CC BY
138
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.
