CC BY
26
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 621.565
Перспективы модернизации аммиачных
холодильных установок
на предприятиях пищевой промышленности
Р.И. Шаззо, д-р техн. наук, профессор, В.С. Ручкин Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Ю.С. Беззаботов, канд. техн. наук, доцент Кубанский государственный технологический университет, г. Краснодар
Технологии экологически безопасных ресурсосберегающих производств и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания включены в перечень критических технологий Российской Федерации. Разработка и реализация подобных технологий, как правило, осуществляется за счет высокой эффективности использования энергетических и вещественных ресурсов.
Внедрение безотходных и ресурсосберегающих технологий позволяет повысить выход готовой продукции при том же уровне использования сырья на перерабатывающих
Потребителями холода являются не только камеры хранения готовой продукции и сырья, но и технологические линии, в которых используется низкотемпературная обработка сырья.
Ключевые слова: пищевое производство; энергетическая эффективность; аммиак; холодильная установка; экологическая и техногенная безопасность.
предприятиях, который также может быть снижен. Применение этих технологий позволяет освоить выпуск новых видов продукции, дает перспективу позиционирования на новом рынке. Энергосберегающие технологии существенно повышают эффективность использования энергетических ресурсов, что позволяет снизить эксплуатационные расходы на оборудование, а в некоторых случаях и вовсе исключить часть этих расходов за счет внедрения инновационных технологий производства.
Все это в совокупности обеспечивает высокую рентабельность предприятия и его конкурентоспособность на рынке. Наибольший эффект в этом случае наблюдается при комплексной модернизации предприя-
Key words: food processing; the energy efficiency; ammonia; refrigeration plant; environmental and technological safety.
тия путем кардинальной перестройки всей технологической цепи, соответствующей современным представлениям о техническом вооружении предприятий. Однако следование современным тенденциям в ряде случаев сопряжено с большими капитальными затратами и в этом случае необходимо рационально и последовательно модернизировать предприятие с учетом обеспечения максимально возможных перспектив от внедрения новых разработок. В любом случае, применение ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий - один из путей обеспечения экономической стабильности предприятий пищевых производств, что имеет особую актуальность в условиях экономического кризиса.
На сегодняшний день создание таких технологий и их внедрение в промышленность - актуальная задача во всем мире. Уже невозможно представить себе современное предприятие, не имеющее инновационной технологии, позволяющей минимизировать затраты на производство продукции и обеспечивающей высокое качество и безопасность пищевой продукции. Для Российской Федерации все это скорее острая необходимость, нежели желательный путь развития. Данные разработки особенно привлекательны для инвесторов, так как имеют высокую степень отдачи финансовых средств по
сравнению с традиционными технологиями.
Существующие на сегодняшний день в России предприятия пищевой промышленности имеют в своем арсенале достаточно пестрый состав технологий переработки и технических средств для их реализации. Степень их технической оснащенности варьируется от классических и устаревших до ультрасовременных и инновационных технических решений. Организация большей части предприятий производится путем внед-рения иностранных технологий, иностранного оборудования. Однако также имеется опыт внедрения отечественных разработок и отечественного оборудования, не уступающего по показателям эффективности импортным.
Особенность модернизации существующих предприятий в России состоит в том, что на них используется устаревшее оборудование, которое вполне работоспособно, но замена его на новое и современное невозможно по причинам недостаточности финансовых активов предприятия. В данном случае необходимо внедрение достаточно гибкой технологии, учитывающей возможность использования имеющегося оборудования. Нужно также учитывать и возможность увеличения эффективности работы устаревшего оборудования за счет оптимизации технологической цепи либо внесения изменений в конструкцию аппаратов.
Это, в свою очередь, требует глубокого научного подхода, позволяющего оптимизировать существующие технологические процессы, а также возможность промышленной апробации имеющихся теоретических разработок с целью подтверждения их значимости, а также повышения уровня соответствия действительности. Совместная работа ученых и работников пищевой промышленности позволяет глубоко исследовать технологические процессы, лучше прог-нозировать перспективы внедрения разработок, избавляя тем самым разработчиков от чрезмерных затрат, снижая риск получения отрицательного результата от внедрения разработок.
В настоящее время применение холодильных установок на предприятиях пищевой промышленности приобрело повсеместный характер. Потребителями холода в данном случае являются не только камеры хранения готовой продукции и сырья, но и технологические линии, в которых используется низкотемпературная обработка сырья [1].
Наиболее распространенный способ получения холода в промышленности - применение компрессион-
ENGINEERING AND TECHNOLOGY
ных холодильных машин, которые могут потреблять значительное количество электрической энергии в зависимости от их установочной мощности. Затраты энергии на получение холода достигают до 50 % от общего потребления электроэнергии предприятия. Затраты на привод холодильных машин занимают существенное положение в общей статье эксплуатационных расходов предприятий пищевой промышленности.
Выбор холодильного агента - ключевая проблема, решаемая в холодильной технике. Это связано с энергозатратами на производство холода, стоимостью установки, безопасностью при ее эксплуатации и воздействием на окружающую среду.
На сегодняшний день аммиачные холодильные установки не имеют такой популярности, как фреоновые. Это произошло по ряду причин:
существующие аммиачные установки представляют из себя громоздкие объекты, которые включают большое количество емкостного оборудования, что требует наличия больших строительных площадей для его размещения;
недостаточный уровень автоматизации существующих схем аммиачных холодильных установок требует наличия целого штата обслуживающего персонала для обеспечения нормального функционирования холодильной установки;
использование изношенного и морально устаревшего оборудования приводит к значительному снижению эффективности работы всей холодильной установки;
применение старых несовершенных схем в совокупности с большим количеством хладагента, заправленного в систему, делает аммиачные холодильные установки объектом повышенной техногенной опасности;
ужесточающийся контроль со стороны надзорных органов при отсутствии научно обоснованных предложений по решению выявленных проблем делают аммиачные холодильные установки непривлекательными для конечных потребителей [2].
Однако, несмотря на свою горючесть и токсичность, аммиак остается одним из перспективных холодильных агентов, который обладает рядом существенных преимуществ:
термодинамические показатели аммиака обеспечивают наибольшую эффективность охлаждения при прочих равных условиях;
снижаются затраты электроэнергии на получение холода за счет лучших показателей эффективности;
аммиак не создает парникового эффекта и не обладает озоноразрушаю-
щей активностью, что делает его экологически безопасным хладагентом.
В неравных условиях конкуренции на холодильном рынке необходим взвешенный подход при модернизации холодильного хозяйства, определяющий экономическую и экологическую целесообразность применения в качестве холодильного агента аммиака или хладонов, выбор технических решений холодильной установки, станции или децентрализованной системы охлаждения с использованием непосредственного охлаждения или теплоносителя.
Выход из сложившейся ситуации в холодильном хозяйстве России есть, им надо грамотно воспользоваться. Современный уровень холодильной технологии и холодильной техники значительно вырос, и этот потенциал необходимо применять при совершенствовании холодильных систем.
Концентрация усилий специалистов-холодильщиков должна быть направлена на повышение уровня безопасности аммиачных холодильных установок, разработку и создание новых малоемких систем хладоснабже-ния с использованием устройств автоматически контролирующих степень загазованности, при необходимости отключающие установку, а также автоматических устройств локализации пролитого аммиака [3].
Существует несколько направлений совершенствования систем хо-лодоснабжения с учетом основных требований:
разработка новых ресурсосберегающих и безопасных схемных решений систем хладоснабжения на базе высокоэффективного холодильного оборудования нового поколения;
использование экологически безопасных хладагентов и хладоносителей;
полная автоматизация процессов производства и потребления холода.
Основываясь на выбранных направлениях повышения энергосбережения и безопасности систем хладо-снабжения, на базе новых разделительных и емкостных аппаратов разработаны высокоэффективные схемные решения аммиачных холодильных установок и холодильных станций с дозированными заправками хладагента, устраняющие недостатки действующих холодильных установок:
многосистемная аммиачная холодильная установка с универсальными циркуляционными ресиверами и трехсекционным компаундным ресивером, совмещенными с блоками очистки испарительной системы и конденсаторного отделения от масла;
многосистемная аммиачная холодильная установка с универсальными циркуляционными ресиверами, двух-
ступенчатыми компрессорами, оборудованными экономайзерами и блоками очистки испарительной системы и конденсаторного отделения от масла;
аммиачная станция с насосно-цир-куляционной схемой и блоками очистки испарительной системы и конденсаторного отделения от масла;
аммиачная холодильная станция с безнасосной схемой и блоком очистки сосудов и аппаратов конденсаторного отделения от масла.
Новые технические решения аммиачных холодильных установок и холодильных станций устраняют рассмотренные выше проблемы, а именно: уменьшается количество емкостной аппаратуры (до75 %), количество запорной и регулирующей арматуры (20 %), количество аммиачных трубопроводов (до 25 %), количество приборов КИПиА (до 40 %), количество аммиака в системе охлаждения (до 80 %), строительная площадь компрессорного цеха (до 45 %), стоимость установки (до 35 %) и потребление электроэнергии на получение холода (до
Несмотря на свою горючесть и токсичность, аммиак остается одним из перспективных холодильных агентов, который обладает рядом существенных преимуществ.
25 %), исключается опасная работа холодильной установки - влажный ход и гидроудар в компрессоре.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ручкин, В.С. Экологические и технические аспекты применения аммиачных холодильных установок на предприятиях пищевой промышленно-сти/В.С. Ручкин//Пищевая промышленность. - 2010. - № 12. - С. 56-57.
2. Гущин, А.В. Малоемкая дозированная заправка аммиака в системы хладоснабжения - основное направление повышения их экономичности и безопасности. Совершенствование технологий и оборудования пищевых производств: сборник докладов VI Межд. науч.-практич. конферен-ции/А.В. Гущин, Р.И. Шаззо, В.С. Ручкин. - Несвиж, 2007.
3. Беззаботов, Ю.С. Проблема отделения масла - проблема энерго-сбережения//Комплексное использование биоресурсов: малоотходные технологии: матер. Межд. науч.-практич. конф./Ю.С. Беззаботов, В.С. Ручкин. - Краснодар: КНИИХП, 2010. - С. 171-176.
