• главная/
  • статьи/
  • Современные подходы в проектировании систем промышленного холодоснабжения аммиак/СО2.
Популярное
Следующая
5 месяцев назад 1222

Современные подходы в проектировании систем промышленного холодоснабжения аммиак/СО2.

Современные подходы в проектировании систем промышленного холодоснабжения аммиак/СО2.

В настоящее время в сфере энергетики, к которой относится и холодильная техника, стоят две приоритетные и очень важные задачи: энергоэффективность и минимальное отрицательное воздействие на окружающую среду, а внедрение и реализация систем промышленного холодоснабжения на основе каскадных систем с использованием природных холодильных агентов аммиака и диоксида углерода в полной мере отвечает данным приоритетным задачам.

В рамках данной темы был реализован проект «под ключ» системы холодоснабжения аммиак/СО2 для нужд производственного предприятия по убою и переработке птицы.

Основной задачей проектирования являлось разработка современной эффективной системы холодоснабжения, обеспечивающей технологические режимы в соответствии с Техническим заданием и требованиями промышленной безопасности.

Использование каскадных холодильных систем позволяет при малых энергетических затратах достичь в охлаждаемых объектах температуры до –52 oС. В таблице 1 дан сравнительный анализ двух вариантов систем холодоснабжения. Сравнение эффективности различных типов холодильных установок приведено на графике.

Термодинамическими свойствами диоксида углерода обусловлены и другие преимущества каскадных систем:

  •  высокое соотношение давления насыщенных паров и их температуры при низких температурах кипения, а также низкая вязкость диоксида углерода приводят к минимизации потерь в трубопроводах. Так, при температуре всасывания –40 °С, потеря давления 0,1 бар эквивалентна изменению температуры на 3°С для аммиака и 0,3°С для СО2;
  •  высокая теплопроводность СО2, низкая вязкость и большая удельная теплоемкость (даже при низких температурах) определяют высокий коэффициент теплопередачи и соответственно меньшие габариты охлаждающих устройств;
  •  высокая удельная объемная холодопроизводительность и, как результат контур СО2 имеет всасывающие трубопроводы в 2–3 раза меньшего диаметра, чем при использовании аммиака в тех же условиях, компрессоры с относительно низкими массогабаритными показателями;
  •  обеспечивается высокая безопасность для окружающей среды и населения.
Вторая Международная конференция «МАСЛОЖИРОВАЯ ИНДУСТРИЯ»

На этом фоне, повышенный интерес к диоксиду углерода становится вполне объяснимым.

В табл. 2 представлены свойства диоксида углерода в сравнении с другими хладагентами.

Проектируемое оборудование располагается:

 в помещении машинного отделения;

 в технологических помещениях;

 в холодильных камерах;

– испарительный конденсатор, емкостное оборудование размещается на металлической конструкции, монтируемой на кровле машинного отделения.

Холодопроизводительность холодильной установки составляет:

по контуру СО2 (t= -41°С) – 2200 кВт

по контуру пропиленгликоля 36% (t= -15 °С) - 6150кВт;

по контуру воды (t= +3 °С) – 2000кВт

В состав потребителей холода предприятия входят охлаждаемые низкотемпературные камеры с температурой воздуха минус 24°C, среднетемпературные камеры и помещения с температурой воздуха 0÷7°C, а также помещения с более высокой температурой +15 - +18°C. Поддержание заданных температур воздуха производится с помощью воздухоохладителей.

Для низкотемпературных камер принята схема непосредственного охлаждения, в которой в качестве холодильного агента, кипящего в воздухоохладителях, используется углекислота (R744). Температура кипения – минус 38°C

Для среднетемпературных камер принята схема промежуточного охлаждения, в которой в качестве хладоносителя, подаваемого в воздухоохладители, используется водный раствор 36 % пропиленгликоля. Температура подаваемого хладоносителя – минус 11°C.

Для высокотемпературных камер и коридоров (вестибюлей) принята схема промежуточного  охлаждения, в которой в качестве хладоносителя, подаваемого в воздухоохладители, используется вода. Температура подаваемой воды – плюс 6°C.

К охлаждаемому технологическому оборудованию относятся:

Кондиционеры и блоки подготовки воздуха. Охлаждающая среда - водный раствор 36 % пропиленгликоля. Температура подаваемого хладоносителя – минус 11°C. А также вода. Температура подаваемой воды – плюс 6°C.

Плиточные скороморозильные аппараты и картон-фризеры, где в качестве холодильного агента используется углекислота (R744). Температура кипения – минус 38°C.

Для повышения эффективности работы холодильной установки применен ряд мероприятий, в первую очередь направленных на использование вторичных источников тепла и холода при работе холодильной установки.

В первую очередь это относится к утилизации теплоты перегрева при сжатии паров аммиака, это тепло используется как для нагрева сетевой воды, идущей на технологические нужды (W15), так и для нагрева раствора пропиленгликоля, идущего на оттайку приборов охлаждения, работающих на растворе пропиленгликоля (W13), также на обогрев воздуха технических зон в зимний период с использованием блоков подготовки воздуха. В схеме также утилизируется тепло отводящееся от масла компрессорных агрегатов путем догрева сетевой воды после (W15) до заданных параметров (W17), а также догрева раствора пропиленгликоля, идущего на оттайку (W16). При отсутствии теплосъема с W17 и W16, вода с маслоохладителей охлаждается жидким аммиаком из линейного ресивера (W14) (рис.2).

Для экономии расхода электроэнергии на ряд компрессорных агрегатов (V1, V2, V3, V10) как основных потребителей электроэнергии оборудования компрессорного цеха установлены частотные преобразователи. Все компрессора (кроме поршневых) имеют плавное регулирование производительности (10-100%). Оттайка потребителей холода, работающих на диоксиде углерода, организована с помощью 2-х углекислотных компрессоров (рис.3).

Расход основных видов сырья и энергоресурсов составляет:

  • потребляемая мощность рабочих электроприемников – 6706,01 кВт,
  • годовой расход электроэнергии принят из расчета 5400 часов работы холодильной установки в году на полную мощность.
  • количество аммиака в системе (R717) – 10240 кг
  • количество двуокиси углерода (R744) – 21350 кг
  • количество масла винтовых компрессоров - 2625 кг.
  • количество масла в системе поршневых компрессоров- 67 кг.
  • количество хладоносителя в системе составляет 208870 кг,

Выводы:

  • применение природных хладагентов верхней и нижней веток каскада;
  • снижение аммиакоемкости системы;
  • полная рекуперация тепла холодильного аммиачного контура;
  • снижение металлоемкости системы холодоснабжения;
  • использование оттайки потребителей гликолем и горячими парами СО2
  • применение частотных преобразователей;
  • высокий уровень безопасности;
  • высокий уровень автоматизации на основе свободно программируемых контроллеров.

Компания ГЕА осуществляет индивидуальный подход к проектированию каждого объекта, что позволяет существенно снизить эксплуатационные расходы на предприятии заказчика.

Собственный отдел проектирования ГЕА в России в тесном сотрудничестве с технологическими центрами GEA в Германии и Нидерландах выполняет разработку технологических решений, электроснабжения и автоматизации установок. Специалисты компании используют в работе методики расчета и проектирования, специализированное программное обеспечение, инновационные технологии производства, монтажа и пусконаладки холодильного оборудования.

При разработке каждого проекта заказчику предлагаются оптимальные комплексные технические решения холодильных установок и холодильное оборудование, которое обеспечивает не только минимальную усушку продукта, но и отвечает самым строгим требованиям технологического процесса, а квалифицированный персонал отдела проектирования ГЕА в России будет представлять интересы Заказчиков при прохождении Экспертизы Промышленной Безопасности, а также заниматься ведением авторского надзора.

Схема аммиак/СО2 была успешно применена специалистами компании ГЕА на следующих предприятиях:

1. Мясоперерабатывающий комплекс по убою и переработке птицы АПХ «Мираторг» мощностью 12 тысяч голов в час.

В 2015 году на предприятии запущена в эксплуатацию холодильная установка «под ключ», представляющая собой каскадную систему аммиак/СО2.  Компания «ГЕА Рефрижерейшн РУС» оснастила холодом не только технологические линии по охлаждению курицы, но и около 16 000 м2 складов хранения и технологических помещений, с контролем влажности во всех помещениях. Холодильная система на комплексе по убою и переработке птицы включает в себя аммиачные винтовые компрессорные агрегаты GEA SP1 суммарной холодопроизводительностью 5170 кВт на температурном уровне кипения хладагента +3oС , 9 260 кВт на температурном уровне кипения хладагента -15oС, а также углекислотные поршневые компрессорные агрегаты общей холодопроизводительностью 2 760 кВт на температурном уровне кипения хладагента -41oС. Кроме холодильной системы, в объем ответственности «ГЕА Рефрижерейшн РУС» вошла система вентиляции компрессорного цеха.

В объем поставки вошли также 99 воздухоохладителей для складов и производственных помещений.

2. Высокотехнологичное предприятие по убою и глубокой переработке КРС мощностью 100 голов час (АПХ Мираторг) в г. Брянск.

В 2015 году компания ГЕА оснастила холодом высокотехнологичное предприятие по убою и глубокой переработке КРС мощностью 100 голов час (АПХ Мираторг) в г. Брянск. Также была применена каскадная схема аммиак/СО2. На предприятие были поставлены аммиачные винтовые компрессорные агрегаты GEA SP1 суммарной холодопроизводительностью 3700 кВт на температурном уровне кипения хладагента +3oС , 8150 кВт на температурном уровне кипения хладагента -15oС, а также углекислотные поршневые компрессорные агрегаты общей холодопроизводительностью 591 кВт на температурном уровне кипения хладагента -41oС. Также, как и на предприятии по переработке птицы, в объем поставки была включена система вентиляции компрессорного цеха, а также система воздухоохладителей для складов и производственных помещений.

Инженеры отдела сервиса «ГЕА Рефрижерейшн РУС», выполняют инспекцию и плановое техническое обслуживание объектов, поставку запасных частей к действующему оборудованию, текущий и капитальный ремонт компрессоров, а также выполняют сложнейшие задачи по энергоаудиту и модернизации установок и производств. В настоящий момент это единственная холодильная компания, которая готова выполнить инструментальное обследование предприятия.

Склад запасных частей компании находится в Москве, что позволяет заказчикам в кратчайшие сроки получить необходимые детали.

 

Автор:

Д.В. Сусликов, кандидат технических наук, инженер-проектировщик компании ГЕА в России

Поделиться

aandd.ru
polyclip.com
logosltd.ru
kemin
выставка Sudback
Мессе Дюссельдорф
Facebook
Вконтакте
andritz.com
АльянсУпак
kgwetter.de
industrial-auctions
Вторая Международная конференция «Масложировая Индустрия»
ВНИИ мясной промышленности
marel
Каталог компаний
Партнеры
СФЕРА: Мясная промышленность
СФЕРА: Молочная промышленность
СФЕРА: Кондитерская и хлебопекарная промышленность
СФЕРА: Технологии. Корма. Ветеринария.
СФЕРА: Рыба