Новое компрессорное оборудование

Основные характеристики разработанных в отделе винтовых компрессоров и агрегатов для холодильных машин приведены в таблице.

Традиционное  направление работы отдела - поршневые  холодильные компрессоры. Более 30 лет  отдел занимается разработкой компрессоров данного типа холодопроизводительностью  от 3 до 400 кВт в сальниковом, бессальниковом и герметичном исполнениях на различных хладагентах при температурах кипения от -70 до 10 'С. Холодильные машины с этими компрессорами изготовляют в настоящее время московский завод«Компрессор», черкесский завод «Холодмаш», читинский «Машзавод», московский завод «Искра», Касимовский завод холодильного машиностроения, Мелитопольский завод холодильного машиностроения.

В последние  годы с учетом новых требований разработана  гамма современных поршневых  бессальниковых компрессоров холодопроизводительностью от 3 до 35 кВт для Касимовского завода холодильного машиностроения. Однако спад в экономике и отсутствие финансирования не позволили освоить их производство.

Отдел занят  созданием компрессоров целевого назначения - поршневые сальниковые компрессоры холодопроизводительностью 5, 8 и 19 кВт для авторефрижераторов, герметичный компрессор холодопроизводительностью 10 кВт для камер хранения продуктов, сальниковый аммиачный компрессор холодопроизводительностью 19 кВт для фруктоовощехранилищ, бессальниковый компрессор холодопроизводительностью 150 кВт для теплового насоса.

После пятилетнего  перерыва в отделе возобновились  разработки спиральных холодильных  компрессоров.

В настоящее  время подготавливается технический  проект параметрического ряда этих компрессоров холодопроизводительностью от 3 до 24 кВт для работы на хладагентах R22 и R134a в диапазоне температур кипения от +5 до -40 °С, а также для работы в составе тепловых насосов на R142b.

Предполагается  изготовить в 1996 г. пять образцов герметичных компрессоров на хладагенте R22 холодопроизводительностью 6 кВт при температуре кипения 0 °С и конденсации до 60 °С. Компрессор предназначен для транспортного кондиционера.

 

Автоматизированная  компаундная аммиачная холодильная  установка ЗАО “Кубаньоптпродторг”

 

ЗАО “Кубаньонгпродторг”  представляет собой крупнейшую продовольственную  базу по оптовой торговле на юге  России. Отсутствие собственных холодильных  мощностей сдерживало развитие торговли скоропортящимися продуктами питания  и затрудняло обеспечение ими населения края [2, c. 10]. Это предопределило строительство холодильника.

В качестве хладагента был выбран экологически безвредный, доступный и относительно недорогой  аммиак, обладающий хорошими термодинамическими свойствами. Недостаток аммиака заключается в его взрыво- и пожароопасности, что может представлять серьезную угрозу близлежащим объектам и населению.

В связи с  этим приоритетное направление при  разработке схемных решений и  подборе холодильного оборудования заключалось в обеспечении безопасности работы холодильной установки.

В результате анализа систем охлаждения с учетом опыта их эксплуатации предпочтение было отдано компаундпой схеме.

Обзор отечественного и зарубежного рынка холодильного оборудования выявил целесообразность применения поршневых компрессорных агрегатов фирмы Grasso.

На основании  выбранных технических решений  был построен холодильник емкостью 1,5 тыс. т с компрессорным цехом, предназначенный в основном для  хранения замороженной рыбы [2, c. 10].

Холодильная установка, принципиальная схема которой дана на обеспечивает поддержание температур в камерах–25 и 0 °С. При этом температура кипения хладагента в испарителях соответственно–35 °С и–10 °С.

В установке  применена насосно-циркуляционная схема с нижней нодачей хладагента в испарители.

В качестве бустеров использованы компрессорные агрегаты типа RCU 412 холодопроизводительностью 91 кВт при температуре кипения – 40 °С и –10 °С.

На линии  высокого давления установлены компрессорные агрегаты типа RCU 312 холодопроизводительностью 180 кВт при температуре кипения –10 °С и температуре конденсации 40 °С. Блок – картеры компрессоров стальные сварные, охлаждение воздушное. Компрессорные агрегаты с блоками автоматического управления и контроля “Monitron" представлены на рисунке 1.3 по [2, c. 10].

 

Рисунок 1.3 – Размещение компрессорных агрегатов в компрессорном цехе.

 

Каждый компрессорный  агрегат укомплектован программируемым  устройством автоматического управления и контроля (микропроцессор) “Monitron”  нового поколения. Требуемая температура кипения как для системы с температурой кипения –35 °С, так и для системы с температурой кипения –10 °С поддерживается автоматически путем отключения или включения одного или нескольких цилиндров компрессора. Для этого используется механизм подъема пластин всасывающих клапанов, установленных на каждом цилиндре компрессора. Подъемный механизм активируется гидравлическим напором маслонасоса при включении трехходовых соленоидных вентилей.

Для смазки компрессора  и работы гидросистемы применяется отечественное масло марки ХА–30. В каждом агрегате предусмотрена система автоматического возврата уловленного масла в картер компрессора.

В системе охлаждения с температурой кипения –35 °С применен циркуля– ционный ресивер 2 марки 3,5— РДВ с раз-делителем парожидкостного потока хладагента I и стояком- маслоотделителем II согласно рисунка 1.4, по [2, c.10].

 

1 – разделитель парожидкостного потока хладагента; 2 – циркуляционный ресивер 3,5 РДВ; 3, 4, 5 – запорные вентили; 6 – компаундно–циркуляционный ресивер РКЦ-4,ОР; 7 – компрессор ступени высокого давления RCU 312; 8 – насос ЦГ 6,3/20; 9 компрессор RCU 412; 10 – насос 1 ЦГ 12,5/50; 11 – стояк–маслоотделитель

 

Рисунок 1.4 Принципиальная схема компаундпой системы охлаждения:

 

Для поддержания требуемого уровня жидкого аммиака в ресивере 2 подача хладагента осуществляется из жидкостной полости компаундно–циркуляцнонного ресивера 6 в разделитель потоков  1.

Система охлаждения с температурой кипения –10 °С укомплектована компаупдпо–циркуляционным ресивером 6 марки РКЦ-4,0 Р, одновременно выполняющим функции промежуточного сосуда. Жидкий аммиак подается в ресивер 6 из линейных ресиверов. Общий вид размещения ресиверов представлен на рисунке 1.5 [2, c.10].

В схеме аммиачной холодильной установки предусмотрен запорный вентиль 3, объединяющий магистральные всасывающие трубопроводы систем охлаждения с температурой кипения –35 °С и –10 °С. Это позволяет использовать только

компрессоры высокой  ступени при пуске холодильника и понижении температуры в камерах до –15 °С, а также для быстрого повышения давления в ресивере 2 при выпуске из него масла.

 

 

Рисунок 1.5 – Общий вид размещения ресиверов

 

Установленный в схеме запорный вентиль 5объединяет магистральные нагнетательные трубопроводы компрессоров 9 и компрессоров ступени высокого давления 7, что дает возможность в зимний период работать всем компрессорным агрегатам в одноступенчатом режиме. Перед открыванием вентиля 5 необходимо отсечь компаундно–циркуляционный ресивер 6, для чего надо закрыть вентиль 4. Компрессоры низкой ступени могут работать при давлении конденсации до 0,6 МПа. При давлении конденсации более 0,6 МПа компрессоры 9 переводятся в режим бустеров.

Во всех камерах  холодильника применяется воздушное охлаждение. Камеры с температурами -20...-25 °С снабжены подвесными воздухоохладителями ВО-200 и ВО-125, питание которых осуществляется от центробежного герметичного насоса 5 марки 1 ЦГ 12,5/50. В холодильных камерах с температурами до 0 °С используются воздухоохладители ВОН-150 с питанием от насоса 8 марки ЦГ 6,3/20 [2, c.10].

Автоматизация испарительных систем позволяет регулировать температуру в камерах. Для этой цели применены многоточечные реле температуры и позиционные исполнительные механизмы, сленоидные вентили фирмы Danfoss и вентиляторы воздухоохладителей.

Автоматическое  управление аммиачными насосами осуществляется в зависимости от потребности  охлаждаемых объектов в холоде.

При закрытии всех соленоидных вентилей на подводящих трубопроводах системы охлаждения аммиачный насос автоматически останавливается, а при последующем открытии одного из вентилей насос автоматически запускается.

Схемы управления насосами обеспечивают возможность  любой последовательности их включения, а также автоматическую замену резервными. Щит контроля, управления, сигнализации и противоаварийной автоматической защиты АХУ представлен на рисунке 1.6 [2, c.11].

 

Рисунок 1.6 – Щит контроля и управления

 

Распределительные устройства холодильных камер размещены в компрессорном цехе в непосредственной близости от потребителей и аммиачных насосов.

Схема подключения  барботажного маслоотделителя марки МО-150 представлена на рисунке 1.7 [2, c.11].

Питание маслоотделителя 2 жидким аммиаком осуществляется через распределитель потоков 7, размещенный на патрубке линии слива хладагента  из конденсатора. Для поддержания уровня аммиака в маслоотделителе 2 применен уровнедержатель 3. Запорный вентиль 4, размещенный на линии слива аммиака II, при работе должен быть открыт полностью, а запорный вентиль 5– на величину, обеспечивающую заполнение маслоотделителя при максимальной нагрузке компрессорного цеха.

Недоумение  авторов вызывает то, что барботажные маслоотделители типа МО, выпускаемые Коростеньским заводом химического машиностроения, не отличаются по конструкции и принципу действия от своего предшественника — барботажного маслоотделителя ЯЮ-ФМО, защищенного авторским свидетельством.

Конструкция выпускаемых маслоотделителей не предусматривает автоматический выпуск уловленного масла, что представляет существенный недостаток, влияющий на эффективность работы аппарата.

 

 

1 – конденсатор КТ ГА-63; 2 маслоотделитель МО –150; 3 – уровнедержатель; 4, 5– запорные вентили; 6 – линейный ресивер РДГ 1,5; 7 – разделитель потоков жидкого NH₃ I – линия слива NH₃ из конденсатора; II — линия слива NH₃ в ресивер; III – переливная линия уровнедержателя;

 

Рисунок 1.7 – Схема подключения барботажного маслоотделителя:

 

Оборотная система водоснабжения  кожухотрубпых конденсаторов состоит  из водяных насосов, градирен II  “Росинка – 80/1 00” и системы трубопроводов. Работа водяных насосов автоматизирована: при остановке компрессоров высокой ступени насос останавливается, а при пуске одного из компрессоров запускается. При поломке рабочего насоса автоматически пускается резервный. Общий вид конденсаторного отделения с градирнями представлен на рисунке 1.8 [2, c.11] .

 

Рисунок  1.8 – Общий вид конденсаторного отделения с градирнями

При эксплуатации в течение 10 мес. компрессоров фирмы Grasso подтверждены их надежность и экономичность. Так, при полной разгрузке компрессоров RCU 412 (мощность электродвигателя 30 кВт) и RCU 312 (мощность электродвигателя 75 кВт) расход электроэнергии сокращается соответственно до 35 и 24 %. Графическая зависимость энергозатрат на привод компрессоров от ступенчатого регулирования их холодопроизводительности представлена на рисунке 1.9 [2, c.12].

 

 

Рисунок 1.9 – Графическая зависимость энергозатрат на привод компрессоров

 

Зависимость мощности, потребляемой компрессорным цехом, от времени его работы изменялась слабо, в диапазоне 50...75 %, и резко – в диапазоне 75... 100 %. Изменения мощности RCU 312, наоборот, в диапазоне 50...75 % были существенны, а в диапазоне 75... 100 % – незначительны.

При эксплуатации холодильной установки периодически проводились эксперименты по отключению компрессорного цеха на срок от 6 до 24 ч с целью снижения энергозатрат па производство холода.

На рисунке 1.10 представлена одна из графических зависимостей мощности, потребляемой компрессорным цехом, от времени его работы [2, c.12].

 

 

 

Рисунок 1.10 – Графическая зависимость мощности, потребляемой компрессорным цехом, от времени его работы

 

Как видно из графика, принудительное отключение цеха в рабочие дни желаемого эффекта  не принесло. Среднемесячные энергозатраты практически не изменились.

Отключение  цеха в выходные дни, когда холодильник закрыт, позволило получить экономию электроэнергии до 32 % в сутки по сравнению с работой цеха в автоматическом режиме.

Опыт эксплуатации автоматизированной холодильной установки с компаундной схемой подтвердил правильность выбранных технических решений и подбора холодильного оборудования, позволивших повысить безопасность и надежность работы, а также упростивших автоматизацию процесса производства и потребления холода. Наряду с этим компаундная схема более проста и менее громоздка по сравнению с традиционными блочными схемами, что привело к уменьшению строительной площади компрессорного цеха, количества сосудов, арматуры и трубопроводов.