Problems of reducing the ammonia capacity of refrigeration plants

Abstract

In Russia, large refrigeration plants still operate mainly on ammonia. And today there is no alternative to this natural refrigerant: its ecological and technical and economic properties remain out of competition. Practical experience has shown that the use of ammonia is far from always explosive, since its ignition temperature is high (651 ° C), and the range of explosive concentrations in air (15-28% by volume) is quite narrow.

Full Text

В России крупные холодильные установки до сих пор работают в основном на аммиаке. И альтернативы этому природному хладагенту на сегодня не видно: остаются вне конкуренции его экологические и технико-экономические свойства. Практический опыт показал, что применение аммиака далеко не всегда взрывоопасно, так как температура его воспламенения высока (651 °C), а диапазон взрывоопасных концентраций в воздухе (15-28 % объемного содержания) достаточно узок.

К сожалению, техническое состояние работающих аммиачных холодильных установок, введенных в эксплуатацию 20-30 лет назад (а таких в России большинство), можно оценить как опасное. Более того, наличие значительного количества аммиака в действующих установках, расположенных в жилых кварталах городов, создает реальную угрозу возникновения чрезвычайных ситуаций.

Рациональное направление модернизации таких установок-это снижение их аммиакоемкости и переход на новые технологии, позволяющие не только повысить безопасность систем, но и существенно сократить эксплуатационные затраты (в том числе и за счет утилизации тепла конденсации-см. XT № 1,2001).

Рис. 1. Сравнение различных типов теплообменников по заправке аммиаком

В западных странах снижение аммиакоемкости систем достигается применением так называемых «чиллеров»-компактных холодильных машин с пластинчатыми теплообменниками, которые обеспечивают охлаждение конечного объекта или продукта через промежуточный контур с хладоносителем. Влияние типа теплообменников на аммиакоемкость машины в целом в свое время было тщательно изучено западными производителями холодильной техники. Так, например, компанией Sabroe в конце 80-х годов были получены данные, представленные на рис.1, из которых явственно следуют неоспоримые преимущества полусварных теплообменников.

В России уже появились первые производители аммиачных холодильных машин малой заправки. Так, завод «Компрессор» впервые представил на выставке «Индустрия холода» в Сокольниках свои АХУ типоразмерного ряда от МКТ-40 до МКТ-410, оснащенные пластинчатыми испарителями. К сожалению, разработчик не приводит данных по аммиакоемкости. Однако машины, безусловно, заслуживают пристального внимания, а работы по освоению новой серии, проводимые на заводе «Компрессор», позволяют надеяться на развитие и совершенствование нового вида оборудования.

Появилось предложение фирмы «Остров», одной из наиболее интенсивно развивающихся частных холодильных компаний на российском рынке, по созданию компактных аммиачных холодильных систем.

Больших успехов в модернизации аммиачных систем с применением пластинчатых теплообменников в качестве испарителей и конденсаторов добилась компания «Урал Холод» (Екатеринбург). Верно построенная концепция модернизации позволяет компании обеспечить новое качество системы.

Развитие производства отечественных малоемких аммиачных машин сдерживается отсутствием соответствующей нормативной базы. С точки зрения «Правил устройства безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок» (ПБ-09-220-98) нет различия между системами, содержащими 30 кг или 30 т аммиака, хотя с точки зрения безопасности последняя представляет гораздо большую угрозу. Очевидно, что Правила нуждаются в корректировке. 

Рис. 2. Усредненные характеристики аммиакоемкасти теплообменников, применяемых в российской холодильной промышленности: I — полусварные «Альфа Лаваль»; II — воздухоохладители «Альфа Лаваль»; III — кожухотрубные горизонтальные; IV - воздухоохладители НО, Я, IX ; V — панельные и испарительные; VI — кожухотрубные вертикальные

На графике (рис. 2) представлены усредненные характеристики аммиакоемкостия килограммах на 1 кВт холода производительности для различных теплообменных аппаратов. Из графика видно, что даже машины с кожухотрумными теплообменниками (испарителем и конденсатором имеют аммиакоемкость примерно 1,25 кг/кВт, а с пластинчатыми теплообменникам» «Альфа Лаваль» от 0,03 до, 0,08 кг/кВт.

Таким образом, применение высокотехнологичной теплообменного оборудования нового поколения позволяет значительно снизить аммиакоемкость холодильные систем.