Научная статья на тему 'Термосифонный способ модернизации аммиачных холодильных установок'

Термосифонный способ модернизации аммиачных холодильных установок Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
1089
135
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АММИАЧНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА / ГРАДИРНЯ / ПРИОРИТЕТНЫЙ РЕСИВЕР / AMMONIA REFRIGERATING PLANT / COOLING TOWER / A PRIORITY RECEIVER

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Бумагин Геннадий Иванович, Перебейнос Максим Александрович

В статье рассмотрены проблемы устаревших на данный момент аммиачных холодильных установок (АХУ). Представлен один из современных путей модернизации АХУ, позволяющий снизить эксплуатационные расходы и повысить эффективность работы холодильной установки. Показана проблема отсутствия методик расчета и рекомендаций, для современных схем и оборудования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Бумагин Геннадий Иванович, Перебейнос Максим Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Thermosiphon method of modernization ammonia refrigerating plants

This article is about problems of out of date ammonia refrigerating plants (ARP). One of modern methods of modernization АRP is submitted that allows reducing operating costs. The problem of deficiency of design procedures and recommendations for modern circuits and equipment is shown.

Текст научной работы на тему «Термосифонный способ модернизации аммиачных холодильных установок»

Аильных уст ановок, результатом чего будет повышение эффективности и надежности насосных систем холодоснабжения крупных предприятий отечественной промышленности.

Библиографический список

подъемной всасывающей труби в насосных системах охлаж-дония/O.K. Miller//Chemical Engineering. - 1979. - September, 24.

I Уоллис, Г. Одномерные двухфазные течении |Текст| / Г. Уоллис ; под ред. проф. И.'Г. Аллдьевл ; перевод с англ U.C. Данилина, Ю.Д. Зейгарника. — М. : Изд-во «Мир». 1972. - 440 с.

I Правила безопасности аммиачных холодильных установок |Текст|: ПБ09-595-03.. утв. Госгехнадзором России 19.06.03. -М : Государственное унитарное предпринтие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортех-надзора России». 2003. - 80с.

2. Refrigeration |Текст| - Охлаждение / American Society о( Healing, Refrigerating and Air-Conditioning lingineers. - Atlanta. Tullle Circle, 2002. - 543 c.

3. Miller, O.K. Sizing dual-suction risers In liquid overleed refrigeration syslems|TeKcr| - Определение параметров двойной

БУМАГИН Геннадий Иванович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Техника и физика низких температур».

ЗОТИН Андрей Сергеевич, аспирант кафедры «Техника и физика низких температур».

Статьи поступила в редакцию 24.12.08 г. © Г. И. Бумагин, А. С. Зотин

удк 621.56 г. И. БУМАГИН

М. А. ПЕРЕБЕЙНОС

Омский государственный технический университет

ТЕРМОСИФОННЫЙ СПОСОБ МОДЕРНИЗАЦИИ АММИАЧНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК_

В статье рассмотрены проблемы устаревших на данный момент аммиачных холодильных установок (ДХУ). Представлен один из современных путей модернизации АХУ, позволяющий снизить эксплуатационные расходы и повысить эффективность работы холодильной установки. Показана проблема отсутствия методик расчета и рекомендаций, для современных схем и оборудования.

Ключевые слова: аммиачная холодильная установка, градирня, приоритетный ресивер.

В настоящее время на территории России действует множество аммиачных холодильных установок (АХУ), пост роенных в эпоху советского времени. Большинство АХУ нуждаются в модернизации, по причине:

— несоответствие холодильных установок современным требованиям действующих норм и правил безопасности (ГШ 09-595-03 «Правила безопасности аммиачных холодильных установок»);

— увеличение эксплуатационных затрат на производство единицы холода;

— увеличение нагрузки на холодильное оборудование.

Наиболее часто встречаются холодильные установки с водяным охлаждением компрессоров, поданные схемы имеют ряд минусов. Так, для охлаждения циркуляционной воды используют в основном:

— охлаждающие пруды;

— градирни.

Охлаждающие пруды, или брызгальные бассейны, предст авляют собой искусственные водоемы (пруды), над поверхностью которых разбрызгивается вода при помощи распылительных сопел (форсунок). Данные сопла подвержены засорению. Кроме того, для

увеличения производительност и охлаждающие пруды должны развиваться но площади. Градирни, в свою очередь, для увеличения производительности могут развиваться не только по площади, но и в высоту.

При обслуживании подоохлаждающих устройств необходимо:

— поддерживать водный баланс и определенный уровень жесткости воды;

— обеспечивать защиту сооружения от засорения и разрушения;

— принимать меры к предотвращению обмерзания водоохлаждающих устройств зимой [ 11. Особенно это актуально для Сибири, где очень часто встречаются явления размерзания поддонов градирен, что усложняет их дальнейшую эксплуатацию в начале летнего сезона.

Изучение современных холодильных установок показало, что возможно полностью отказаться от устаревших, громоздких и трудоемких в эксплуатации охлаждающих устройст в путем применения совместное конденсаторами испарительного типа — приоритетного ресивера (ПР) (рис. 1). Подобные схемы уже применяются за рубежом. Испарительный конденсатор, по существу, является комбинацией

I----Н з

Конденсатор | игтттл г.нЬАаил I

(вмол***и(ли6 \ аоикмгдобомо/о атлм

(Ьру 1*%лн пят/лт •

I тхтныуч мщении Рх!

ПI* 1тлп лхщ/алв

Г

Г

I

л

(«I

яяяяямвя;

ПоЛатЛмлтлм отяд*** ти* ■рпфя'ФЭ

Гвпрцмгигня!ми ■£"(

Рис. I. Включение приоритетного регинера н аммиачную холодильную устанонку

конденсатора и вентиляторной пленочной градирни. Развитая охлаждающая поверхность и высокая скорость движения воздуха позволяют в этом конденсаторе удерживать воду на умеренном температурном уровне и, таким образом, не допускать существенного повышения температуры конденсации [2|. Наряду с сохранением насосно-циркуляционных систем с непосредственным кипением аммиака, замена аммиакоемких батарейных систем охлаждения холодильных камер на современные малоемкие подвесные аммиачные воздухоохладители, является наиболее эффективным путем модернизации и усовершенствования крупных АХУ. Это особенно важно для предприятий с большим числом разнотемпе-ратурных потребителей холода, т.к. обеспечивает снижение аммиакоемкости систем охлаждения почти на порядок.

Включение в стандартные холодильные схемы приоритетного ресивера позволяет значительно снизить эксплуатационные расходы аммиачной холодильной установки. Приоритетный ресивер одновременно может выполнять две задачи:

— с его помощью осуществляется охлаждение масла компрессоров, т.е. не требуются системы оборотного водоснабжения для охлаждения компрессоров;

— при определенном его расчете он полностью заменяет используемые в аммиачных холодильных установках — линейные ресиверы.

I (азвание ресивера исходит из его назначения, а именно, его первостепенной приори тетной задачей является осуществление цикла охлаждения масла компрессоров. Охлаждение происходит по принципу термосифона: за счет перепада температур и сил гравитации рабочее вещество (жидкий аммиак высокого давления) поступает в маслоохладители компрессоров, где аммиак кипит при постоянной темпе-2 ратуре (близкой к температуре конденсации), обра-£ зовавшиеся пары хладагента при этом возвращаются | на конденсаторы (рис. 1) . Для осуществления данного < цикла приоритетный ресивер устанавливается в хо-| лодилыюй схеме сразу после конденсаторов, на более | низкой отметке для обеспечения самотечного слива с аммиака с конденсаторов в ПР При этом также не-% обходимо создать определенный перепад высот меж-__ ду приоритетным ресивером и маслоохладителем с1!1 компрессора, для создания условия самотечного по-

ступления жидкого аммиака в маслоохладитель и дальнейшего его кипения |3|. За счет подведенной теплоты в процессе охлаждения масла компрессоров, образовавшиеся пары аммиака по отдельному трубопроводу отводятся в одном из двух направлений:

— поступают в приоритетный ресивер, откуда — по уравнит ельной линии в нагнетательный трубопровод перед конденсатором;

— поступают в нагнетательный трубопровод перед конденсатором.

При этом важно обеспечить возможность отвода паров аммиака из маслоохладителя путем правильной врезки в магистральный нагнетательный трубопровод.

Приоритетное охлаждение масла компрессоров и обеспечение работы холодильной установки создается определенным конструктивным исполнением ресивера. Для этого внутри сосуда поддерживается определенный уровень жидкого аммиака. Этот уровень является запасом хладагента в момент пуска компрессоров, что позволяет охлаждать компрессорное масло до момента выхода холодильной установки на режим. Уровень зависит от нескольких факторов:

— производительности установки (время выхода на режим аммиачной холодильной установки после длительной остановки);

— от типа (модели) применяемых компрессоров.

В отличие от водяного охлаждения компрессоров

применение приоритетного ресивера с термосифонным эффектом имеет ряд преимуществ:

— полностью исключает из холодильной установки водяные насосы, которые требовались для охлаждения компрессора;

— снижается коррозия металла, т.к. аммиак практически не корродирует сталь, что, в свою очередь, увеличивает срок эксплуатации маслоохладителей;

— маслоохладители, использующие термосифонный способ охлаждения масла, имеют меньшие размеры, за счет лучшего теплообмена;

— не требуется дополнительных площадей для установки приоритетного ресивера, его габариты позволяют устанавливать ПР внутри машинного и аппаратного отделений холодильной установки;

— упрощается эксплуатация аммиачной холодильной установки, за счет компактного размещения оборудования.

На данный момент и отечественной литературе наблюдается дефицит информации по приоритетному ресиверу. Отсутствуеттакже единая методика расчета ПР как в России, так и за рубежом. Остро стоит проблема согласования методик с действующими нормами и правилами безопасности.

В аммиачной холодильной установке можно применять приоритетный ресивер совместно с линейным ресивером, но эта схема имее г гакже ряд минусов:

— увеличивается количество используемого оборудования, арматуры;

— происходит удорожание установки и его последующего монтажа;

— требуется значительная площадь под установку ресиверов.

На наш взгляд, наиболее экономичным является вариант совместить линейный и приоритетный ресивер. Для создания такого сосуда необходима несколько иная методика расчета ПР, нежели для расчета приоритетного ресивера, работающего совместно с линейным. В отечественной литературе данный момент не получил отражения, а необходимость данной методики расчета очень важна для обеспечения надежной работы аммиачной холодильной установки

включающей приоритетный ресивер с максимальной безопасностью.

Библиографический список

1. Проектирование холодильных сооружений |Текст|: Справочник / под ред. А.В. Быкова. - М. : Изд. Пищевая промышленность, 1978. - 255 с.

2. Курылев, Е.С. Холодильные установки |Текст| : учебник для студентов вузов, обучающихся но специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки». — 3-е изд., нерераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Дснинтр. отд-ние, 1980. — 622 с.

3. Systems and Equipment |Тскст| «■ Системы и оборудование / American Society of Heating, Refrigerating and Air-Condltionlng Engineers. - Atlanta: Tullls Circle, 2000. - 532 c.

БУМАГИН Геннадий Иванович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Техника и физика низких темпера тур».

ПЕРЕБЕЙНОС Максим Александрович, аспирант кафедры «Техника и физика низких температур».

Статья поступила в редакцию 24.12.08 г. © Г. И. Бум,и ни, М. А. Псребсйнос

Книжная полка

Ильинский, Н. Ф. Электропривод энерго- и ресурсосбережение [Текст]: учеб. пособие для вузов по специальности 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» / Н. Ф. Ильинский, В. В. Москаленко. - М. ¡Академия, 2008. - 201, |1)с.: рис., табл. - (Высшее профессиональное образование). - Библиогр.:с. 200. - ISBN 978-5-7695-2849-1.

Рассмотрены общие принципы, методы и средства энерго- и ресурсосбережения в элек троприводе и средствами элек тропривода в обслуживаемых им технологических процессах. Приведен отечественный и зарубежный опыт энерго- и ресурсосбережения в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве. Даны примеры практических расчетов технической и экономической эффективности энерго- и ресурсосберегающих мероприятий.

Москаленко, В. В. Электрический привод (Текст): учеб. для вузов по специальности «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» / В. В. Москаленко. - М.: Академия, 2007. - 360, 111 с.: рис., табл. - (Высшее профессиональное образование). - Библиогр.: с. 356-357. -ISBN 978-5-7695-2998-6.

Изложены основы электрического привода. Рассмотрены назначение и реализации электроприводов с двигателями постоянного и переменного токов, их схемы, характеристики, энергетические режимы. Приведены краткие сведения по элементной базе электроприводов. Рассмотрены разомкнутые и замкнутые схемы управления электроприводов и даны примеры схем автоматизации технологических процессов, а также вопросы проектирования элек троприводов, энергетики и энергосбережения в электроприводе и средствами электропривода. Изложение теоретического материала сопровождается примерами решения типовых задач и задачами для самостоятельного решения.

Онищенко, Г. Б. Электрический привод (Текст): учеб. для вузов по специальности «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» / Г. Б. Онищенко. - М.: Академия, 2006. - 287, (1) с.: рис., табл. - (Высшее профессиональное образование). - Библиогр.: с. 285. - ISBN 5-7695-2594-0.

Изложены общие сведения об автоматизированном элек троприводе, его роли в современном машинном производстве, составе, элементной базе и современных системах регулируемого электропривода. Описаны принципы построения и управления электроприводов, а также их свойства. Приведены характеристики электроприводов с двигателями постоянного и переменного тока. Отражены общие подходы к выбору и проектированию электроприводов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.