Огляд та особливості експлуатації компресорного обладнання аміачних холодильних машин,
Проектування, підбір, постачання, монтаж холодильного та кондиціювання обладнання
Головне меню
Огляд та особливості експлуатації обладнання аміачних холодильних машин.
Техніко-економічні показники експлуатації холодильної машини значною мірою визначаються показниками роботи компресорного агрегату.
До складу компресорного агрегату входить:
- система маслопостачання компресора: маслоотделитель, охолоджувач масла, фільтр;
- Система автоматизованого управління та регулювання.
У складі аміачних холодильних машин (АХМ) найбільшого застосування отримали компресори наступних типів:
Поршневі та гвинтові компресори відносяться до машин об'ємного принципу дії. Відцентрові компресори відносяться до машин динамічного класу.
Робота компресорів, що використовуються в холодильних машинах та установках, що працюють на аміаку, характеризується рядом особливостей:
– внаслідок зміни зовнішніх умов роботи холодильної машини компресор працює у широкому діапазоні тисків нагнітання та всмоктування та великої різниці цих тисків;
- пар аміаку, що всмоктується в компресор (позначення холодоагенту R717, хімічна формула - NH3) має низьку температуру (для АХМ може становити до -60 0 С) і може містити краплинну рідину;
- компресор повинен мати високу енергетичну ефективність і стійкість роботи в широкому діапазоні зміни робочих параметрів (тиску на вході та виході, ступеня підвищення тиску, а також продуктивності);
- Використання як робочої речовини аміаку, який є шкідливим для організму людини і вибухонебезпечним, пред'являє до компресорів АХМ високі вимоги до їх герметичності;
-конструкція компресорів холодильних машин дозволяє максимально автоматизувати робочий процес для їхньої надійної експлуатації з мінімальним залученням обслуговуючого персоналу;
- низькі швидкості руху пари в елементах компресорного агрегату (рекомендовані швидкості пари в прохідних перерізах всмоктувального та нагнітального патрубка становлять 20-25 і 25-30 м/с, відповідно);
- технологічність конструкцій, високий ступінь уніфікації деталей та вузлів, доступність матеріалів та мала матеріаломісткість;
З-за високого значення електричної провідності R717, АХМ застосовуються тільки сальникові компресорні агрегати із зовнішнім приводом. З'єднання компресора з приводом здійснюється або за допомогою клинопасової передачі (для компресорів малої потужності), або за допомогою муфти.
Для застосування в системі мастила компресорів АХМ рекомендуються нафтенові мінеральні олії, синтетичні олії на основі алкілбензолів та полігліколів, а також їх суміші.
Поршневі компресори.
У класі поршневих компресорів вітчизняні виробники були представлені безкрейцкопфними V-, W-, VV-подібними одноступінчастими компресорами (П60, П110, П220 та ін) одиничною потужністю від 12,8 до 78 кВт, оппозитними компресорами (АО1200, до 630 кВт, а також двоступінчастими оппозитними компресорами (ДАО275П, ДАО550П).
Мал. 1. Поршневий компресор П110.
Мал. 2. Опозитний поршневий компресор.
В даний час на ринку холодильного та компресорного обладнання представлена широка модельна лінійка поршневих компресорів відомих виробників (Bitzer, Grasso, Sabroe та ін.), що працюють на R717, та мінімальною потужністю від 3 кВт.
Мал. 3.Компресор BitzerW4NA
Мал. 4. Поршневі компресори Sabroe.
Основними способами регулювання холодопродуктивності АХМ на базі поршневих компресорів є:
- дроселювання потоку холодоагенту на вході в компресор;
-Блокування всмоктуючих каналів окремих циліндрів або груп циліндрів;
- Зміна частоти обертання валу;
– віджимання всмоктувальних клапанів;
- Зміна "мертвого" об'єму циліндра
- Скорочення ходу стиснення;
- Внутрішній перепуск пари.
У зв'язку зі слабкою розчинністю аміаку в маслі, в лінію нагнітання безпосередньо на виході з компресора встановлюється маслоотделитель.
Гвинтові компресори.
Найбільшу популярність серед гвинтових компресорів, що застосовуються в АХМ, здобули маслозаповнені двороторні машини. Встановлено, що діапазон холодопродуктивності, при якому використання гвинтових компресорів є більш доцільним у порівнянні з іншими типами, становить 400 ... 1650 кВт за умови t0 = -150 C і tк = +300С.
Температура кипіння для аміачних маслозаповнених компресорів, при їх роботі у складі одно- та двоступінчастих ХМ, знаходиться в діапазоні від +15 до -65 0 С. Причому в двоступінчастих ХМ гвинтові компресори використовуються в основному як ступінь низького тиску. Плавне регулювання продуктивності компресора в діапазоні від 10 до 100% здійснюється за допомогою золотника (механічне регулювання продуктивності), що дозволяє змінювати ефективну довжину гвинтів.
До основних недоліків маслозаповнених гвинтових компресорів відноситься наявність розвиненої маслосистеми, яка включає маслоотделитель, маслоохолоджувач, фільтр і насос циркуляції масла. При агрегатуванні гвинтовихкомпресорів на загальній рамі розміщують компресор з приводом, елементи маслосистеми, елементи системи автоматизованого управління (САУ).
Тип використовуваних компресорів – сальникові. Як привод використовуються переважно асинхронні електродвигуни необхідної потужності. З'єднання провідного ротора компресора з приводом виконується за допомогою пружної муфти.
Масляна система компресорного агрегату складається з наступних елементів:
- маслоотделитель, що встановлюється на виході компресора і призначений для уловлювання олії, що носить холодоагент з компресора;
- маслоохолоджувач (водяний або повітряний), призначений для охолодження олії (оптимальна температура олії, яку необхідно підтримувати після охолоджувачів на вході в компресор становить 30...40 0 С);
- масляний фільтр встановлюють для виключення влучення механічних частинок у робочий тракт компресора та подальшого пошкодження таких елементів як робочі поверхні гвинтів та інших відповідальних елементів;
- циркуляційний насос призначений для забезпечення циркуляції олії через маслоохолоджувач та подачі його в підшипникові вузли та порожнину компресора.
Система автоматичного керування забезпечує управління компресорним агрегатом, а також захист його від аварійних режимів та включає: контрольно-вимірювальні прилади та засоби автоматизації, місцевий щит управління та контролер.
Основними способами регулювання холодопродуктивності АХМ на базі гвинтових компресорів є:
- Внутрішній перепуск пари;
- Внутрішні управляючі поршні;
- Регулюючий золотник, паралельний осі валу;
- Зміна частоти обертання.
Мал. 5. Компресор Bitzer OSHA7452-K
Мал. 6. Холодильний агрегат А 350-7 з компресором Казанькомпресормаш.
Центробіжні компресори.
Аміачні холодильні машини на базі відцентрових компресорів знайшли своє застосування в холодильних установках промислових виробництв великої потужності (в хімічній, нафтопереробній, газовій та ін галузях промисловості).
Діапазон температур кипіння холодоагенту в АХМ на базі відцентрових компресорів, що випускаються серійно вітчизняною промисловістю, становить від 0 до -23 0С.
Залежно від параметрів роботи холодильної машини компресор складається з 1 або 2 корпусів стиснення, в яких може розміщуватись від 2 до 10 щаблів (робочих коліс).
Основними способами регулювання холодопродуктивності відцентрових компресорів є:
- дроселювання на всмоктуванні;
- Підвищення тиску конденсації;
- Байпасування стислих пар;
- Використання вхідного направляючого апарату;
- Зміна частоти обертання.
Аміачні холодильні машини на базі відцентрових компресорів повністю автоматизовані і вимагають у процесі експлуатації лише мінімального спостереження.