Riadiaci systém chladenia. Automatizácia chladiacich strojov

Účel

Propánové chladiace jednotky zemný plyn sú navrhnuté tak, aby súčasne poskytovali požadované parametre rosného bodu pre vodu a uhľovodíky prostredníctvom kondenzácie vody a uhľovodíkovej frakcie (HC) pri nízkych teplotách (až do mínus 30 0 C). Zdrojom chladu je externý propánový chladiaci cyklus.

Hlavnou výhodou takýchto inštalácií je nízka tlaková strata privádzaného prúdu (nie je potrebný priškrtený prietok zemného plynu) a schopnosť extrahovať frakciu C3+ produktu.

Na zamedzenie tvorby hydrátov sa používa vstrekovanie inhibítora: etylénglykolu (pre teploty nie nižšie ako mínus 35 0 C) a metanolu (pre teploty do mínus 60 0 C).

Hlavné výhody

Spoľahlivosť

• Kontinuálny proces založený na kondenzácii vody a uhľovodíkových frakcií v prítomnosti inhibítora tvorby hydrátov.
• Žiadne cyklické výkyvy.
• Plášťový a rúrkový výmenník tepla plyn-plyn s nízkoteplotným tlakom.
• Servisný faktor motora chladiaci kompresor 110%.
• Automatický systém udržiavania tlaku v prijímači počas prevádzky v chladnom podnebí.
• Elektrický ohrev kolektora inhibítora v trojfázovom separátore.

Efektívnosť

• Separátor za studena s účinnými koalescenčnými náplňami a dlhou dobou zotrvania.
• Výmenník tepla plyn-propán (chladič) so zväzkom ponorených rúrok.

Možné možnosti

• Ekonomizér chladiaceho cyklu (štandard pre systémy nad 150 kW a teplotu vyparovania pod mínus 10 0 C).
• Oddeľovač vstupu.
• Výmenník tepla plyn-kvapalina (umožňuje znížiť spotrebu energie kompresora).

Technologický systém

Vlhkou nasýtený prúd zemného plynu sa privádza do vstupného separátora (1), v ktorom sa z prúdu odvádza voľná voda a uhľovodíkové frakcie. Plynná frakcia sa posiela do výmenníka tepla plyn-plyn (2) na predchladenie prúdom suchého stripovaného plynu zo studeného separátora. Aby sa zabránilo tvorbe hydrátov, je výmenník tepla vybavený tryskovými zariadeniami na vstrekovanie inhibítora (metanol alebo etylénglykol).

Ryža. 3 Schematický diagram propánovej chladiacej jednotky

Po predchladení v tepelnom výmenníku plyn-plyn sa prúd privádza do výmenníka tepla plyn-propán (chladič) (4), v ktorom sa prietoková teplota zníži na vopred stanovenú hodnotu výmenou tepla s prúdom vriaceho propánu. Privádzaný prúd je umiestnený vo zväzku rúrok, ktorý je zasa ponorený do objemu chladiva.

Zmes para-kvapalina vytvorená ako výsledok ochladzovania sa posiela na separáciu do nízkoteplotného trojfázového separátora (5), kde sa delí na prúdy stripovaného plynu, kondenzátu a vodou nasýteného inhibítora tvorby hydrátov.

Suchý stripovaný plyn (DSG) sa privádza protiprúdne do výmenníka tepla plyn-plyn (2) a potom sa vypúšťa mimo zariadenia.

Kvapalné frakcie sú vypúšťané nezávislými automatickými regulátormi hladiny do príslušných liniek.

Články k téme

Jednoduché spracovanie plynu

Jednou z našich hlavných úloh je bojovať proti mýtu, že spracovanie plynu je náročné, časovo náročné a drahé. Prekvapivo, projekty, ktoré sa v USA realizujú za 10 mesiacov, trvajú v SNŠ až tri roky. Zariadenia, ktoré zaberajú 5 000 m2 v USA, sa len ťažko zmestia do 20 000 m2 v SNŠ. Projekty, ktoré sa v USA oplatia za 3-5 rokov aj pri výrazne nižších nákladoch na predaj produktov, sa v Rusku a Kazachstane nikdy neoplatia.

Personál údržby neautomatizovanej chladiacej jednotky spúšťa a zastavuje chladiaci stroj, reguluje prívod kvapalného média do výparníka a reguluje teplotu v chladiace komory a chladiaci výkon kompresorov, sleduje činnosť zariadení, mechanizmov a pod.

S automatickým riadením chladiacich strojov tieto manuálne operácie odpadajú. Prevádzka automatizovanej inštalácie je oveľa lacnejšia ako prevádzka ručne nastavenej inštalácie (zníženie nákladov na obsluhu). Automatizovaná inštaláciaúspornejšie v spotrebe energie, presnejšie udržiava špecifikované teplotné podmienky. Automatizačné zariadenia rýchlo reagujú na akékoľvek odchýlky od bežných prevádzkových podmienok a v prípade nebezpečenstva vypnú inštaláciu.

Používajú sa rôzne automatické zariadenia - ovládanie, regulácia, ochrana, alarm a monitorovanie.

Zariadenia automatické ovládanie zapínať alebo vypínať stroje a mechanizmy v určitom poradí; zapnite záložné zariadenie, keď je systém preťažený; zahŕňajú pomocné zariadenia pri rozmrazovaní námrazy z povrchu chladiacich batérií, uvoľňovaní oleja, vzduchu a pod.

Automatické riadiace zariadenia udržujú v určitých medziach základné parametre (teplota, tlak, hladina kvapaliny), od ktorých závisí bežná prevádzka chladiacej jednotky, alebo ich regulujú v súlade s daným programom.

Zariadenia automatická ochrana ak nastanú nebezpečné podmienky (nadmerné zvýšenie výtlačného tlaku, pretečenie odlučovačov kvapalným amoniakom, poškodenie mazacieho systému), vypnite chladiacu jednotku alebo jej časti.

Automatické poplašné zariadenia poskytujú svetelné alebo zvukové signály, keď riadená hodnota dosiahne špecifikované alebo maximálne prípustné hodnoty.

N. D. Kochetkov

322 Automatizácia chladiace jednotky

Zariadenia automatické ovládanie(zapisovače) zaznamenávajú parametre stroja (teplota v rôzne body, tlak, množstvo cirkulujúceho činidla atď.).

Komplexná automatizácia zahŕňa chladiace zariadenia automatické zariadenia riadenie, regulácia a ochrana. Riadiace a signalizačné prostriedky sú potrebné len na monitorovanie správna akcia tieto zariadenia.

V súčasnosti je malá a významná časť strednokapacitných závodov plne automatizovaná; Veľké inštalácie sú vo väčšine prípadov čiastočne automatizované (poloautomatické inštalácie).

AUTOMATICKÉ OVLÁDANIE CHLADENIA

INŠTALÁCIE

Použité automatické riadiace zariadenia sa vyznačujú rôznymi funkciami, ktoré vykonávajú, a princípmi činnosti.

Každý automatický regulátor pozostáva z citlivého prvku, ktorý sníma zmeny v riadenom parametri; regulačný orgán; medziľahlé spojenie spájajúce snímací prvok a regulačný orgán. Uvažujme o spôsoboch regulácie hlavných parametrov a najtypickejších zariadení.

Regulácia teploty chladiacich komôr. Chladiarne musia udržiavať konštantnú teplotu, aj keď tepelné zaťaženie na chladenie batérií.

Konštantná teplota je udržiavaná reguláciou chladiacej kapacity batérií. Jednoduchý a bežný je dvojpolohový riadiaci systém. Pri tomto systéme je v každej komore inštalované samostatné teplotné relé, napr. typ TDDA - dvojpolohové diaľkové tepelné relé (obr. 193), alebo iné typy. Pred vstupom do batérií je na potrubí kvapalného chladiva alebo soľanky inštalovaný solenoidový ventil (obr. 194). Keď teplota vzduchu stúpne na hornú špecifikovanú hranicu, regulátor teploty automaticky uzavrie elektrický obvod solenoidového ventilu. Ventil sa úplne otvorí a chladiaca kvapalina prúdi do batérií; komory sa ochladzujú. Keď teplota vzduchu klesne na dolnú špecifikovanú hranicu, regulátor teploty naopak otvorí okruh ventilu a zastaví prívod studenej kvapaliny do batérií.

Termálny balón 1 (citlivá patróna) regulátora teploty TDDA (pozri obr. 193), čiastočne naplnená tekutým freónom-12,

Automatická regulácia chladiace jednotky 323

umiestnené v chladiacej komore, ktorej teplota musí byť regulovaná. Tlak freónu v tepelnom valci závisí od jeho teploty, ktorá sa rovná teplote vzduchu v komore. Keď sa táto teplota zvýši, tlak v tepelnom valci sa zvýši. Zvýšený tlak sa prenáša cez kapiláru 2 do komory 3, v ktorej je umiestnený mech 4, ktorý predstavuje

čo je vlnitá rúrka. Mech stláča a posúva ihlu 5 v axiálnom smere, čím otáča uhlovú páku 6 (pozri aj obrázok vpravo) okolo osi 7 proti smeru hodinových ručičiek, čím prekonáva odpor pružiny 22. Páka 6 nesie tanierovú pružinu s tyčou 8 k nemu pripevnený, ktorý sa pri pohybe páky proti smeru hodinových ručičiek posúva doľava. K tyči 8 je pripevnený prst 10, ktorý sa pohybuje v štrbine kontaktnej dosky 12. V určitom bode sa prst dostane do kontaktu s pákou 9 a otáča túto páku, ako aj kontaktnú dosku 12 (ktorá je pripojená k páku pružinou 11) okolo osi 13 (v tomto prípade proti smeru hodinových ručičiek). V ňom

324 Automatizácia chladiacich jednotiek

Časom sa spodný koniec kontaktnej dosky približuje k permanentnému podkovovitému magnetu 18 a je ním rýchlo priťahovaný. Hlavný kontakt 17 a kontakt 26 zhášania iskier sú uzavreté. Riadiaci obvod solenoidového ventilu inštalovaného na kvapalinovom potrubí sa zatvára, ventil sa otvára a kvapalina prúdi do batérií.

Keď teplota vzduchu klesá, tlak v tepelnom valci a v komore 3, kde sa nachádza mech, klesá a uhlová páka 6 sa pôsobením pružiny 22 otáča v smere hodinových ručičiek. Prst 10 sa pohybuje od páky 9 na koniec štrbiny v kontaktnej doske 12 (voľná vôľa), tlačí na dosku a po prekonaní príťažlivosti magnetu ju prudko otáča v smere hodinových ručičiek. V tomto momente sa elektrické kontakty otvoria, elektromagnetický ventil sa uzavrie a prívod kvapaliny do batérií sa zastaví.

Automatické ovládanie chladiacich jednotiek 325

Teplota komory, pri ktorej sa elektrické kontakty otvoria, sa nastavuje v závislosti od napnutia pružiny 22. Na nastavenie zariadenia na určitú teplotu otvorenie posunie vozík 21 s ukazovateľom 20 na príslušný dielik teplotnej stupnice 19, čo sa dosiahne otáčaním skrutky 23 s rukoväťou 24.

Zariadenie je regulované na určitý teplotný rozdiel medzi zatvorením a otvorením elektrické kontakty. Tento rozdiel závisí od veľkosti voľnej vôle prsta 10 v štrbine kontaktnej dosky. Voľná ​​vôľa sa mení, keď sa horný koniec páky 9 pohybuje pozdĺž štrbiny, čo sa dosiahne otáčaním vačky 14 okolo osi 13. Čím väčší je polomer vačky v mieste dotyku páky 9, tým väčšia je voľná vôľa a tým väčší je teplotný rozdiel medzi zatvorením a rozopnutím kontaktov.

Regulátor teploty TDDA zabezpečuje vypnutie solenoidového ventilu v rámci teplotnej stupnice od -25 do 0°C. Možná chyba je ±1°C. Minimálny rozdiel zariadenia je 2°C, maximálny nie je menší ako 8 ° C. Hmotnosť zariadenia je 3,5 kg, dĺžka kapiláry 3 m.

Pre veľké chladničky bol vyvinutý viacbodový centralizovaný systém pre automatickú reguláciu teploty v komorách - stroj Amur. Takéto stroje sa vyrábajú so 40, 60 a 80 kontrolnými bodmi. Možno nimi regulovať nielen teplotu vzduchu, ale aj teplotu varu chladiva, teplotu soľanky a pod. Stroj má zariadenia na meranie teploty na kontrolných bodoch.

Solenoidové (elektromagnetické) ventily (pozri obr. 194) fungujú nasledovne. Keď je na cievku elektromagnetu privedené napätie, a elektrické pole, ktorý stiahne jadro; príslušný prepúšťací ventil sa zdvihne a odhalí sedlo s malým priemerom. Potom kvapalina z výtlačnej strany, t.j. z dutiny nad ventilom (vo ventile SVA) alebo nad membránou (vo ventile SVM) cez priechodné otvory a malé sedlo, vstupuje do dutiny pod ventilom. Ventil je zbavený tlaku, ktorý ho tlačil na sedlo, a otvára sa, aby umožnila tekutine prúdiť pod tlakom z výtlačného potrubia. Po vypnutí cievky elektromagnetu naopak jadro s vykladacím ventilom spadne dole a zakryje sedlo malého priemeru. Tlak zhora na hlavný ventil sa zvyšuje a pod vplyvom vlastnej hmotnosti a pružiny klesá na sedlo a blokuje tok kvapaliny.

Elektromagnetické ventily patria medzi najbežnejšie automatizačné zariadenia pre čpavkové a freónové chladiace jednotky.

326 Automatizácia chladiacich jednotiek

Nový Pre kvapalný a plynný freón a čpavok, soľanku a vodu sa vyrábajú solenoidové ventily s menovitým priemerom 6 až 70 mm. Predtým sa používali prevažne piestové solenoidové ventily typu SBA; V V poslednej dobe Používajú sa membránové ventily typu SVM s vylepšenou konštrukciou. Teplota pracovného prostredia sa môže pohybovať od -40 do +50° C. Elektromagnetický ventil (s filtrom pred ním) sa inštaluje na vodorovný úsek potrubia vo zvislej polohe.

Regulácia teploty vzduchu je možná aj zmenou teploty alebo prietoku chladiva (s chladením chladiva soľankou) v batériách pomocou proporcionálnych regulátorov teploty PRT. Takéto regulátory sa používajú zriedka.

Ak chcete automaticky regulovať teplotu vzduchu pri použití malých freónových inštalácií s jedným chladeným predmetom, zapnite a vypnite kompresor. Na jej zapnutie a vypnutie slúžia zariadenia, ktoré reagujú na teplotu alebo tlak varu vo výparníku, prípadne priamo na teplotu vzduchu v komore.

Regulácia chladiaceho výkonu kompresorov. Tepelné zaťaženie chladiacich komôr sa môže značne líšiť v závislosti od množstva a teploty prichádzajúcich produktov, teploty životné prostredie a ďalšie faktory. Chladiaci výkon inštalovaných kompresorov je zvolený tak, aby udržal požadované teploty v tých najťažších podmienkach.

V malých freónových inštaláciách s priamym odparovaním je výkon kompresorov regulovaný súčasne s reguláciou teploty chladeného objektu metódou štart-and-stop na zodpovedajúcich hodnotách jedného z nastaviteľných parametrov.

V strojoch s chladením soľanky je najvhodnejším parametrom na reguláciu výkonu kompresora teplota soľanky na výstupe z výparníka. Ak sa tepelná záťaž zníži, teplota soľanky vo výparníku rýchlo klesne na dolnú nastavenú hranicu a regulátor teploty (napr. typ TDDA), ktorý otvorí obvod cievky magnetického štartéra, zastaví elektromotor kompresora. Keď teplota stúpne na hornú špecifikovanú hranicu, regulátor teploty uvedie kompresor späť do prevádzky. Čím väčšie je tepelné zaťaženie výparníka (chladiace batérie), tým dlhšie kompresor pracuje. Zmenou pomeru pracovného času, požadovaný Automatické ovládanie chladiacich jednotiek 327

priemerný výkon kompresora.

V stredných a veľkých inštaláciách systém obsahuje veľké množstvo batérie určené na chladenie mnohých miestností. Keď sa dosiahnu nastavené teploty samostatné izby Niektoré chladiace batérie musia byť vypnuté a chladiaci výkon kompresorov musí byť zodpovedajúcim spôsobom znížený.

Najprijateľnejšia je v tomto prípade viacpolohová (kroková) regulácia zmenou pracovného objemu opísaného piestami kompresora. V inštaláciách s viacerými kompresormi sa viacpolohová regulácia vykonáva zapínaním a vypínaním jednotlivých kompresorov riadených regulátormi teploty s posunutými hranicami nastavenia. Prítomnosť dvoch identických kompresorov umožňuje získať tri stupne chladiaceho výkonu: 100-50-0%. Dva kompresory AB-100 a AU-200 poskytujú štyri stupne chladiaceho výkonu: 100-67-33-0%. Krokové riadenie viacvalcových nepriamych kompresorov je možné odstavením jednotlivých valcov stláčaním sacích ventilov pomocou špeciálneho mechanizmu ovládaného nízkotlakovým relé.

Oveľa menej často využívajú plynulé riadenie výkonu kompresora škrtením nasávanej pary, zmenou hodnoty mŕtveho objemu kompresora a pod. Tieto spôsoby sú energeticky nevýhodné. Pomerne perspektívnou metódou je metóda regulácie chladiaceho výkonu zmenou otáčok kompresora (použitie viacrýchlostných elektromotorov).

Regulácia prívodu chladiva do výparníka. Bez ohľadu na veľkosť tepelného zaťaženia musia automatické riadiace zariadenia zabezpečiť správne plnenie výparníka chladivom. Nesmie sa dovoliť prebytočná kvapalina vo výparníku, pretože to vedie k zníženiu prevádzkovej účinnosti a vzniku vodne kladivo(„mokrý chod“)

Pri nedostatku kvapaliny sa niektorá časť povrchu nevyužíva, čím sa tiež zhoršuje prevádzkový režim v dôsledku poklesu teploty vyparovania.

Zariadeniami, ktoré regulujú prívod kvapaliny do výparníka, sú termostatické expanzné ventily (TRV) a plavákové regulačné ventily (TRV). V tých istých zariadeniach sa vykonáva proces škrtenia kvapaliny.

Hlavným typom vyrábaných termostatických ventilov je membránový, v kovovom puzdre. Schéma zapojenia expanzného ventilu je znázornená na obr. 195. Činnosť zariadenia závisí od prehriatia hornice vznikajúcej pri vyparovaní

328 Automatizácia chladiacich jednotiek

telo Neprítomnosť prehriatia naznačuje, že vo výparníku je prebytočná kvapalina a možnosť jej vstupu do sacieho potrubia a kompresora. V tomto prípade expanzný ventil automaticky zastaví prívod kvapaliny do výparníka. Veľké prehrievanie pár chladiva pri nasávaní sa naopak podpisuje na jeho nedostatku vo výparníku. Za týchto podmienok expanzný ventil zvyšuje prietok kvapaliny.

V čpavkovom ventile TRVA je tepelný valec (citlivý prvok zariadenia) naplnený freónom-22, ktorý je prevádzkovým tlakom blízky čpavku. Tepelný valec je pevne pripevnený k saciemu potrubiu; má teplotu pár amoniaku opúšťajúcich výparník.

Automatické ovládanie chladiacich jednotiek 329

Pri zmene teploty sa mení tlak v tepelnom valci. Ventilový ventil je mechanicky spojený s membránou, na ktorú je zhora aplikovaný tlak pary z tepelného valca prenášaný cez kapiláru a tlak z výparníka zospodu cez vyrovnávaciu trubicu (cez armatúru 7 ). Pohyb membrány a zároveň otvorenie ventilu, ktorý reguluje prívod kvapaliny do výparníka, závisí od rozdielu udávaných tlakov, úmerného prehriatiu pary na výstupe z výparníka. Amoniak vstupuje do TRVA cez armatúru 10. Škrtenie nastáva tak vo ventilovom otvore, ako aj čiastočne v škrtiacej trubici 8, čo zaisťuje pokojnejší a rovnomernejší prietok prostriedku cez ventil.

Počas prevádzky stroja TRVA udržiava konštantné prehrievanie pary; Vhodným nastavením je možné meniť veľkosť prehriatia v rozsahu od 2 do 10 °C. Nastavenie sa vykonáva pomocou skrutky 4 a príslušných nastavovacích kolies. Keď sa skrutka otáča, mení sa napätie pružiny 3, ktorá pôsobí proti otvoreniu ventilu.

TRVA umožňuje spoľahlivo regulovať prívod čpavku do rôznych typov výparníkov pri teplotách varu od 0 do -30°C. Napájanie plášťových výparníkov pre chladenie soľanky je upravené pri nízkom prehrievaní (od 2 do 4° C). Dostupné sú rôzne modely TRVA, navrhnuté pre chladiaci výkon od 6 do 230 kW (~5-200 Mcal/h).

TRV pre 12-190 kW 10-160 Mcal/h) pre freónové inštalácie sú svojou konštrukciou blízke ventilom typu TRVA. V malých freónových strojoch sa používajú membránové expanzné ventily bez vyrovnávacích potrubí.

Regulácia prívodu čpavku do výparníkov a nádob s voľnou hladinou kvapaliny je možná pomocou nízkotlakových plavákových regulačných ventilov PRV (obr. 196).

PRV sa nastaví na úroveň, ktorú je žiaduce udržiavať vo výparníku (alebo inej nádobe). Teleso prístroja je spojené s výparníkom vyrovnávacím vedením (kvapalina a para). Zmena hladiny kvapaliny vo výparníku vedie k zmene hladiny v telese ventilu. Zároveň sa zmení poloha plaváka vo vnútri puzdra, čo spôsobí pohyb ventilu a zmenu plochy prierezu pre prietok kvapaliny z kondenzátora do výparníka.

V plavákových ventiloch nepriechodného typu chladivo po priškrtení vo ventilovom otvore vstupuje priamo do výparníka a obchádza plavákovú komoru. V priamočiarych ventiloch chladivo po priškrtení vstupuje do plavákovej komory a z nej sa vypúšťa do výparníka.

330 Automatizácia chladiacich jednotiek

Automatické ovládanie chladiacich jednotiek 331

monitorovanie hladiny kvapaliny vo výparníkoch a nádobách. Na rozdiel od nízkotlakových ventilov môže byť PR-1 inštalovaný na rôznych úrovniach vo vzťahu k výparníku a kondenzátoru.

K telesu ventilu je privarená armatúra, ktorá spája ventil so spodnou časťou kondenzátora. Vo vnútri tela je plavák spojený pákou s ihlovým ventilom. Amoniak prechádza otvorom v sedle ventilu, kanáli a škrtiacej trubici k výstupu

armatúrou a cez ňu do potrubia do výparníka. Vo vnútri tela ventilu je kapilárna trubica. Jeho horný koniec je otvorený a spodný koniec je pripojený k škrtiacej trubici pomocou kanálov. Tlak vo ventile je nastavený o niečo nižší ako v kondenzátore; kvapalina z neho prúdi do telesa ventilu. Pod vplyvom kvapaliny sa plavák vznáša. Čím viac kvapaliny vstúpi do telesa pop-shop, tým viac sa ventil otvorí, aby mohol prejsť do výparníka. Pri použití ventilu typu PR-1 je kondenzátor bez kvapaliny. Preto musí byť množstvo amoniaku v systéme také, že keď amoniak úplne prúdi do výparníka, hladina kvapaliny v ňom nie je vyššia ako medzi prvým a druhým radom výparníkových rúr zhora. S touto náplňou

332 Automatizácia chladiacich jednotiek

eliminuje riziko vstupu kvapalného amoniaku do sacieho potrubia a vytvára priaznivé podmienky pre intenzívnu výmenu tepla vo výparníku.

Na polohové riadenie hladiny kvapaliny v chladiacich jednotkách sa často používajú nepriame regulátory hladiny pozostávajúce z diaľkového indikátora hladiny (napr.

DU-4, RU-4, PRU-2) a ním riadený solenoidový ventil. Tieto zariadenia sú zaradené do okruhu (obr. 198) tak, že v prípade nadmerného zvýšenia hladiny kvapaliny v zariadení diaľkový indikátor otvorí elektrický riadiaci obvod elektromagnetického ventilu a ten uzavrie, čím zastaví prívod chladiva. do výparníka.

Ak sa hladina kvapaliny vo výparníku zníži v porovnaní s optimálnou úrovňou, diaľkový indikátor opäť uzavrie elektrický obvod solenoidového ventilu; prívod tekutiny sa obnoví.

Regulácia prívodu chladiacej vody do kondenzátora.

Voda sa privádza do kondenzátora cez vodný regulačný ventil

(obr. 199), pričom sa udržiava približne konštantný tlak a kondenzačná teplota pri rôznych zaťaženiach. Kondenzačný tlak je vnímaný ventilovou membránou alebo vlnovcom, čím sa mení poloha vretena a prierez pre prechod vody. V inštaláciách s chladiacimi vežami sa vodné regulačné ventily nepoužívajú.
Automatická ochrana a alarm 333

Z NEBEZPEČNÝCH REŽIMOV

Počas prevádzky chladiacich strojov a zariadení môžu v dôsledku porúch jednotlivých komponentov alebo zostáv, ako aj v dôsledku porúch v systémoch zásobovania energiou a vodou nastať nebezpečné stavy: zvýšenie tlaku a teploty, hladina kvapaliny v jednotlivých zariadeniach alebo strojoch komponentov, strata mazania trecích častí para, nedostatok chladiacej vody a pod. Ak sa neprijmú okamžité opatrenia, kompresory, výmenníky tepla alebo iné súčasti zariadenia sa môžu poškodiť alebo zničiť. To predstavuje vážne nebezpečenstvo pre zdravie a život obsluhujúceho personálu.

Ochrana chladiacich strojov a zariadení zahŕňa celý rad technických a organizačných opatrení na zabezpečenie ich bezpečná prevádzka. V tejto kapitole sa budú brať do úvahy iba tie z nich, ktoré sa vykonávajú na základe automatických nástrojov a zariadení.

METÓDY OCHRANY

Metódy ochrany zahŕňajú zastavenie stroja alebo celej inštalácie, zapnutie núdzových zariadení, vypustenie pracovnej látky do atmosféry alebo jej prenesenie do iných zariadení.

Zastavenie stroja alebo celého závodu. Táto metóda sa vykonáva pomocou automatického ochranného systému (APS), ktorý pozostáva z primárnych zariadení - ochranných relé snímačov (alebo jednoducho ochranných relé) a elektrického obvodu, ktorý premieňa signály z ochranného relé na signál zastavenia. Tento signál sa prenáša do automatického riadiaceho obvodu.

Ochranné relé vnímajú riadené technologické veličiny a pri dosiahnutí maximálne prípustných hodnôt generujú alarm. Tieto zariadenia majú najčastejšie charakteristiky zapnutia a vypnutia relé. Počet snímačov-relé zahrnutých v riadiacom systéme je stanovený minimálne požadované množstvo kontrolované množstvá.

Elektrický obvod sa vykonáva v jednej z troch možností, podľa ktorých môže byť SAZ jednočinný, opakovaný a kombinovaný.

Jednočinná SAZ zastaví stroj alebo inštaláciu pri spustení akéhokoľvek ochranného relé a znemožňuje automatické spustenie až do zásahu personálu údržby. Tento typ SAZ je bežný hlavne na veľkých a stredne veľkých strojoch. Ak inštalácia funguje bez nepretržitej údržby a zariadenie nemá automaticky spínanú rezervu, potom je systém núdzového riadenia doplnený o špeciálny poplašný systém pre núdzové volanie personálu.

SAZ s reštartom zastaví stroj pri aktivácii ochranného relé a nezabráni jeho automatickému zapnutiu, keď sa relé vráti do normálneho stavu. Používa sa hlavne v malých inštaláciách komerčného typu, kde sa snažia zjednodušiť automatizačný okruh.

V kombinovanom SAZ Niektoré z ochranných relé, ktoré riadia najnebezpečnejšie parametre, sú zahrnuté v jednočinnom elektrickom obvode a niektoré s menej nebezpečnými parametrami sú zahrnuté v obvode s opakovanou činnosťou. To vám umožní automaticky reštartovať stroj bez pomoci personálu, ak to neznamená riziko nehody.

V praxi existuje aj druh ochrany nazývaný blokovanie. Jeho rozdiel je v tom, že signál neprichádza z ochranného relé, ale z prvku monitorovacieho alebo riadiaceho obvodu inej jednotky alebo inštalačnej jednotky (napríklad čerpadlo, ventilátor atď.). Blokovanie bráni spusteniu alebo chodu stroja pri nedodržaní stanoveného poradia spustenia riadených jednotiek. Typicky sa blokovanie vykonáva pomocou schémy opätovného zatvárania.

Aktivácia núdzových zariadení. Túto metódu vykonáva aj SAZ.

Núdzové zariadenia zahŕňajú:

Výstražný alarm o nebezpečných režimoch, ktorý sa používa v obzvlášť veľkých inštaláciách s nepretržitou údržbou, aby sa predišlo zastaveniu stroja, ak je to možné;

Alarm, ktorý informuje personál o spustenej ochrane, ako aj dešifruje konkrétnu príčinu núdzovej situácie;

Núdzové vetranie, ktoré sa aktivuje pri zvýšení miestnej alebo všeobecnej koncentrácie výbušných a horľavých, ako aj toxických pracovných látok (napríklad amoniaku).

Uvoľnenie pracovnej látky do atmosféry alebo prenos do iných zariadení. Táto metóda sa vykonáva pomocou špeciálnych bezpečnostných zariadení (poistné ventily, bezpečnostné dosky, tavné zátky atď.), ktoré nie sú súčasťou CAZ. Ich účelom je zabrániť zničeniu alebo výbuchu nádob a prístrojov pri zvýšení tlaku v dôsledku poruchy inštalácie, ako aj v prípade požiaru. Voľba bezpečnostné zariadenia a určujú sa pravidlá ich používania regulačné dokumenty v súlade s bezpečnostným a prevádzkovým poriadkom pre tlakové nádoby.

SYSTÉMY OCHRANY BUDOV

Ochranné systémy sa líšia v závislosti od typu chladiaceho agregátu, jeho veľkosti, prijatého spôsobu prevádzky a pod. Pri konštrukcii všetkých bezpečnostných systémov je potrebné brať do úvahy všeobecné zásady, ktoré zaisťujú najvyššiu mieru bezpečnosti prevádzky. Ako príklad považujeme schematický diagram kompresnej chladiacej jednotky SAZ, pozostávajúcej z kompresora KM s elektromotorom D, výmenníkov tepla TA a pomocné zariadenia VU - čerpadlá, ventilátory atď. (obr. 7.1). Diagram je prezentovaný vo všeobecnej forme bez uvedenia konkrétnych veličín a parametrov podliehajúcich kontrole.

Ryža. 7.1. Schematický diagram SAZ

Malo by sa dohodnúť, že SAZ je navrhnutý tak, aby zastavil kompresor, keď jeden z parametrov dosiahne maximálnu prípustnú hodnotu.

SAZ má desať ochranných kanálov. Kanály 1-8 fungujú zo zodpovedajúcich ochranných relé, ktoré snímajú parametre procesu. Kanály 9 a 10 zabezpečujú blokovanie kompresora a pomocných zariadení.

Súčasťou systému je kľúč, ktorým v prípade potreby (pri testovaní a zábehu) môžete časť vypnúť ochranné relé a blokovacie obvody (2, 3, 5, 6, 8, 9, 10). Tie ochrany, ktoré musia fungovať v akomkoľvek prevádzkovom režime inštalácie, nemožno vypnúť.

Elektrický obvod SAZ pozostáva z dvoch častí. Prvá časť, ktorá obsahuje kanály 2, 5, 9 a 10, pracuje podľa metódy reštartu a druhá so zvyšnými kanálmi poskytuje ochranu fungujúcu na jednočinnom princípe a riadi najkritickejšie parametre. Keď dosiahnu maximálne prípustné hodnoty, SAZ zastaví kompresor. Jej následné spustenie je možné až po zásahu personálu, ktorý pomocou špeciálneho tlačidla ochranu uvedie do činnosti.

Signály z elektrického obvodu automatického riadiaceho systému sú privádzané do automatického riadiaceho obvodu riadiacej jednotky. Tieto signály zastavia motor kompresora bez ohľadu na prevádzkové riadiace signály operačného zosilňovača.

Okrem hlavnej funkcie SAZ - núdzového zastavenia kompresora, vykonáva aj pomocné operácie: zapnutie potrebných núdzových zariadení, ako aj svetelné a zvukové alarmy. Alarm ochrany proti dekódovaniu s opätovným zapnutím funguje len dovtedy, kým sledovaný parameter nevstúpi do normálnych limitov. Alarm jednočinnej ochrany zostáva zapnutý po aktivácii až do stlačenia tlačidla štart, bez ohľadu na skutočný stav sledovaného parametra. Takáto schéma si „pamätá“ ochranu, ktorá nastala, a informuje personál na neobmedzený čas.

Uvedenú schému možno považovať len za príklad konštrukcie riadiaceho systému. Špecifické systémy sa od neho môžu líšiť v počte kanálov a spôsoboch ich zaradenia.

Hlavnou požiadavkou na SAZ je vysoká spoľahlivosť, ktorá sa dosahuje použitím vysoko spoľahlivých ochranných relé a prvkov elektrického obvodu, redundanciou relé a iných ochranných prvkov v obzvlášť kritických prípadoch, znížením počtu prvkov postupne zaradených do SAZ použitím najbezpečnejších možnosti pre elektrické obvody, organizovanie preventívnych kontrol a opráv počas prevádzky.

Použitie vysoko spoľahlivých ochranných relé a prvkov elektrického obvodu je najjednoduchší a najprirodzenejší spôsob, pretože za rovnakých okolností vám použitie spoľahlivejších prvkov umožňuje vytvoriť spoľahlivejší systém. Treba mať len na pamäti, že počas prevádzky majú relé a ďalšie prvky bezpečnostného ochranného systému veľmi malú cyklickú prevádzkovú dobu (malý počet operácií). Preto by sa pri posudzovaní spoľahlivosti nemalo brať do úvahy cyklická životnosť a cyklický čas medzi poruchami, ale iné ukazovatele, ktoré charakterizujú schopnosť prvkov zostať pripravených na prevádzku (napríklad čas medzi poruchami). V tomto prípade sa každé narušenie schopnosti prvku považovať za poruchu.

Redundancia je paralelné zahrnutie dvoch alebo viacerých homogénnych a spoločne pracujúcich prvkov, ktoré vykonávajú rovnaké funkcie. Porucha jedného z nich nenaruší výkon systému ako celku. Redundancia sa používa v obzvlášť nebezpečných prípadoch, keď náhla porucha riadiaceho systému môže viesť k vážnym následkom. Medzi takéto prípady patrí napríklad ochrana proti vniknutiu kvapalného amoniaku do piestového kompresora. Na tento účel sú na nádobách pred kompresorom nainštalované hlavné a záložné hladinové spínače.

Zjednodušená schéma (obr. 7.2) zobrazuje odlučovač chladiacej kvapaliny kvapalného amoniaku inštalovaný medzi výparníkom a kompresorom Km. Počas normálnej prevádzky sa v odlučovači kvapalín nenachádza žiadny kvapalný amoniak. Keď sa kvapalina uvoľní z výparníka, hromadí sa v odlučovači kvapalného amoniaku a ak jeho hladina dosiahne povolenú hranicu, aktivujú sa ochranné relé РЗ 1 a РЗ 2 (ich primárne konvertory sú znázornené na schéme). Obe relé sú neustále zapnuté a vykonávajú rovnakú funkciu. Táto redundancia výrazne zvyšuje spoľahlivosť, pretože pravdepodobnosť súčasného zlyhania oboch relé je extrémne nízka.

Zníženie počtu prvkov postupne zaradených do BAS je jedným zo spôsobov, ako zvýšiť spoľahlivosť elektrických obvodov BAS. Väčšina spoľahlivý systém, v ktorom sú ochranné relé pripojené priamo na spúšťač motora kompresora bez medzičlánkov. Táto schéma sa však používa iba v najmenších inštaláciách. Pri väčších inštaláciách sa musia použiť medziľahlé relé, čo znižuje spoľahlivosť. Preto je počet po sebe nasledujúcich medziľahlých prvkov zahrnutých v obvode núdzové vypnutie kompresor by mal byť minimálny.

Ryža. 7.2. Zjednodušená schéma odlučovača kvapalín s redundantnými ochrannými relé

z mokrého chodu kompresora

Pri použití najbezpečnejších elektrických obvodov sa kompresor zastaví, keď sa vyskytnú poruchy v riadiacom systéme. Najtypickejšou poruchou elektrického obvodu je prerušenie (zmiznutie napätia alebo prúdu), ku ktorému môže dôjsť pri fyzickom prerušení vodičov, spálení kontaktov, výpadku rádioelektronických prvkov (diódy, tranzistory, odpory atď.) alebo pri výpadku napájania. nefunkčnosť zdrojov. Aby tieto poruchy boli signalizované ako havarijné, je potrebné, aby v ochranných obvodoch za normálnych podmienok cirkuloval prúd a jeho ukončeniu zodpovedal signál núdzového zastavenia. Preto je najbezpečnejší elektrický ochranný obvod založený na normálne uzavretých kontaktoch alebo iných prvkoch.

V obvode (obr. 7.3) sú teda kontakty ochranných relé РЗ 1, РЗ 2 a РЗ 3 zatvorené, ak sú kontrolované hodnoty v normálnych medziach, a sú otvorené, keď sú dosiahnuté maximálne prípustné hodnoty. . Tieto kontakty sú zapojené do série s obvodom vinutia elektromagnetického relé RA, ktoré pri spustení ochrany vypne vinutie magnetického štartéra (nie je znázornené na schéme) a zastaví kompresor.

Ryža. 7.3. Elektrický ochranný obvod pre normálne uzavreté kontakty

Pri zovretí všetkých kontaktov ochranného relé je možné krátkym stlačením tlačidla KVZ uviesť obvod elektromagnetického relé do činnosti. V tomto prípade bude prúd prechádzať vinutím elektromagnetického relé, toto relé bude fungovať a uzavrie svoj kontakt RA. Po uvoľnení tlačidla zostane obvod pod napätím. Stačí, aby jedno z ochranných relé otvorilo kontakt a elektromagnetické relé sa uvoľní a jeho kontakt sa otvorí. Reštartovanie bude možné až po stlačení tlačidla. Toto je schéma jednej akcie. V okruhu reštartu nie je potrebný kontakt PA a tlačidlo.

Organizácia preventívnych prehliadok a opráv počas prevádzky zohráva rozhodujúcu úlohu pri zabezpečovaní bezpečnej prevádzky zariadení. Tieto opatrenia, ak sa vykonávajú v požadovaných intervaloch, prakticky eliminujú nebezpečné situácie spojené s náhlymi poruchami v systéme.

Na organizovanie preventívnych kontrol je potrebné, aby bezpečnostné ochranné systémy boli vybavené zariadeniami a zariadeniami, ktoré umožňujú, ak je to možné, plne kontrolovať výkon ochrán. V tomto prípade je žiaduce, aby kontrola nespôsobila, že inštalácia prekročí maximálne prípustné režimy. V diagrame (pozri obr. 7.2) teda môžete skontrolovať činnosť ochranného relé bez naplnenia odlučovača kvapalín.

Počas normálnej prevádzky sú ventily B1 a B2 otvorené a ventil B3 je zatvorený. Primárne meniče ochranných relé RZ 1 a RZ 2 sú pripojené k nádobe.

Pre kontrolu zatvorte ventil B 2 a otvorte ventil B 3. Z potrubia sa kvapalina privádza priamo do plavákových komôr hladinového spínača a plní ich. Ak relé fungujú správne, potom keď sú spustené, vydávajú zodpovedajúce signály.

Potom sa ventil B3 uzavrie a ventil B2 sa otvorí. Kvapalina prúdi do nádoby, čo naznačuje, že spojovacie potrubie nie je upchaté.

Počas prevádzky musí byť zavedený harmonogram preventívnych kontrol, ktorých frekvencia by sa mala zvoliť s prihliadnutím na skutočné ukazovatele spoľahlivosti.

ZLOŽENIE SAZ

Počet parametrov kontrolovaných pomocou bezpečnostného ochranného systému závisí od typu zariadenia, jeho veľkosti a výkonu, typu chladiva atď. Typicky sa počet ochrán zvyšuje s veľkosťou zariadenia. V závodoch na výrobu amoniaku sa zvyčajne používajú komplexnejšie riadiace systémy.

V tabuľke 7.1 uvádza odporúčaný zoznam sledovaných parametrov pre najbežnejšie typy chladiace zariadenie. Pre niektoré typy zariadení sa ponúka niekoľko možností ochrany, ktoré sa vyberajú na základe konkrétnych podmienok. Takže pre hermetické kompresory možno použiť dve možnosti. Uprednostňuje sa možnosť so vstavanými zariadeniami na ochranu pred zvýšením teploty vinutia elektromotora, pretože rovnaký počet zariadení poskytuje ochranu pred viac poruchy.

V tabuľke 7.1 nezahŕňa kompresory pre domáce chladničky a klimatizácie.

Niektoré ochrany zahrnuté v SAZ nemusia byť zaradené do jednočinného obvodu v prípade potreby môžu byť zaradené do opakovaného obvodu.

Pri obzvlášť veľkých inštaláciách so skrutkovými a odstredivými kompresormi sa odporúča použiť výstražný alarm. Keď parametre dosiahnu maximálne prípustné hodnoty, aktivuje sa varovný alarm. Kompresor sa zastaví iba vtedy, ak po určitom čase parameter neklesne do normálnych limitov. Parametre, ktoré je možné aktivovať prostredníctvom varovného alarmu, sú tiež uvedené v tabuľke. 7.1. V takom prípade dbajte na spoľahlivosť zariadenia s časovým oneskorením a v prípade potreby urobte vhodné opatrenia, ako je redundancia.

Tabuľka 7.1

Koniec stola. 7.1

Poznámka. Hviezdička (*) znamená, že ochrana je poskytnutá:

* Zapínanie podľa obvodu s opakovaným spínaním je povolené.

** Po zapnutí varovného alarmu je povolené zastaviť kompresor.

*** Aktivácia prostredníctvom varovného alarmu je povolená.

AUTOMATIZÁCIA SYSTÉMOV

KLIMATIZÁCIA

Súvisiace informácie.

Chlad sa používa v technológiách mnohých procesov spracovania poľnohospodárskych produktov. Vďaka chladničkám sa výrazne znižujú straty pri skladovaní produktov. Chladené produkty je možné prepravovať na veľké vzdialenosti.

Mlieko určené na spracovanie alebo predaj je zvyčajne predchladené. Pred odoslaním do mliekarenského podniku sa mlieko môže skladovať najviac 20 hodín pri teplote neprevyšujúcej 10 °C.

IN poľnohospodárstvo Mäso sa chladí hlavne na farmách a hydinárňach. Používajú sa tieto spôsoby chladenia: na vzduchu, studená voda, vo vode s topiacim sa ľadom a zavlažovanie studenou vodou. Mrazenie hydinového mäsa sa vykonáva buď studeným vzduchom, alebo ponorením do studeného nálevu. Zmrazovanie vzduchu sa vykonáva pri teplote vzduchu v chladiacich komorách od -23 do -25 ° C a rýchlosti vzduchu 3...4 m/s. Na zmrazenie ponorením do soľanky sa používajú roztoky chloridu vápenatého alebo propylénglykolu s teplotou -10 ° C a nižšou.

Mäso určené na dlhodobé skladovanie sa zmrazuje rovnakým spôsobom ako mrazenie. Zmrazovanie

so vzduchom sa uskutočňuje pri teplote chladeného vzduchu od -30 do -40 °C pri zmrazovaní v soľanke je teplota roztoku -25...-28 °C;

Vajcia sa skladujú v chladničkách pri teplote -1...-2 °C a relatívnej vlhkosti 85...88%. Po ochladení na 2...3 °C sa umiestnia do skladovacej komory.

Ovocie a zelenina sa chladia v stacionárnych skladoch. Ovocné a zeleninové produkty sa skladujú v chladiacich komorách s chladiacimi batériami, v ktorých cirkuluje chladivo alebo soľanka.

Vo vzduchom chladených systémoch sa najprv ochladí vzduch, ktorý je potom ventilátormi vháňaný do skladovacích komôr. V zmiešaných systémoch sú produkty chladené studeným vzduchom a z batérie.

V poľnohospodárstve sa chlad získava bezstrojovo (ľadovce, ľadovo solené chladenie) a pomocou špeciálnych chladiacich strojov. Pri strojovom chladení sa teplo z ochladzovaného média odvádza do vonkajšieho prostredia pomocou chladív s nízkou teplotou varu (freón alebo čpavok).

Parné kompresory a absorpčné chladiace stroje sú široko používané v poľnohospodárstve.

Najjednoduchší spôsob, ako dosiahnuť teplotu pracovnej tekutiny pod teplotou okolia, je, že sa táto pracovná tekutina (chladivo) stlačí v kompresore, potom sa ochladí na teplotu okolia a potom sa podrobí adiabatickej expanzii. V tomto prípade pracovná kvapalina skutočne pracuje vďaka svojej vnútornej energii a jej teplota v porovnaní s teplotou okolia klesá. Pracovná tekutina sa tak stáva zdrojom chladu.

Ako chladivo možno v zásade použiť akúkoľvek paru alebo plyn. V prvých strojovo poháňaných chladiacich strojoch sa ako chladivo používal vzduch, ale už od konca 19. storočia. bol nahradený amoniakom a oxidom uhličitým, pretože vzduchový chladiaci stroj je menej ekonomický a ťažkopádnejší ako parný. vysoký prietok vzduchu kvôli jeho nízkej tepelnej kapacite.

V moderných chladiacich jednotkách je pracovnou tekutinou para kvapalín, ktorá pri tlaku blízkom atmosférickému vrie pri nízkych teplotách. Príklady takýchto chladív zahŕňajú amoniak NH3, oxid siričitý S02, oxid uhličitý C02 a freóny - deriváty chlórfluórovaných uhľovodíkov typu CmHxFyCl2. Bod varu amoniaku pri atmosferický tlak je 33,5 °C, „Freona-12“ -30 °C, „Freona-22“ -42 °C.

Freóny sú široko používané ako chladivá - halogénové deriváty nasýtených uhľovodíkov (C m H n), získané nahradením atómov vodíka atómami chlóru a fluóru. V technológii sa kvôli širokej škále freónov a ich pomerne zložitým názvom zaviedol konvenčný číselný systém označovania, podľa ktorého každá takáto zlúčenina závisí od chemický vzorec má svoje číslo. Prvé číslice v tomto čísle zvyčajne označujú uhľovodík, ktorého je tento freón derivátom: metán - 1, etán - 11, propán - 21. Ak zlúčenina obsahuje nesubstituované atómy vodíka, ich počet sa pripočíta k týmto číslam. K výslednému množstvu alebo k pôvodnému číslu (ak sú všetky atómy vodíka v zlúčenine nahradené) sa v tvare nasledujúceho znamienka pridá číslo vyjadrujúce počet atómov fluóru. Takto sa získajú označenia: R11 namiesto monofluórtrichlórmetánu CFCI2, R12 namiesto difluórdichlórmetánu CF 2 C1 2 atď.

V chladiacich jednotkách sa ako chladivo zvyčajne používa R12 av budúcnosti sa bude široko používať R22 a R142. Výhody freónov sú relatívna neškodnosť, chemická inertnosť, nehorľavosť a bezpečnosť pri výbuchu; Nevýhody - nízka viskozita, ktorá podporuje únik, a schopnosť rozpúšťať sa v oleji.

Obrázok 8.15 ukazuje schému zapojenia chladiaca jednotka parného kompresora a jej ideálny cyklus v diagrame 75. V kompresore 1 mokrá para chladiva sa stlačí, čo má za následok (oddiel a-b) výsledkom je suchá nasýtená alebo prehriata para. Zvyčajne stupeň prehriatia nepresahuje

130... 140 “C, aby sa nekomplikoval chod kompresora zvýšeným mechanickým namáhaním a nepoužívali sa oleje

Ryža. 8.15.

/ - kompresor; 2 - chladená miestnosť; 3- škrtiaci ventil; 4 - kondenzátor špeciálnej triedy. Prehriata para z kompresora s parametrami pi a 02 vstupuje do chladiča (kondenzátora 2). V kondenzátore pri konštantnom tlaku odovzdáva prehriata para prehrievacie teplo chladiacej vode (proces b-c) a jeho teplota sa rovná teplote nasýtenia 0 n2. Následne sa uvoľní výparné teplo (proces c-d), nasýtená para sa mení na vriacu kvapalinu (bod d). Táto kvapalina prúdi do škrtiacej klapky 3, po prechode ktorým sa mení na nasýtenú paru s miernym stupňom suchosti (x 5 = 0,1...0,2).

Je známe, že entalpia pracovnej tekutiny pred a po škrtení je rovnaká a tlak a teplota klesajú. 7s diagram ukazuje prerušovanú čiaru konštantnej entalpie d-e, bodka e ktorý charakterizuje stav pary po priškrtení.

Ďalej mokrá para vstupuje do chladenej nádoby nazývanej chladnička 4. Tu pri konštantnom tlaku a teplote para expanduje (proces e-a), odoberanie určitého množstva tepla. Stupeň suchosti pary sa zvyšuje (x| = 0,9...0,95). Pár so stavovými parametrami charakterizovanými bodom 1, sa nasaje do kompresora a operácia zariadenia sa zopakuje.

V praxi para za škrtiacou klapkou nevstupuje do chladničky, ale do výparníka, kde odoberá teplo soľanke a tá zase odoberá teplo z chladničky. Vysvetľuje to skutočnosť, že vo väčšine prípadov chladiaca jednotka slúži viacerým spotrebiteľom chladu a potom nemrznúca soľanka slúži ako medzichladiace médium, ktoré nepretržite cirkuluje medzi výparníkom, kde sa chladí, a špeciálnymi chladičmi vzduchu v chladničkách. . Používa sa ako soľanka vodné roztoky chlorid sodný a chlorid vápenatý s pomerne nízkymi teplotami mrazu. Roztoky sú vhodné na použitie len pri teplotách vyšších ako sú teploty, pri ktorých tuhnú ako homogénna zmes, vytvárajúca soľný ľad (takzvaný kryohydrátový bod). Kryohydrátový bod pre roztok NaCl s hmotnostná koncentrácia 22,4 % zodpovedá teplote -21,2 °C a pre roztok CaCl2 s koncentráciou 29,9 - teplote -55 °C.

Ukazovateľom energetickej účinnosti chladiacich jednotiek je koeficient chladenia e, čo je pomer merného chladiaceho výkonu k spotrebovanej energii.

Skutočný cyklus chladiacej jednotky parného kompresora sa líši od teoretického v tom, že kvôli prítomnosti strát vnútorným trením sa kompresia v kompresore nevyskytuje pozdĺž adiabatickej dráhy, ale pozdĺž polytropu. Výsledkom je zníženie spotreby energie v kompresore a zníženie koeficientu chladenia.

Na získanie nízkych teplôt (-40...70 °C) sú potrebné v niektorých technologických procesov Jednostupňové parné kompresorové jednotky sa ukazujú ako neekonomické alebo úplne nevhodné z dôvodu poklesu účinnosti kompresora spôsobeného vysokými teplotami pracovnej tekutiny na konci procesu kompresie. V takýchto prípadoch sa používajú buď špeciálne chladiace cykly, alebo vo väčšine prípadov dvojstupňová alebo viacstupňová kompresia. Napríklad dvojstupňové stláčanie pár amoniaku vytvára teploty až do -50 °C a trojstupňové stláčanie až -70 °C.

Hlavná výhoda absorpčné chladiace jednotky V porovnaní s kompresorovými motormi využívajú na výrobu chladu nie elektrickú, ale tepelnú energiu nízkeho a stredného potenciálu. Ten možno získať z vodnej pary odoberanej napríklad z turbíny v tepelných elektrárňach.

Absorpcia je fenomén absorpcie pár kvapalnou látkou (absorbentom). V tomto prípade môže byť teplota pary nižšia ako teplota absorbentu, ktorý paru absorbuje. Pre proces absorpcie je potrebné, aby koncentrácia absorbovanej pary bola rovná alebo väčšia ako rovnovážna koncentrácia tejto pary nad absorbentom. Prirodzene, v absorpčných chladiacich jednotkách musia absorbenty kvapaliny absorbovať chladivo dostatočnou rýchlosťou a pri rovnakých tlakoch musí byť ich bod varu podstatne vyšší ako bod varu chladiva.

Najbežnejšie sú zariadenia na absorpciu vody a amoniaku, v ktorých amoniak slúži ako chladivo a voda ako absorbent. Amoniak je vysoko rozpustný vo vode. Napríklad pri 0 °C sa v jednom objeme vody rozpustí až 1 148 objemov parného amoniaku a uvoľní sa teplo asi 1 220 kJ/kg.

Chlad v absorpčnej jednotke sa vyrába podľa schémy znázornenej na obrázku 8.16. Tento diagram zobrazuje približné hodnoty parametrov pracovnej tekutiny v inštalácii bez zohľadnenia tlakových strát v potrubiach a strát teplotného tlaku v kondenzátore.

V generátore 1 k odparovaniu nasýteného roztoku amoniaku dochádza pri jeho zahrievaní vodnou parou. V dôsledku toho dochádza k oddestilovaniu nízkovriacej zložky - amoniakovej pary s miernou prímesou vodnej pary. Ak udržiavate teplotu roztoku na približne 20 °C, potom tlak nasýtenia pár amoniaku bude približne 0,88 MPa. Aby sa obsah NH 3 v roztoku neznižoval, použite prečerpávacie čerpadlo 10 z absorbéra do generátora silne koncentrovaný

Ryža. 8.16.

/-generátor; 2- kondenzátor; 3 - škrtiaci ventil; 4- výparník; 5-čerpadlo; b-obtokový ventil; 7- chladený kontajner; absorbér; 9-cievka; 10- čerpadlo

roztok amoniaku do kúpeľa. Nasýtená para amoniaku (x = 1), vytvorená v generátore, sa posiela do kondenzátora 2, kde sa amoniak mení na kvapalinu (x = 0). Po ubratí plynu 3 amoniak vstupuje do výparníka 4, v tomto prípade jeho tlak klesne na 0,3 MPa (/n = -10 °C) a stupeň suchosti sa stane približne 0,2.„0,3. Vo výparníku sa roztok amoniaku odparuje v dôsledku tepla dodávaného soľankou z chladenej nádoby 7. V tomto prípade teplota soľanky klesá z -5 na -8 °C. S pumpou 5 destiluje sa späť do nádoby 7, kde sa opäť zahrieva na -5 °C, pričom odoberá teplo z miestnosti a udržiava v nej konštantnú teplotu, približne -2 °C. Amoniak odparený vo výparníku so stupňom suchosti x = 1 vstupuje do absorbéra 8, kde je absorbovaný slabým roztokom privádzaným cez obtokový ventil 6 z generátora. Keďže absorpcia je exotermická reakcia, aby sa zabezpečila kontinuita procesu výmeny tepla, absorbent sa odstráni chladiacou vodou. Silný roztok amoniaku získaný v čerpadle absorbéra 10 čerpané do generátora.

V uvažovanej inštalácii sú teda dve zariadenia (generátor a výparník), kde sa teplo privádza do pracovnej tekutiny zvonku, a dve zariadenia (kondenzátor a absorbér), v ktorých sa teplo pracovnej tekutine odoberá. Pri porovnaní schematických diagramov parných kompresorových a absorpčných zariadení je možné poznamenať, že generátor v absorpčnom zariadení nahrádza výtlačnú časť a absorbér nahrádza saciu časť piestového kompresora. Stlačenie chladiva prebieha bez vynaloženia mechanickej energie, s výnimkou malých nákladov na čerpanie silného roztoku z absorbéra do generátora.

V praktických výpočtoch koeficient chladenia e, čo je pomer množstva tepla q 2 vnímaná pracovnou tekutinou vo výparníku na množstvo tepla q u strávený v generátore. Koeficient chladenia vypočítaný týmto spôsobom je vždy menší ako koeficient chladenia jednotky parného kompresora. Porovnávacie hodnotenie energetickej efektívnosti uvažovaných spôsobov výroby chladu ako výsledok priameho porovnania metód iba chladiacich koeficientov absorpčných a parných kompresorových jednotiek je však nesprávne, pretože je určené nielen množstvom, ale aj podľa druhu vynaloženej energie. Tieto dva spôsoby získavania chladu by sa mali porovnávať na základe hodnoty zníženého koeficientu výkonu, čo je pomer chladiaceho výkonu q 2 na spotrebu tepla paliva q to t.j. pr = Yag Ya- Ukazuje sa, že pri teplotách vyparovania od -15 do -20 °C (používaných väčšinou spotrebiteľov) je e-účinnosť absorpčných jednotiek vyššia ako u parných kompresorových jednotiek, v dôsledku čoho v niektorých prípadoch absorpčné jednotky sú výhodnejšie nielen pri ich zásobovaní parou odoberanou z turbín, ale aj pri zásobovaní parou priamo z parných kotlov.

Automatizácia chladiacich jednotiek zahŕňa ich vybavenie automatickými zariadeniami (prístroje a automatizačné zariadenia), pomocou ktorých sú zabezpečené bezpečná práca a dirigovanie proces produkcie alebo jednotlivé operácie bez priamej účasti obslužného personálu alebo s jeho čiastočnou účasťou.

Objekty automatizácie spolu s automatickými zariadeniami tvoria automatizačné systémy s rôznymi funkciami: riadenie, alarm, ochrana, regulácia a riadenie. Automatizácia zvyšuje ekonomickú efektivitu chladiacich jednotiek, pretože sa znižuje počet obsluhujúceho personálu, znižuje sa spotreba elektrickej energie, vody a iných materiálov a zvyšuje sa životnosť jednotiek vďaka údržbe automatickými zariadeniami. optimálny režim ich práca. Automatizácia si vyžaduje kapitálové náklady, preto sa musí vykonávať na základe výsledkov technickej a ekonomickej analýzy.

Chladiaca jednotka môže byť automatizovaná čiastočne, úplne alebo úplne.

Čiastočná automatizácia zabezpečuje povinnú automatickú ochranu pre všetky chladiace jednotky, ako aj monitorovanie, alarm a často aj ovládanie. Personál údržby reguluje základné parametre (teplota a vlhkosť v komorách, bod varu a kondenzačná teplota chladiva a pod.) pri odchýlke od nastavených hodnôt a poruche zariadenia, ktorá je hlásená riadiacimi a alarmovými systémami, a niektoré pomocné periodické procesy (rozmrazovanie námrazy z povrchu chladiacich zariadení, odstraňovanie oleja zo systému) sa vykonávajú ručne.

Plná automatizácia pokrýva všetky procesy súvisiace s udržiavaním požadovaných parametrov v chladiacich priestoroch a prvkoch chladiacej jednotky. Personál údržby môže byť prítomný len pravidelne. Plne automatizujú malé chladiace jednotky, sú bezproblémové a odolné.

Pre veľké priemyselné chladiace jednotky je to typickejšie komplexná automatizácia automatické ovládanie, alarm, ochrana).

Automatické ovládanie zabezpečuje diaľkový prieskum Zeme a niekedy zaznamenávanie parametrov, ktoré určujú prevádzkový režim zariadenia.

Automatický alarm - upozornenie pomocou zvukového a svetelného signálu o dosiahnutí stanovených hodnôt, určitých parametrov, zapnutí alebo vypnutí prvkov chladiacej jednotky. Automatický alarm rozdelené na technologické, preventívne a havarijné.

Procesný alarm - svetelný, informuje o chode kompresorov a prítomnosti napätia v elektrických obvodoch.

Varovný alarm na prijímačoch ochranného obehu hlási, že hodnota sledovaného parametra sa blíži k maximálnej dovolenej hodnote.

Poplachový systém svetelnými a zvukovými signálmi upozorní na aktiváciu automatickej ochrany.

Automatická ochrana zaisťujúca bezpečnosť obsluhujúceho personálu je povinná pre každú výrobu. Zabraňuje vzniku havarijných situácií vypnutím jednotlivých prvkov alebo inštalácie ako celku, keď kontrolovaný parameter dosiahne maximálnu prípustnú hodnotu.

Spoľahlivá ochrana v prípade nebezpečnú situáciu by mal zabezpečovať automatický ochranný systém (APS). V najjednoduchšej verzii sa SAZ skladá zo snímača-relé (ochranné relé), ktoré riadi hodnotu parametra a generuje signál pri dosiahnutí jeho limitnej hodnoty, a zo zariadenia, ktoré premieňa signál ochranného relé na signál stop, ktorý je odoslané do riadiaceho systému.

V chladiacich jednotkách veľká sila SAZ je konštruovaný tak, že po spustení ochranného relé nie je možné automatické spustenie chybného prvku bez odstránenia príčiny, ktorá spôsobila zastavenie. V malých chladiacich jednotkách, napríklad v maloobchodných prevádzkach, kde nehoda nemôže viesť k vážnym následkom, nedochádza k neustálej údržbe zariadenia, ak sa hodnota sledovaného parametra vráti do prijateľného rozsahu.

Kompresory majú najväčší počet typov ochrany, pretože podľa prevádzkových skúseností sa s nimi stáva 75% všetkých nehôd v chladiacich jednotkách.

Počet parametrov riadených BAS závisí od typu výkonu kompresora a typu chladiva.

Typ ochrany kompresora:

Z neprijateľného zvýšenia výtlačného tlaku - zabraňuje narušeniu tesnosti spojov alebo zničeniu prvkov;

Neprijateľné zníženie sacieho tlaku - zabraňuje zvýšeniu zaťaženia tesnenia kompresora, peneniu oleja v kľukovej skrini, zamrznutiu chladiacej kvapaliny vo výparníku (spínače vysokého a nízkeho tlaku sú vybavené takmer všetkými kompresormi);

Zníženie tlakového rozdielu (pred a za čerpadlom) v olejovom systéme - zabraňuje núdzovému opotrebovaniu trecích dielov a zasekávaniu mechanizmu pohybu kompresora, relé tlakového rozdielu riadi tlakový rozdiel na výtlačnej a sacej strane olejového čerpadla;

Neprijateľné zvýšenie výstupnej teploty - zabraňuje narušeniu režimu mazania valca a núdzovému opotrebovaniu trecích častí;

Zvýšenie teploty vinutí zabudovaného elektromotora utesnených a beztesniacich chladiacich kompresorov - zabraňuje prehrievaniu vinutí, zaseknutiu rotora a dvojfázovej prevádzke;

Vodné kladivo (vstup kvapalného chladiva do kompresnej dutiny) - zabraňuje vážnemu zlyhaniu piestového kompresora: strate hustoty a niekedy aj zničeniu.

Typy ochrany pre ostatné prvky chladiacej jednotky:

• - pred zamrznutím chladiacej kvapaliny - zabraňuje prasknutiu potrubia výparníka;
• - pretečenie lineárneho prijímača - chráni pred znížením účinnosti kondenzátora v dôsledku naplnenia časti jeho objemu kvapalným chladivom;
• - vyprázdnenie lineárneho prijímača - zabraňuje prieniku plynu vysoký tlak do odparovacieho systému a nebezpečenstvo vodného rázu.

Prevencia núdze poskytuje ochranu pred neprijateľnými koncentráciami amoniaku v miestnosti, ktoré môžu spôsobiť požiar a výbuch. Koncentrácia amoniaku (maximálne 1,5 g/m3 alebo 0,021 % objemu) vo vzduchu je monitorovaná analyzátorom plynov.