈米之极化电磁分子,化学式C12H20Cl6 , 其合成方法是将六个氯原子连接在末端三个碳原子上,形成非常强大的负电荷,添加於冷冻机冷媒於系统中,会随著冷冻油分布到冷冻机内冷凝器及蒸发器,它对金属比冷冻油更具亲和性,可清除取代附著於热交换器管壁内之油膜,并与管壁表面形成一层极化分子薄膜,此薄膜永久安定且不会发生脱落现象.因此可恢复冷冻机的效率,降低耗电量.厂内六台冷冻机皆已添加FRIGAID , 对冷冻机性能之恢复有极大助益,一次添加永久有效,下图为运转前后系统之热交换器剖面图及FRIGAID 清除取代油膜示意图.系统运转前热交换器剖面图 系统运转后热交换器剖面图

95 ( 四) 改善后测试数治鼋峁:冷冻机冷媒侧添加FRIGAID 后,冷冻主机性能系数有增加百分之五.六四,用电量降低百分之五.三四.FRIGAID 清除取代油膜示意图 项目 添加前 添加后 改善率 冷却能力 Qc (kW) 2?757 2?900 制冷能力 Qe (kW) 2?159 2?258 冷冻主机 性能系数 (COP) 5.9359 6.2704 ↑ 5.64% 用电量 (kW/RT) 0.5923 0.5607 ↓ 5.34% 冷冻吨 (RT)

614 RT

642 RT

96 冷却能力=冷却水流量(吨/时)* T ( 冷却水温差)= Kcal/hr( 热量单位)冷却能力KW= Kcal/hr÷860(1kW =860 kcal/hr) 制冷能力=冷冻水流量(吨/时)* T ( 冷冻水温差)=Kcal/hr( 热量单位)制冷能力KW= Kcal/hr÷860(1kW =860 kcal/hr) 耗能计算1. 冷冻主机性能系数(Coefficient of Performance,COP ) = 制冷能力KW ÷ 压缩机耗电KW 2. 冷冻主机单位冷冻吨耗电量(kW/RT ) = 3.516 ÷ C.O.P.

1 RT = 3.516 kW (1RT 3024Kcal/hr÷860Kw) ( 五) 节能效益分析丙二酚厂六台冷冻机冷媒侧添加FRIGAID 后,冷冻机用电量可由一千二百四十六万度/年降至一千一百八十万度/年,节电六十六万度/年,降低用电量五.三四%,CO2 减排量五八五吨/年.1. 投资金额:二百九十七万元2. 改善效益:一百五十四万元/年3. 回收年限:一.九二年

五、结论

(一) 本厂透过用电分布表协助,依玫缌恐急,筛选改善之设备,达到节电目的,将继续透过原物料、蒸汽、用水量之分布表持续改善,并积极导入新节能设备或技术,透过厂商细部评估服务进行改善,以达节能目标.

(二) 本次BPA 厂「冷冻机节电改善」,改善后对於用电成本有明显下降,可降低生产成本、提升竞争力.希望藉由发表於企业期刊,以抛砖引玉的方式,提供企业各单位一个改善方式及检讨方向.97 ........