合成氨生产工艺中的冷冻工段氨冷却器(W_556)的设计说明书
合成氨冷冻工段过冷器设计 毕业设计

2.评述换热器在生产中的地位、作用及设备选型(附工艺流程图)
3.单体设备工艺计算及初选设备轮廓尺寸(管径、管长、管子数、管程数、壳径、壳程数等)
合成氨生产工艺中的冷冻工段氨冷却器(W_556)的设计说明书

合成氨⽣产⼯艺中的冷冻⼯段氨冷却器(W_556)的设计说明书1绪论本次设计是对天脊集团合成氨⽣产⼯艺中的冷冻⼯段氨冷却器(W-556)的设计。
天脊煤化⼯集团,现位于省潞城市。
它的前⾝是化肥⼚,1977年,化肥⼚整体改制为天化⼯集团。
换热器在⼯业⽣产中,尤其是在⽯油、化⼯、轻⼯、制药、能源等⼯业⽣产中,常常需要补低温流体加热或把⾼温流体冷却,把液体⽓化或把蒸⽓冷凝。
这些过程均和热量传递有着密切联系,因⽽均可以通过换热器来实现完成。
可以说换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。
本次设计的换热器就是将⽓氨的热量传递给冷却⽔以达到⽣产的要求。
1.1合成氨的⼯艺流程合成氨⽣产⼯艺过程⽰意图:造⽓→粗煤⽓→低温甲醇洗及冷冻系统→液氨洗系统→氨合成→氨库造⽓即原煤经处理系统产⽣煤与空⽓中分离的氮⽓在加压⽓化流中反应。
氨由H和N两种元素组成。
合成氨是以H2和N2在⼀定条件下全盛的。
H2是从煤中获得的,⽽N2是从空⽓中分离得到的。
原煤经过筛选,粉碎等过程后,在200#⼯段加压⽓化系统的燃烧炉与⾼温⽔蒸⽓反应得到⽔煤⽓,反应的⼀系列⽅和如下:燃烧层:C+O2→CO2+QC+O2→CO+QCO+O2→CO2+Q⽓化层:C+ H2O→CO2+H2 -QC+ H2O→CO+ H2-QC+ H2→CH4+QCO+ H2O→CO2+ H2+Q粗煤⽓继续在200# 经过洗涤降温,分离等程序最后进⼊300#,粗煤⽓变换系统的主要成分有CO2、CO、H2、H2S、CH4等。
到300#的粗煤⽓洗涤变换后进⼊400#,在300#的变换炉发⽣的主要反应有:C+ H2O→CO2+ H2 +Q。
进⼊400#变换⽓冷却系统的变换⽓主要成分是CO2、H2,还有少量的CO、N2、H2S、CH4等。
400#2段的主要作⽤是冷却变换⽓,⽓体的成分基本没有变化。
CO2、H2S等有害物质和各种杂质的作⽤会影响合成氨的质量,还可能造成设备仪器的损坏等,因此,在合成氨之前必须将这些有害物质和杂质去除。
氨冷煤冰机介绍

合成氨工业的冰机岗位原理和工艺流程基本原理:气体变为液体的过程称为液化。
气氨的液化包括气氨的压缩和冷凝,气氨在常压常温下冷凝温度为-33.35℃.因此,在常压常温下,气氨不能用常温水使其冷凝成液氨。
氨的冷凝温度随压力的提高而升高,当压力提高 1.6MPa 时,冷凝温度为40℃,高于一般冷却水温度,因此可以用25~35℃的常温水冷却,使之液化。
工艺流程:气氨冷凝为液氨,是靠冷冻循环来完成的,冷冻循环主要由压缩,冷却冷凝,节流膨胀,蒸发四个过程组成。
气氨经冰机压缩提压后,进入冷凝器,由冷却水把气氨冷凝为液氨,由冷却水将气氨放出的热量带走,冷凝后的液氨通过节流阀(加氨阀)由冷凝压力降至蒸发压力。
节流膨胀后的氨,在氨冷器中蒸发吸收被冷却水的热量,此时液氨又变为气氨送入冰机进口。
如此构成一个循环,这个循环周而复始的进行,被冷却的物质的温度便于降低达到工艺要求。
氨因为潜热大,价格低,原料易得而在冷冻循环中作为中间介质,通过冰机对其作功,达到了从低温物质吸收热量传到高温物质的目的。
氨压缩机的油分离系统由于螺杆式制冷压缩机工作时喷入大量的润滑油与制冷剂蒸汽一起排出,所以在压缩机与冷凝器之间设置了高效的卧式油分离器。
油分离器的作用是分离压缩机排气中携带的润滑油,使进入冷凝器的制冷剂纯净,避免润滑油进入冷凝器而降低凝器的效率。
油分离器还有贮油器的功能。
本机组采用卧式油分离器,从压缩机排出的高压气体,通过排气管进入油分离器,降低流速,改变方向,向油分的另一端排去。
在这个过程中,大量的润滑油因为惯性及重力的作用沉降到油分底部,剩余的含有微量冷冻机油的气体再通过油分滤芯,此微量冷冻机油被最后分离,通过油分离器底部的回油阀回到压缩机中,以确保挡油扳之后的筒体底部尽量少存油。
靠近油分离器出口的过滤芯采用的是高分子复合材料,油分离效果可达10ppm,当分油效果不够理想时可更换氨压缩机的润滑油系统机组中的润滑主要起下列作用:喷入压缩机转子工作容积中起润滑、冷却、密封、降噪、减震的作用。
年产50万吨合成氨项目变换气水冷器设备设计

摘要现在化工产业是我国经济发展的支柱产业,这一现象还将会持续很久,换热设备是化工设备中的一种典型而且非常重要的设备。
换热器在化工生产中发挥着巨大的作用,固定管板式换热器是一种十分典型的管壳式换热设备,是当今使用非常广泛的一种换热设备。
选用这样结构紧凑、简单的换热器可靠性很高,适应性也很广,而且具有换热表面的清洗方便,生产成本也非常低,选用的材料范围很广泛的优点。
在高温高压和大型换热器中,这种换热器有很大优势。
这次设计的题目是年产50万吨合成氨项目变换气水冷器设备设计:该设备的换热面积为247.5mm2,工艺结构尺寸的计算:管程数(1管程),管程和壳程压力降的计算(小于等于10MPa),换热管的尺寸和数量(内径:20mm 数量:504根),壳体内径计算得(900mm),壳程数计算得(1壳程),折流板的选型(弓形折流板,19块)等。
换热器的强度计算在经过水压试验以及压力校核之后对管箱和筒体厚度的计算和校核,对壳体和管箱开孔的补强,对法兰的计算以及法兰强度的核算。
所得出的结果全部是符合标准的。
关键词:换热器,工艺,结构,强度AbstractThe chemical industry is still the pillar industry of China's economic development, and the mention of chemical equipment will have to mention theheat exchange equipment. Heat exchanger plays a huge role in the chemical production, fixed tube plate heat exchanger is a shell and tube type is a typicalheat transfer equipment, is the use of a very wide range of heat transferequipment. To choose such compact structure, simple heat exchanger has highreliability, adaptability is wide, and has convenient cleaning heat transfer surface, the production cost is also very low, the advantages of a wide range of material selection. In the high temperature and high pressureThis design topicis 400000tons /PVCproject crude vinylchloride purification,compression device of hot water cooler,Water cooler area calculation for (heat transfer area: 323.8mm2), calculation of process dimensions: tube number (1 tubes), calculation of tube side and shellside pressure drop (less than or equal to 0.4MPa), change the size and quantityof heat tube (diameter: 21mm number: 1425), shell diameter thecalculated (1400mm), shell number calculated (1 shell), selectionof baffle(baffle, block).Heat exchanger strength calculation after water pressure test and pressurecheck on the tube box and tube thickness calculation and verification, the shell and tube box opening reinforcement, calculation and strength offlange toflange calculation. The results are consistent with the standard.(B: flange flange), baffle, heat pipe (asbestos rubber sheetgasket, gasket),support (saddle) selection and specification.Keywords: heat exchanger, craft,structure, intensit目录摘要 (1)Abstract (1)前言 (1)第一章生产工艺的介绍 (2)1.1生产项目简介 (2)1.2该项目在世界以及我国的现状 (2)1.3工艺流程介绍 (3)第二章换热器的工艺计算 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 确定设计方案 (4)2.2.1 换热器类型的选择 (4)2.2.2 流程安排 (5)2.3 工艺结构设计 (5)2.3.1 物性参数的确定 (5)2.3.2 估算传热面积 (6)2.3.2.1热流量以及的热负荷的确定........ 错误!未定义书签。
合成氨冷冻岗位工艺操作规程

合成氨冷冻岗位工艺操作规程第一节岗位任务及基本原理1 岗位任务将合成、铜洗、脱碳、尿素等岗位氨冷器送来的气氨加压,冷却降温后冷凝成液氨放入贮槽,再供用氨岗位做冷冻剂用。
2 生产原理氨在常压下沸点为-33.4℃它能在较低的温度下转变为气氨状态,经过压缩和冷却变为液态氨,液态氨经过膨胀阀降压被冷却物体温度之下吸取物料中热量而蒸发,如此周而复始循环达到冷冻目的.第二节工艺流程与工艺指标1 工艺流程简述从合成铜洗脱碳尿素等岗位氨冷器来的气氨经氨液分离器缓冲分离液氨雾滴后进入氨压缩机加压,加压后的气氨进入氨油分离器分离油滴后,再进入水冷器冷凝成液氨放入液氨贮槽贮存,供各用氨岗位作冷冻剂用。
系统内设有煮油器,本工段的氨油分离器水冷器液氨贮槽内所含废油定期排入煮油器,用蒸汽加热分离氨和油分别回收利用。
2 工艺流程图排污回水进水进水回水排油排油油滤缓冲罐小缓冲罐油分油滤油分油分大冰机缓冲罐脱碳来透平机来冰机流程图合成合成合成1#脱碳脱铜洗中间槽蒸发冷却器水水减压充氨新缓冲罐排污脱碳铜洗来合成来2合成尿素来3 工艺指标渗透气氢含量:≥80%进口压力:0.18-0.3Mpa8AS17冰机油压0.3-0.5MpaLG20A220、KA25—1冰机油压大于出口压力:0.15-0.30Mpa冰机贮槽压力≤1.6Mpa进口温度:-3 - 15℃冰机液氨贮槽液位:≤8.0T出口压力:≤1.60Mpa8AS17出口温度:≤150℃G20A2L20冰机出口温度:≤120℃KA25—1冰机出口温度:≤120℃油温(轴瓦)温度:<65℃电机温度按铭牌规定值执行8AS17 ≤65℃LG20A2L20冰机KA25—1冰机≤150℃冰机出口气氨冷凝温度≤38℃第三节主要设备一览表第四节正常操作要点1 压力和温度的控制经常检查冰机进出口气氨压力温度液氨贮槽压力油压高于出口压力0.15—0.30Npa,必须控制在工艺指标范围内,应及时检查蒸发冷凝器水量,以保证冰机制冷系数和防止冰机出口压力过高。
合成氨紧急冷却系统原理

合成氨紧急冷却系统原理最近在研究合成氨紧急冷却系统原理,发现了一些有趣的事儿,今天就来跟大家聊聊。
你看啊,我们在生活里经常会用到降温的东西,就像家里的空调,它是怎么让温度降下来的呢?是通过冷媒的循环,吸收室内的热量再排出去。
这和合成氨紧急冷却系统有点点相似之处哦。
合成氨的反应其实是在高温高压的条件下进行的,这个过程要是失控了,温度过高可就麻烦大了,就好像炉灶上烧水,如果没有人看着一直大火猛烧,水就会噗噗地溢出来一样。
这时候紧急冷却系统就得发挥它的作用了。
合成氨紧急冷却系统呢,主要是依靠一些特殊的媒介和设备来带走热量。
比如说,有专门的冷却液在一个封闭的管道系统里循环流动。
这个就好比我们人体的血液循环系统,血液带着氧气和营养物质到各个器官,冷却液就带着热量在这个系统里快速流转。
说实话,我一开始也不明白这个冷却液怎么就能快速带走那么多热量呢。
这就要说到冷却液的性质啦,它有很高的比热容,这是啥意思呢?打个比方吧,如果把热量当成钱,比热容大的物质就像一个超级大钱包,可以装很多钱(热量)呢。
冷却液在这里就是这样的角色,能够吸纳很多热量而自身温度变化不会太夸张。
在实际应用里,如果合成氨反应塔的温度突然升高到危险值,紧急冷却系统就会立刻开启,冷却液在管道里迅速流动,不停地把反应塔里多余的热量带到冷却设备里散发出去,就像贴心的小助手忙着把屋子里夏天多余的热空气运出去一样。
说到这里,你可能会问,那这个系统有没有可能失败呢?当然是有的,比如冷却液泄漏或者是冷却设备故障,这些可都是要特别注意的。
而且这个系统的管道设计、冷却液的流量控制等都是很有讲究的东西。
在学习这个原理的过程中,我就一直在想啊,这是不是也可以借鉴到其他的高温反应工程里呢?比如一些化工生产过程中,可能都会面临温度失控的风险,这个时候是不是也能像合成氨紧急冷却系统这样,设计一个快速有效的冷却方式来保证生产安全呢?我觉得这是非常值得思考的一个延伸方向呢,也希望听到大家的看法,我们可以一起讨论讨论啊。
氨冷却器

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扬州工业职业技术学院毕业设计
管壳式换热器 (1) 固定管板式换热器:其结构如图 1 所示。固定管板式换热器 由管箱、壳体、管板、管子等零部件组成,其结构较紧凑,排管较 多,在相同直径下面积较大,制造较简单。管束两端用焊接或胀接 的方法将管子固定在管板上,两端管板直接和壳体焊接在一起,壳 程的进出口管直接焊在壳体上,管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固, 管程的进出口管直接和封头焊在一起,管束内根据换热管的长度设 置了若干块折流板。这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。与 其它型式的管壳式换热器相比,结构简单,当壳体直径相同时,可 安排更多的管子,也便于分程,同时制造成本较低。由于不存在弯 管部分,管内不易积聚污垢,即使产生污垢也便于清洗。如果管子 发生泄漏或损坏,也便于进行堵管或换管,但无法在管子的外表面 进行机械清洗,且难以检查,不适宜处理脏的或有腐蚀性的介质。 更主要的缺点是当壳体与管子的壁温或材料的线膨胀系数相差较大 时,在壳体与管中将产生较大的温差应力,因此为了减少温差应力, 通常需在壳体上设置膨胀节,利用膨胀节在外力作用下产生较大变 形的能力来降低管束与壳体中的温差应力
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氨冷凝器毕业论文
Abstract
The design specification is about handling hypoxia heat exchanger cooler ammonia evaporation of structural design and optimization design. Handling hypoxia heat exchanger tube heat exchanger is one of the series, due to the expansion of the vascular bundles from the constraints of the shell is, therefore, not for over the difference between from bilge temperature distribution, and the advantages of handling hypoxia heat exchanger is also remove the convenient, easy to clean. In the chemical industry is used widely. According to the design requirements, design of the first half is mainly according to the given heat transfer area, and select the specifications and the length of heat exchange tube, and then calculating tank diameter. Half of the main structure and strength design is. Mainly based on the selected heat exchanger form within the equipment parts design, including the cylinder body, the head of heat exchange tube and tube plate,
氨制冷冷库安装工艺指导书2015(第3版)

氨制冷冷库安装工艺指导书氨制冷冷库安装主要包括以下几项分项工程:1、库体保温安装工程;2、制冷设备安装工程;3、管道安装工程;4、顶排管制作安装工程;5、电器工程。
1库体保温安装1.1地面防潮隔气保温层1.1.1检验到货的材料是否与图纸标注的是否一致,检查材料的合格证事否齐全。
1.1.2根据施工图纸施工顺序次序铺设,保温块之错缝铺设,并粘好封胶带密封与固定,达到保温隔汽的目的。
1.2库板安装冷库内防潮层根据要求施工完毕后,进行保温板的安装,采用逐张竖立,铺设逐张固定的方法,直到安装完毕。
质量控制点(1)放线定位:严格按照图纸进行,根据图纸标注尺寸进行放线,确保库体安装完毕后符合图纸中要求的尺寸。
(2)保温板之间的接缝采用硅酮密封胶粘贴,粘贴时,不准有偏移、离位的现象,而且接缝必须严实、均匀。
板与板之间的接缝尺寸控制在3mm内,板间的错位不大于1mm。
(3)安装到位的板,必须保证板的垂直度与平整度,板与板之间的连接件应连接紧密,板固定牢固。
(4)板与板之间的压型件、包角、铆钉等应按有关规定固定,保证质量。
(5)现场灌注的聚氨脂,必须灌注充足,但不得使板面有突出,也不得有气孔或灌注不满。
应使两种化工原料充分混合。
1.3冷库门的安装(1)应在混凝土地面施工前放置好冷藏门所用的预埋件,位置要准确,预埋件要进行防腐处理。
(2)冷藏门安装与土建、保温墙板施工紧密配合,门表面无划痕;无锈蚀现象。
(3)门安装完毕后,从门内观看,无亮光为合格;待试车时,表面无结露现象为合格。
所有电动门的开启要灵活,无异常声响。
以上具体以设计图纸和施工组织设计为准。
2 制冷设备安装2.1.对于制冷压缩机的安装应符合现行国家标准《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274的相关规定。
2.2.所有压力容器(如冷凝器、高低压贮液器、中间冷却器等)要有资质单位制造。
安装前应检查制造厂产品质量证明书竣工图以及其他技术文件,并及时到当地特检中心登记和检验。
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C+O2→CO2+Q
C+O2→CO+Q
CO+O2→CO2+Q
气化层:
C+ H2O→CO2+H2-Q
C+ H2O→CO+ H2-Q
C+ H2→CH4+Q
CO+ H2O→CO2+ H2+Q
粗煤气继续在200# 经过洗涤降温,分离等程序最后进入300#,粗煤气变换系统的主要成分有CO2、CO、H2、H2S、CH4等。到300#的粗煤气洗涤变换后进入400#,在300#的变换炉发生的主要反应有:C+ H2O→CO2+ H2+Q。进入400#变换气冷却系统的变换气主要成分是CO2、H2,还有少量的CO、N2、H2S、CH4等。400#2段的主要作用是冷却变换气,气体的成分基本没有变化。
技术规格: 输入规格: 热电阻CU50; 线性电压:0-5V;线性电流(需外接分流电阻):4-20mA;
测量围: CU50(-50~+150℃);响应时间:≤0.5秒(设置数字滤波参数FILT=0时); 调节方式:模糊逻辑PID调节及参数自整定功能的先进控制算法,控制精度可达±0.2℃。
由余市温控仪表厂提供。
绪论
本次设计是对天脊集团合成氨生产工艺中的冷冻工段氨冷却器(W-556)的设计。天脊煤化工集团,现位于省潞城市。它的前身是化肥厂,1977年,化肥厂整体改制为天化工集团。
换热器在工业生产中, 尤其是在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中,常常需要补低温流体加热或把高温流体冷却,把液体气化或把蒸气冷凝。这些过程均和热量传递有着密切联系,因而均可以通过换热器来实现完成。可以说换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。本次设计的换热器就是将气氨的热量传递给冷却水以达到生产的要求。
温度测量仪的选取:选择智能温度测量仪产品型号:XMT8018C1。
产品相关技术指标: 输出方式: 0-5V控制信号输出;报警方式: 上限报警;控制对象: 温度控制;测量精度:0.2℃;仪表量程: -50-150℃;开孔尺寸: 152(宽)mm*76(高)mm;仪表外形尺寸(宽*高*深): 160(宽)mm*80(高)mm;工作电源: DC24V;控制方式:PID控制。
氨冷却器(W-556)的设计说明
W-556的主要作用是通过来自南塔的冷却水冷却经氨分离器后被压缩机压缩后的气氨,从而满足工艺要求。
控制方案的确定
工艺过程及控制参数的选取
1.被控变量的选择:本过程主要是冷却气氨,使气氨出口温度达到一定值来达到下道工段的要求。因而选择其出口温度为被控变量。
2.操纵变量:冷却水进口流量。被控对象控制通道的放大系数较大,时间常数较小,纯滞后 时间越小越好。
仪表简介: 本仪表由单片机控制,具有热电阻、热电偶、电压、电流等多种信号自由输入,六种输出方式只须插上相应模块即可,正反控制任意设置;提供了六种报警方式;手动自动切换,主控方式除常规两位式外,在传统PID控制算法基础上,结合模糊控制理论创建了新的人工智能调节PID控制算法,在各种不同的系统上,经仪表自整定的参数大多数能得到满意的控制效果,具有无超调,抗扰动性强等特点。 此外仪表还具有良好的人机界面,仪表能根据设置自动屏蔽不相应的参数项,使用户更觉简洁易接受。
CO2、H2S等有害物质和各种杂质的作用会影响合成氨的质量,还可能造成设备仪器的损坏等,因此,在合成氨之前必须将这些有害物质和杂质去除。500#低温甲醇洗涤系统和600#液氮洗系统是用物理方法吸收,沉淀这些物质。500#主要吸收CO2和H2S,从500#流出的净化气还有少量的CO、N2、CH4等。600#主要吸收CO,从1800#、5800#空气分离得到的N2也进入600#,并和H2混合,得到比例大约为1:3的N2和H2混合气体。此混合气体进入900#氨全盛系统合成,反应方程式如下:
合成氨的工艺流程
合成氨生产工艺过程示意图:
造气→粗煤气→低温甲醇洗及冷冻系统→液氨洗系统→氨合成→氨库
造气即原煤经处理系统产生煤与空气中分离的氮气在加压气化流中反应。
氨由H和N两种元素组成。合成氨是以H2和N2在一定条件下全盛的。H2是从煤中获得的,而N2是从空气中分离得到的。
原煤经过筛选,粉碎等过程后,在200#工段加压气化系统的燃烧炉与高温水蒸气反应得到水煤气,反应的一系列方和如下:
N2+3 H2பைடு நூலகம்2NH3
经氨合成系统合成的氨经处理后进入氨库。
冷冻工段工艺说明
冷却工段即为气氨的液化。气氨的液化包括气氨的压缩和冷凝,气氨在常压常温下冷凝温度为—33.35℃。因此,在常压常温下,气氨不能用常温水使其冷却成液氨。氨的冷凝温度随压力的提高而升高,当压力提高1.6MPa时,冷凝温度为40℃,高于一般冷却水温度,因此可以用25~35℃的常温水冷却,使之液化。
3.干扰因素:(1)气氨进口温度,压力及流量的变化;
(2)冷却水进口温度,压力及流量的变化;
(3)周围环境的影响。
最终确定参数如下:
被控变量:气氨出口温度。
给定值:气氨出口给定温度。
测量值:由检测元件测得的气氨的实际出口温度值。
被控对象:气氨出口管。
操纵变量:冷却水进口流量。
控制方案的设计
采用单回路控制系统。
图2-1氨冷却器温度简单控制方框图
图2-2氨冷却器温度控制方案流程图
确定自动化装置
对于系统而言,当发生故障时,应保证气氨出口温度不要太高,即在考虑安全及节能方面,应选用气开阀。
各仪表的作用方式为:
1.气开阀:正作用“+”;
2.变送器:正作用“+”;
3.当阀关小时,气氨出口温度升高,“-” “-”=“+”,取反,故调节器为反作用“-”。验证: 阀开大
气氨出口温度给定值为45℃,气氨进口温度为124℃,因此选择Cu50热电阻温度变送器。其型号为SBWZ-2160,S表示DDZ-S系列电动单元组合仪表,B表示变送单元,W表示温度,Z表示热电阻,2表示输出与对应温度呈线性,1表示热电阻为Cu50,6表示一体化安装,0表示普通型。此型号变送器的最大量程规定为-50℃~150℃。输入为Cu50,在量程围输出4~20mA直流信号可与热电阻的温度计的输出电阻信号呈线性。
工艺流程:气氨冷凝为液氨,是靠冷冻循环来完成的,冷冻循环主要由压缩、冷却、冷凝、节流膨胀、蒸发五个过程组成的。气氨—冰机压缩提压后,进入氨冷却器,冷却后的气氨进入冷凝器,由冷却水把气氨冷凝为液氨,由冷却水将气氨放出的热量带走,冷凝后的液氨通过节流阀由冷凝压力降至蒸发压力。节流膨胀后的氨在氨冷器中蒸发吸收被冷却水的热量,此时液氨又变为气氨送入冰机进口,如此构成一个循环,这个循环周而复始的进行,被冷却物质的温度便于降低达到工艺要求。