УДК 536.242.2 Э. Г. БРАТУТА, д-р. техн. наук, профессор А. В. ШЕРСТЮК, аспирант Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт».


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте файл и откройте на своем компьютере.
УДК 700 Э0 Г0 БРАТУТА, д-р0 техн0 наук, профессор А0 В0 ШЕРСТЮК, аспирант Национальный технический университет «Харьковский политехнический институтН МОДЕРНИЗАЦИЯ АММИАЧНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧНОСТИ И ПРОДЛЕНИЯ РЕСУРСА ЭКСПЛУАТАЦИИ Представлены результаты модернизации аммиачной холодильной установки Нововодолажского молокозавода0 Представлені результати модернізації аміачної холодильної установки Нововодолажського молокозаводу0 Введение Как известно [], дальнейшее расширение использования в промышленности аммиачных холодильных машин целесообразно по целому ряду показателей0 После преодоления озонового кризиса конца ХХ века потепление климата, по-видимому, станет основной глобальной экологической проблемой XXI века, порожденной деятельностью человека []0 Значительная часть созданных за последнее десятилетие альтернативных хладагентов решением Киотского протокола, принятого в 99 году, наряду с CO , являющегося основным виновником глобального потепления, были отнесены к категории «парниковых газовН0 Так, один килограмм Rа обладает таким же эффектом глобального потепления, как и  килограммов CO , хотя современные оценки показывают, что доля влияния выбросов фреонов на изменение климата в обозримом будущем составит не более  % от общего воздействия на него со стороны всех остальных парниковых газов0 Это активизировало усилия по поиску других хладагентов, которые не вносили бы вклада в глобальное потепление при попадании в атмосферу0 Производители хладагентов не скрывают [], что новые, продвигаемые сегодня на рынок хладагенты играют роль переходных, им на смену придут другие, возможно чуть лучше, но никто не гарантирует, что они надолго задержатся в холодильной промышленности0 Когда международным сообществом будут осознаны эти проблемы, можно ожидать сильного давления на промышленность с целью сокращения выбросов парниковых газов0 В связи с этим интерес специалистов привлекают возможности более широкого применения универсальных природных веществ, таких как аммиак, углеводороды, диоксид углерода и т0 д0 Применение природных рабочих хладагентов должно решать не только экологические проблемы, но и повышать уровень энергоэффективности холодильных машин и тепловых насосов0 Особого внимания требует расширение применения аммиака0 Энергетические показатели аммиачных холодильных машин и установок высоки: с энергетической точки зрения альтернативы аммиаку нет0 Кроме того, аммиак обладает характерным запахом, который позволяет органолептически почти мгновенно определять его утечку0 Аммиак легче воздуха и при утечке поднимается в воздух, уменьшая опасность отравления0 Аммиак не текуч в той степени, которая свойственна другим хладагентам, а учитывая тот фактор, что стоимость аммиака низкая, затраты на первоначальную заправку и следующие дозаправки относительно низкие0 Отрицательные свойства аммиака проявляются только при большом его количестве (несколько тонн) в системе и при условиях, когда могут создаться критические концентрации0 В традиционной насосно-циркуляционной системе заправка аммиака составляет около  кг на  кВт холода0 Сегодня это достаточно легко решается путем перевода крупных холодильных объектов на аммиачные установки, содержащие минимальное количество аммиака и оснащением аммиачной холодильной техники современными высоконадежными средствами автоматизации0 Это привело к расширению области применения аммиака у нас в стране и за рубежом, в частности, к его использованию в промышленных системах кондиционирования и холодоснабжения0 Вместе с тем, большинство отечественных аммиачных холодильных установок (АХУ) морально и физически устарели и нуждаются, в существенной реконструкции, полный объем которой требует значительных затрат и доступен лишь крупным компаниям и корпорациям0 Основная часть В тех случаях, когда инвестируемые средства ограничены, производят частичную реконструкцию аппаратной части холодильной установки, что позволяет значительно улучшить характеристики всей системы, и является относительно малозатратным решением0 Так, одним из способов модернизации ХУ является замена испарительного оборудования0 Этот способ позволяет увеличить производительность компрессоров при практически том же энергопотреблении за счет повышения температуры кипения, также уменьшит аммиакоемкость системы, что обеспечит более безопасную эксплуатацию системы0 Такой способ модернизации рассмотрим на примере Нововодолажского молокозавода0 На данном предприятии была установлена АХУ на базе -х испарительно-конденсаторных агрегатов марки МКТ- и одного испарительно-конденсаторного агрегата марки МКТ-, которые работают на охлаждение рассола0 В состав испарительно-конденсаторного агрегата входит компрессор, кожухотрубный испаритель и кожухотрубный конденсатор0 Схема всей системы представлена на рис0 , а ее параметры сведены в табл0 0 Пары аммиака сжимаются в компрессоре и подаются в кожухотрубный конденсатор, в котором горячие пары охлаждаются водой и конденсируются0 Далее жидкий аммиак дросселируется и поступает в кожухотрубный испаритель, а оборотная вода подается в градирню на охлаждение0 В кожухотрубном испарителе хладагент кипит при температуре - БC и охлаждает рассол до - БC0 Пары аммиака отсасываются компрессором и цикл повторяется0 Рассол после охлаждения подается к потребителю0 Было установлено, что для потребителя достаточно подавать хладоноситель с температурой  БC0 Поэтому в данной системе рассол работает как аккумулятор холода0 При пиковых нагрузках он нагревается до  БC, отдавая накопленный холод, а в период низких нагрузок опять охлаждается до - БC, аккумулируя холод0 Недостатками этой системы являлись необоснованно низкая температура кипения, что повлекло за собой увеличенное энергопотребление, а также использование рассола, имеющего очень высокую коррозионную активность0 Кроме этого в агрегатированных машинах были установлены кожухотрубные испарители, которые характеризуются большой аммиакоемкостью0 Поэтому модернизация была направлена на устранение этих недостатков0 Для этого были демонтированы все кожухотрубные испарители и установлен один пластинчатый теплообменник затопленного типа производительностью 7 кВт, а рассольную часть заменили на систему «лед-водаН0 Это позволило повысить температуру кипения до - БC, а низкая коррозионная активность воды позволит увеличить срок эксплуатации теплообменного оборудования, трубопроводов и трубопроводной арматуры0 Благодаря малому внутреннему объему пластинчатого теплообменника содержания аммиака в системе снизилась до  кг0 Схема модернизированной системы представлена на рис0 0 В модернизированной схеме вместо трех постоянно действовавших компрессоров, агрегатированных собственными испарителями и конденсаторами, в режим постоянной работы были включены лишь два компрессора, а третий Ф переведен в резерв0 При повышение температуры кипения удельный объем всасываемых паров хладагента увеличивается, что в свою очередь увеличивает потребляемую мощность на валу компрессора0 Поэтому при таком схемном решении (рис0 ) для сохранения работоспособности компрессоров мощность электроприводов постоянно действующих компрессоров была увеличена0 Помимо этого с той же целью покрытия пиковых нагрузок по холодопроизводительности кожухотрубные конденсаторы всех трех агрегатов (включая резервный) были объединены для работы в параллельной схеме0 Это позволило обеспечить требуемый уровень передачи количества теплоты при пиковых нагрузках, обусловленный повышением температуры кипения хладагента0 Проведенный поверочный расчет процессов теплопередачи в кожухотрубном конденсаторе марки К с поверхностью  м (в составе агрегата МКТ-) и в конденсаторе К с поверхностью  м (в составе агрегата МКТ-) показал, что при изменившихся параметрах цикла совместная работа объединенных трех конденсаторов позволяет обеспечивать холодопроизводительность до 7 кВт0 Анализ статистики холодопотребления Нововодолажского завода показывает, что указанный уровень теплосъема не только обеспечивает покрытие пиковых нагрузок в летний период, но и создает определенный резерв0 В табл0  даны итоги сравнения эффективности бывшей и модернизированной схем холодильного комплекса0 Кроме того, перевод одного из компрессоров в резерв, естественно, обеспечило продление общего ресурса работоспособности всего комплекса оборудования холодильной станции0 Выводы 0 На примере одного из действующих предприятий пищевой промышленности, использующим холодильную технику, показана существенная необходимость в обосновании целесообразного уровня температуры кипения хладагента в испарителе, непосредственно определяющего возможность реализации энергосберегающих решений0 0 Изменение схемных и режимных характеристик работы холодильных агрегатов, взаимодействующих в общем комплексе, позволяет, как показано в приведенном примере модернизации, не только обеспечить экономию электроэнергии, но и продлевать ресурс работы устаревшего оборудования за счет обеспечения возможности вывода одного (или нескольких) компрессоров в резерв при сохранении требуемой общей холодопроизводительности комплекса0 0 Замена существующих кожухотрубных испарителей современными пластинчатыми теплообменниками позволяет значительно уменьшить вероятность возникновения критических концентраций при аварийных ситуациях0 Список литературы 0 Братута Э0 Г0, Шерстюк В0 Г0 Основные аспекты комплексного подхода к расширению применения аммиака в холодильной промышленности 11 Интегрированные технологии и энергосбережение0 Ф 0 Ф № 0 Ф С0 Ф0 0 Маляренко В0 А0, Варламов Г0 Б0, Любчик Г0 Н0 и др0 Энергетические установки и окружающая среда0 Ф Харьков: ХГАГХ, 0 Ф 98 с0 0 Калинь И0 М0, Васютин В0 А0, Пустовалов С0 Б0 Условия эффективного применения диоксида углерода в качестве рабочего вещества тепловых насосов 11 Холодильная техника0- MODERNIZATION OF AMMONIA COOLING MACHINE FOR THE PURPOSE OF INCREASING EFFICIENCY AND OVERHAUL Ф PERIOD RENEWAL OF OPERATING E0 G0 BRATUTA, D-r Sci0 Tech0, Pf0 A0 V0 SHERSTYUK, The graduate student The modernization’s results of ammonia cooling installation of Kiev milk factory are repre Поступила в редакцию 8009

Приложенные файлы

  • pdf 2469356
    Размер файла: 811 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий