Modern technologies of modernization of refrigeration systems in the food industry with the use of Alfa Laval heat exchange equipment

S. K. Grigoriev; Григорьев С. К.; A. V. Matveev; Матвеев А. В.

doi:10.17816/RF106673

Modern technologies of modernization of refrigeration systems in the food industry with the use of Alfa Laval heat exchange equipment

Authors: Grigoriev S.K.¹, Matveev A.V.²
Affiliations:
1. OAO Alfa Laval Flow
2. OOO UralHolod
Issue: Vol 92, No 6 (2003)
Pages: 10-11
Section: Articles
URL: https://freezetech.ru/0023-124X/article/view/106673
DOI: https://doi.org/10.17816/RF106673
ID: 106673

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

In Russia, the majority of refrigeration systems in the food industry use ammonia-based refrigeration systems, which for a number of reasons cannot be replaced.
Since the average service life of such systems is practically exhausted, most of them require replacement of failed elements, such as condensers, evaporators, shutoff valves, automation.
Moreover, availability of emergency-hazardous systems with large volume of ammonia creates the threat of emergency situations. At present at the market there are refrigeration equipment of many leading foreign and domestic manufacturers on the basis of which there is an opportunity to realize optimal solutions during reconstruction of systems. At the same time Alfa Laval offers the widest range of unique heat-exchange equipment for ammonia refrigeration in Russia, which provides a high level of technology.
The company's partners have achieved significant success in implementing comprehensive re-equipment projects for large ammonia systems almost all over Russia.

Keywords

refrigeration systems, modern technologies, food industry, heat exchange equipment, Alfa Laval

Full Text

В 2002 г. на Зайковском маслозаводе - филиале Ирбитского молочного завода (Свердловская обл.) с объемом переработки 100 т молока в сутки - компанией “Урал Холод” (Екатеринбург) осуществлена реконструкция аммиачной системы холодоснабжения (температура кипения аммиака -18...-20 °С).

По проекту модернизации были проведены работы на участках приемки молока, изготовления масла, в камерах хранения и др., где возникали проблемы из-за недостатка холода. В работе постоянно находились два компрессора - NF 411 и NF 611 производства ЧССР, два испарительных конденсатора ИК90, два кожухотрубных испарителя ИТГ63. При этом объем аммиака в системе составлял 1600... 1800 кг. Работа компрессоров и аппаратов регулировалась вручную, что приводило к дополнительным затратам энергии и труда.

Заказчиками была поставлена задача - создать максимально эффективную аммиачную систему на базе современного теплообменного оборудования и автоматики, обеспечивающую снижение затрат электроэнергии на выработку холода, утилизацию тепла, выделяемого холодильным оборудованием, максимальное сокращение аммиакоемкости системы.

Согласно проекту была выбрана для технологического оборудования система охлаждения “ледяной водой”, для камер хранения - система непосредственного охлаждения.

На первом этапе реконструкции смонтированы испарительный блок получения “ледяной воды” с температурой 1 °С на выходе из испарителя и третий компрессор. Для реализации этой задачи был применен полусварной пластинчатый испаритель “Альфа Лаваль” марки MK15-BWFGR производительностью 500 кВт. При этом была выбрана затопленная схема с питанием испарителя через отделитель жидкости. На сегодняшний день данная схема получения “ледяной воды” является альтернативой традиционному решению с использованием пленочных панельных испарителей, так как позволяет значительно сократить размеры аппаратов, количество аммиака в системе и энергозатраты на выработку холода. Более того, конструкционные особенности полусварных теплообменных аппаратов “Альфа Лаваль” позволяют избежать риска разрушения теплообменника даже в случае замерзания воды.

Пластинчатый полусварной теплообменный аппарат “Альфа Лаваль”

Для обеспечения бесперебойного процесса охлаждения на испарителе установлен пилотный механизм РМЗ производства компании “Данфосс” с тремя пилотами CVP, CVQ, EVM(NC) и блок управления ЕКС 361, которые поддерживают температуру “ледяной воды” точно 1°С при изменении температуры кипения от +1°Сдо -2°С в зависимости от температуры воды, возвращающейся из технологических аппаратов. Уровень аммиака в отделителе жидкости поддерживается регулятором уровня, управляющим соленоидным вентилем. Для дополнительной защиты от замерзания воды в испарителе применено реле протока воды.

На втором этапе реконструкции вместо рассольных батарей были установлены аммиачные воздухоохладители “Альфа Лаваль” марки RL-A57 по одному в каждой из двух камер охлаждения масла. Воздухоохладители укомплектованы соленоидными и терморегулирующими вентилями, блоками управления ЕКС301 фирмы “Данфосс” для автоматического поддержания необходимой температуры и электрической оттайки снеговой шубы.

Применение пластинчатого полу- сварного испарителя и воздухоохладителей “Альфа Лаваль” позволило повысить температуру кипения с -18 до -6 °С, увеличить тем самым производительность компрессоров практически в 1,5 раза и снизить удельный расход электроэнергии на выработку холода почти на 25 %. Количество аммиака в системе сокращено до 240 кг. Такое количество аммиака даже при полном его размещении в испарительной системе исключает возможность работы компрессоров “влажным ходом” и тем более возможность гидравлического удара.

Весь летний период холодильная установка проработала на одном компрессоре NF411 без единого замечания о нарушении температурного режима.

На третьем этапе реконструкции была проведена замена испарительных конденсаторов. Как правило, ресурс таких конденсаторов уже выработан, а предлагаемое для замены аналогичное оборудование не может обеспечить высокие коэффициенты теплопередачи как из-за конструктивных особенностей, так и вследствие сложности очистки теплопередающей поверхности. В конечном итоге это приводит к ограниченным срокам эксплуатации оборудования. Как результат, материальные затраты не окупаются и, более того, требуются новые вложения.

В качестве альтернативного решения проблемы модернизации конденсаторного парка завода смонтированы два полусварных аппарата M10-BWFDR производства компании “Альфа Лаваль" суммарной производительностью 600 кВт. Полусварные аппараты не имеют вышеуказанных недостатков. Преимущественными особенностями их являются гораздо меньшие габариты, низкая степень загрязняемости в процессе работы и удобство при сервисном обслуживании.

Правильность выбора была подтверждена и на практике. Поскольку температура конденсации пластинчатых конденсаторов практически равна температуре воды на выходе (при ее нагреве на 2...4 °С), это значительно улучшает энергетические и экономические показатели работы холодильного оборудования. Так, на 7-10% увеличивается холодопроизводительность компрессоров и на 12-15% снижается удельный расход электроэнергии. Кроме того, применение оборудования “Альфа Лаваль” заметно снизило объем работ по очистке теплообменных аппаратов от загрязнений, так как на теплопередающей поверхности испарителей они практически не откладываются. Срок проведения планового обслуживания конденсаторов назвать сложно, поскольку изменений в эффективности их работы за прошедший год не наблюдалось.

Для решения проблемы утилизации тепла, выделяемого при работе холодильной установки, был смонтирован пластинчатый теплообменник “Альфа Лаваль” марки M10-BWFDR. Утилизация теплоты позволила нагревать воду до температуры 60...80 "С. Эта вода используется персоналом для технических и хозяйственных нужд: для водоподготовки в котельной, мойки оборудования, отопления помещений и т.д.

Относительные габариты аммиачных конденсаторов: традиционное решение и решение фирмы “Альфа Лаваль"

Применение для модернизации холодильной системы качественной и надежной системы автоматики позволило одним компрессором обеспечить две температуры кипения, полностью автоматизировать регулирование температур в камерах и в процессе получения “ледяной воды”. Оттайка снеговой шубы, которая на многих предприятиях превратилась в проблему, сводя на нет энергетические и экономические показатели работы холодильной установки, также осуществляется автоматически.

Таким образом, проведенная компанией “Урал Холод” с применением высокотехнологичного теплообменного оборудования “Альфа Лаваль” модернизация холодильной системы на Зайковском маслозаводе дала возможность поднять на новый качественный уровень ее эксплуатацию, снизить энергетические и трудовые затраты и соответственно финансовые инвестиции.