04 Июл Повышение безопасности эксплуатации холодильных машин и установок
Холодильное хозяйство многих предприятий, находящихся длительное время в эксплуатации, не обеспечивает необходимых условий для осуществления технологических режимов.
Охлаждающие системы таких предприятий имеют серьезные недостатки, которые приводят к опасным условиям работы, например из-за влажного хода, следствием которого может быть гидравлический удар. Такие системы лишены частичной (в том числе защитной) и комплексной автоматизации. К ним относятся безнасосные холодильные системы, в которых жидкое рабочее вещество доставляется к батареям от регулирующей станции или же через отделители жидкости, и насосно-циркуляционные системы с непосредственным охлаждением хладагента, которые не обеспечивают безопасную эксплуатацию компрессорных агрегатов.
Несовершенство технологических процессов хранения и термообработки пищевых продуктов, энергетическая несовместимость отдельных аппаратов холодильной системы, небольшая эффективность систем охлаждения, использование устаревшего оборудования компрессорного цеха, которые часто нарушают опасные режимы работы компрессорного агрегата – это факторы, говорящие о том, что холодильное предприятие требует модернизации (реконструкции) холодильной системы. Характерными недостатками испарительного контура охлаждающей системы являются:
1. отсутствие таких защитных сосудов, как дренажные ресиверы и отделители жидкости, или их недостаточная емкость на всасывающих магистралях охлаждающих безнасосных установок;
2. недостаточная вместимость циркуляционных ресиверов и недопустимая разница по высоте размещения между циркуляционным ресивером и насосом для прокачки хладагента;
3. неравномерное разделение жидкого хладагента по охлаждающим аппаратам;
4. слабоинтенсивный теплообменный процесс в охлаждающих аппаратах; неравномерное температурное поле по объему охлаждаемых объектов.
Условия, которые необходимо реализовать для правильной эксплуатации холодильного предприятия:
1. перевести безнасосные многоиспарительные системы с аммиаком в качестве рабочего вещества на насосно-циркуляционные;
2. модернизация малоэффективных насосно-циркуляционных систем с аммиаком в качестве рабочего вещества с помощью использования принудительной циркуляции воздуха и др.
При этом надо иметь ввиду, что развитие холодильного предприятия, которое связано с повышением его производственной мощности, происходит за счет соответствующего повышения производительности холодильной системы, т. е. на холодильных производствах со слабоинтенсивными методами замораживания и охлаждения модернизацию систем охлаждения рекомендуется осуществлять одновременно с внедрением новой технологии. Последний фактор в ряде случаев требует необходимости перепланировки некоторых камер или цехов холодильного предприятия; упорядочения на базе автоматизации и механизации потоков груза, который поставляется на предприятие; а также реконструкцию действующих охлаждающих систем.
В случае повышения производственной мощности предприятий порой необходимо расширить старые либо же построить новые объекты, которые будут потреблять холод; вводить дополнительные охлаждающие приборы или технологические аппараты, не повышая вместе с тем мощность компрессорного агрегата, площади испарителей и конденсаторов, мощности насосов и не приводя сечение магистральных трубопроводов в соответствие с гидравлической нагрузкой. Теплоограждающие конструкции различных потребителей холода с течением времени перестают удовлетворять предъявляемым к ним требованиям (малая эффективность изоляционного материала, низкое качество монтажных работ, нарушение целостности гидроизоляционного покрытия), что приводит не только к увеличению затрат на производство холода, но и к нарушению технологических режимов (хранения и термообработки продуктов, увеличению естественных потерь продуктов), а также неоправданным затратам энергии.
Использование автоматической защиты в холодильной системе, техническое состояние которое не может обеспечить нормальной эксплуатации, вынуждает персонал, который обслуживает компрессорный цех, отказываться от применения систем автоматики, в результате чего осуществляется переход на неавтоматический (т.е. «местный») режим работы вследствие частых отключений компрессорных агрегатов по аварийному уровню в сосудах охлаждающих систем. Когда холодильная установка переходит на использование автоматики, необходимо учитывать требования действующих основных нормативных документов и рекомендаций.
Данные недостатки в существенной степени можно устранить, если перевести заменить безнасосную систему на насосно-циркуляционную систему с нижней или верхней подачей хладагента в охлаждающие аппараты, отсос хладагента и слив при этом должны быть совмещены в вертикальный циркуляционный ресивер, который будет выполнять еще и функцию отделителя жидкости. Насосно-циркуляционные охлаждающие системы, которые работают по такой схеме, могут обеспечивать максимальную теплопередачу охлаждающих приборов и сухой ход компрессора. Максимальное значение коэффициента теплопередачи достигается вследствие непрерывной циркуляцией и упорядоченным распределением жидкого хладагента. При наличии в охлаждающих системах панельных либо кожухотрубных испарителей жидкий хладагент может доставляться к ним через насосы, если всасывающий патрубок испарителя подключить к вертикальному циркуляционному ресиверу. При переводе безнасосных охлаждающих систем на насосно-циркуляционный необходимо заменять неэффективные охлаждающие приборы (пристенные и потолочные батареи) эффективными вертикальными кожухотрубными испарителями или воздухоохладителями.
Если правильно подобрать, разместить и эксплуатировать воздухоохладители, то можно добиться получения необходимой температуры воздуха и ее равномерного распределения во всем охлаждаемом помещении. Чтобы добиться как можно большей эффективности работы при использовании воздухоохладителей, через которые циркулирует рассол, необходимо добиться скорости циркуляции рассола в воздухоохладителе, которая будет составлять, по меньшей мере, 1,5 м/с. Так как батарею воздухоохладителя, как правило, изготовляют из труб с диаметром 25 X 2 мм, следует контролировать чистоту рассола и использовать антикоррозионные присадки. При выборе способа оттаивания воздухоохладителя следует учитывать специфику его работы. Если работа аппарата автоматизирована, то целесообразно применять электрическое оттаивание. Если воздухоохладитель будет работать в охлаждаемых помещениях, температура воздуха в которых будет выше 2 °С, то батареи необходимо оттаивать с помощью окружающего воздуха. В случае работы холодильных аппаратов в охлаждаемых помещениях, температура воздуха в которых будет меньше 2 °С, и если оттаивание инея происходит за счет горячих паров хладагента или же горячего рассола, следует применять воздухоохладитель без электронагревателей в охлаждающей батарее, но при этом электронагреватели должны присутствовать в поддоне для сбора талой воды. Дренажные трубки рекомендуется обогревать с помощью электрической энергии (из расчета 100 Вт на 1 м трубки). В качестве нагревателя можно использовать провод с высоким сопротивлением, который укладывают на поверхность трубы. Во время эксплуатации воздухоохладителей необходимо знать, что длительность оттаивания непосредственно зависит от количества инея, который образовался на поверхности. Следовательно там, где позволяет технология, оттаивание необходимо проводить как можно чаще, благодаря чему время этого процесса уменьшается.
В насосно-циркуляционные системы, в которых отсос паров и слив жидкости разделены, для улучшения безопасности их эксплуатации необходимо провести следующие меры предосторожности: жидкое рабочее вещество в охлаждающие приборы необходимо подавать непосредственно от перекачивающих хладагент насосов; жидкое рабочее вещество при оттаивании необходимо слить в специальный ресивер; следует увеличить диаметры уравнительных и сливных трубопроводов циркуляционными ресиверами и отделителями жидкости; необходимо заменить горизонтальные ресиверы вертикальными. Однако при этом сохраняется основной недостаток системы – малая эффективность теплопередачи приборов охлаждения из-за недостаточного заполнения труб жидким хладагентом.
Чтобы обеспечить стабильную работу охлаждающих приборов и повысить эксплуатационную надежность холодильной установки в целом, желательно перейти на нижнюю подачу жидкого хладагента в охлаждающие приборы непосредственно от насосов, перекачивающих рабочее вещество, с отсосом и сливом холодильного агента, которые совмещены в вертикальные циркуляционные. В результате этого увеличивается интенсивность теплопередачи охлаждающих приборов благодаря равномерной циркуляции хладагента по всем секциям охлаждения, кроме того ликвидируется противоток жидкости и пара в приборах охлаждения. Если заменять охлаждающий контур холодильной ситемы с трехтрубной схемы (отсос и слив рабочего вещества разделены) на двухтрубную (отсос и слив рабочего вещества совмещены), можно добиться существенного перегрева паров, который поступает на компрессор, при этом повысится безопасность эксплуатации компрессорных агрегатов в случае резкопеременных тепловых нагрузок за счет паров, отсасывающихся из вертикального циркуляционного ресивера.