Reconstruction of the refrigeration system for the milk acceptance line at Tsaritsyno Dairy Plant OJSC

Abstract

The company "Siesta-Holod" carried out design work on the reconstruction of the refrigeration system for the milk acceptance line at the OJSC "Tsaritsyno Dairy Plant".

Full Text

Фирмой «Сиеста-Холод» выполнены проектные работы по реконструкции системы холодоснабжения линии приемки молока на ОАО «Царицынский молочный комбинат».

Молоко на линии приемки охлаждается ледяной водой с температурой 1...2 °C, которую обеспечивают холодильные машины.

В течение почти 30 лет на молочном комбинате ледяную воду получали в холодильной установке, включающей 13 компрессорных агрегатов (6 агрегатов типа FMS 3900 производства немецкой фирмы «Кюльавтомат», 5 агрегатов типа АУ У400 и 2 агрегатов типа АУ 200 отечественного производства), 4 испарителя погружного типа и конденсаторную группу. Компрессоры соединены по коллекторной схеме, так же соединены и теплообменные аппараты.

Такое техническое решение имеет ряд недостатков:

• Коллекторная схема требует разветвленной сети аммиачных трубопроводов значительной длины и большого количества арматуры, что усложняет обеспечение герметичности системы и приводит к неизбежным потерям хладагента.
• Испарители погружного типа из- за недостаточной эффективности теплообмена в них должны работать в режимах с более низкими температурами кипения, чем другие типы аппаратов. Вследствие этого компрессорное оборудование используется нерационально и повышается расход электроэнергии на выработку холода.
• Низкая эффективность теплообмена в испарителях погружного типа и длинные аммиачные трубопроводы обусловливают необходимость заправки в систему больших количеств аммиака.

Кроме того, действующая холодильная установка практически полностью выработала свой ресурс.

Согласно проекту новая система охлаждения ледяной воды должна быть укомплектована пятью комплексными аммиачными холодильными машинами типа WRV255.110. Четыре машины полностью обеспечивают потребности в холоде существующей системы охлаждения молока (с учетом необходимого резерва). Пятая машина предусмотрена на случай возможного увеличения выпуска молочных продуктов или освоения новых технологий переработки молока, требующих больших холодильных мощностей.

Общий вид холодильной машины WRV255.110

Холодильная машина типа WRV255.110 (см. фото) представляет собой моноблочную конструкцию полной заводской готовности. Монтаж сводится к закреплению машины на предназначенном для нее месте и подсоединению трубопроводов охлаждаемой и охлаждающей воды, а также электропитания. При таком техническом решении (в отличие от традиционных разветвленных аммиачных систем, работающих по насосно-циркуляционной схеме) количество разъемных соединений и арматуры минимально, а длинные аммиачные трубопроводы и аммиачные насосы вообще не нужны. Естественно, при этом сокращается количество заправляемого в систему аммиака и значительно проще обеспечивается герметичность системы.

Холодильная машина выполнена на базе винтового компрессора WRV255.1 10 фирмы Howden Compressors (см. статью в журнале «Холодильная техника» № 8/2003). Компрессор характеризуется высокой надежностью. Он может работать на широко применяемом в России масле ХА30.

В качестве испарителя и конденсатора применены полусварные теплообменники пластинчатого типа, для которых характерен малый объем внутренних полостей, что радикально сокращает количество заправляемого аммиака. Конструкция испарителя позволяет охлаждать воду до 2 °C без опасности ее замерзания или механического повреждения аппарата.

Схема холодильной машины представлена на рисунке. Следует отметить следующие ее особенности.

В качестве дроссельного органа используется поплавок высокого давления 7. Это позволяет практически весь заправленный в систему аммиак держать на стороне низкого давления, что повышает безопасность работы оборудования.

Хладагент в испаритель 2 поступает через отделитель жидкости 5 под действием сил гравитации.

Предусмотрены автоматические системы возврата масла из отделителя жидкости, а также масла, которое не было задержано первой ступенью маслоотделителя и отделилось только в фильтрующих элементах на выходе из аппарата.

Для обеспечения автоматического возврата масла из отделителя жидкости 5 в нижней части стояка установлены электронагреватель небольшой мощности 14 и температурный датчик. При отсутствии масла температура в месте размещения датчика соответствует рабочей температуре кипения. При накоплении масла температура повышается и температурный датчик дает команду на открытие соленоидного вентиля 11 и включение масляного насоса 12. Отключение насоса происходит по команде реле времени. Продолжительность работы насоса выбрана таким образом, чтобы обеспечивать понижение уровня масла от места размещения температурного датчика до дна стояка.

Для возврата масла из второй ступени маслоотделителя предусмотрена специальная линия 13 с регулирующим вентилем и смотровым стеклом. Степень открытия регулирующего вентиля должна обеспечивать прохождение через трубопровод всего отделенного масла и небольшого количества паров аммиака.

Принципиальная схема холодильной машины WRV255.110:1 — компрессор; 2 - испаритель; 3 - конденсатор; 4 - маслоотделитель;5 — отделитель жидкости; 6 — маслоохладитель; 7 — поплавок высокого давления;8, 12 — масляные насосы; 9 - автоматический трехходовой клапан;10, 14 — электронагревательные элементы; 11 — соленоидный вентиль;13 — линия возврата масла из маслоотделителя; 15 — редукционный клапан возврата масла; 16 — вход воды на испаритель; 17 — выход воды из испарителя; 18 — вход воды на конденсатор и маслоохладитель; 19 — выход воды из конденсаторы и маслоохладителя

Техническая характеристика машины WRV255.110
Холодопроизводительность (при температуре охлаждаемой воды на выходе из испарителя 2 °C и температуре охлаждающей воды на входе в конденсатор 25 °C), кВт	1380
Потребляемая мощность, кВт	290
Расход охлаждаемой воды через испаритель, м3/ч	200
Гидравлическое сопротивление испарителя, кПа	90
Расход охлаждающей воды через конденсатор, м3/ч	265
Гидравлическое сопротивление конденсатора, кПа	92
Расход охлаждающей воды через маслоохладитель, м3/ч	20
Гидравлическое сопротивление маслоохладителя, кПа	19
Количество заправляемого аммиака, кг	310
Количество заправляемого масла, кг	280
Габаритные размеры машины, мм	6000x2613x3600
Масса, кг	12500

Работа холодильной машины полностью автоматизирована и не требует присутствия обслуживающего персонала. Управление машиной осуществляется с помощью программируемого логического контроллера, который обеспечивает автоматическое поддержание требуемой температуры воды на выходе из машины, автоматическую защиту машины от опасных режимов работы, дает необходимую информацию о текущих параметрах и расшифровывает причину аварийной остановки, если она имела место.

Показатель	До реконструкции	После реконструкции (расчетный)
Холодопроизводительность, кВт	3990	5480
Общая установленная мощность электродвигателей рабочих машин, кВт	1620	1260
Выработка холода на 1 кВт установленной мощности электродвигателей	2,46	4,35
Количество аммиака в системе, т	15	1,86
Ежегодная дозаправка аммиака, т	3	0,2
Расход воды на подпитку контура оборотного водоснабжения, м3/сут	200	170

В комплекте с холодильными машинами будут поставлены высокоэффективные компактные градирни фирмы Baltimore (с уносом не более 0,2 % от объема циркулирующей воды).

Реконструкция системы холодоснабжения линии приемки молока будет производиться поэтапно. Первый этап выполнение проекта установки, пуск и наладка головной машины уже завершен. В настоящее время выполняется второй этап работ подготовка проектной документации для полной реконструкции, поставка и ввод в эксплуатацию еще двух машин.

После полной реконструкции холодильная система приготовления ледяной воды должна обеспечивать параметры, приведенные в таблице. Для сравнения здесь же даны соответствующие параметры реконструируемой системы. Реконструкции обеспечит:

• значительное уменьшение общего количества аммиака в системе (~ в 8 раз), что позволит существенно повысить безопасность эксплуатации системы холодоснабжения. Кроме того, расход аммиака на дозаправку также снижается приблизительно в 15 раз;
• повышение экономичности работы холодильной системы (уменьшение установленной мощности электрооборудования на ~20 % при значительном увеличении холодопроизводительности);
• сокращение расхода воды на подпитку градирен на ~15 %.

Кроме того, в машинном отделении высвобождается 432 м² производственной площади, которая может быть использована для других целей.

ЗАО «Сиеста-Холод» предлагает услуги по разработке и реализации современных прогрессивных технических решений по созданию новых и реконструкции действующих систем холодоснабжения на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях.