Вспомогательное оборудование холодильных машин
6.3.1. Промежуточные сосуды и охладители конденсата:
а) турбокомпрессорных агрегатов.
Охладители конденсата предназначены для переохлаждения жидкого ХА перед поступлением его на испарение в технологических аппаратах или испарителях холодильных установок. Чем больше переохлаждение, тем выше холодопроизводительность ХМ. По крайней мере оно должно быть таким, чтобы не было парообразования перед регулятором уровня жидкого ХА в испарителе (для надежной работы регулятора)
Промежуточные сосуды для турбоагрегата – это горизонтальные кожухотрубные многоходовые теплообменные аппараты. Охлаждение жидкого ХА (в трубном пучке) осуществляется за счет испаряющегося ХА в межтрубном пространстве. Образующийся пар отсасывается в промежуточную ступень компрессора через сухой отделитель жидкости. При этом происходит промежуточное охлаждение сжимаемых паров ХА в турбокомпрессоре.
Охладители конденсата конструктивно аналогичны промежуточным сосудам;
б) поршневых и винтовых холодильных машин. Промежуточные сосуды применяют в ХМ многоступенчатого сжатия для полного промежуточного охлаждения паров ХА между ступенями. Это достигается их барботажом через слой жидкого ХА в сосуде.
Конструктивно – это сварные цилиндрические аппараты. Они бывают: со змеевиком и без змеевика. В змеевике осуществляется переохлаждение конденсата ХА перед отправлением его потребителям холода. Если промежуточный сосуд без змеевика, то переохлаждение конденсата осуществляется в специальном теплообменнике, аналогичном аппаратам турбокомпрессорных ХМ.
6.3.2. Отделители жидкости (сепараторы)
В схемах холодильных установок они служат для защиты компрессора от гидравлического удара. Предназначены для отделения паров ХА поступающих из испарителя (или промежуточного сосуда) от капель жидкости.
Отделители жидкости условно делят на сухие и питающие. Сухие выполняют только одну функцию – защищают компрессоры от жидкости. Питающие выполняют две функции – это защита компрессора и питание жидким ХА испарителей или других потребителей холода (технологических аппаратов).
Все отделители – это пустотелые объемные аппараты вертикального и горизонтального типа. Характеристики таких сепараторов приводятся в каталогах. Выпускаются отделители и с объемной насадкой. Схемы таких аппаратов приведены на рис.6.1.
 |
Рис.6.1. Конструктивные схемы вертикальных и горизонтальных отделителей жидкости: а) пустотелые; б) с отбойной насадкой
Отделение паров ХА от капель и брызг происходит за счет разности плотностей. Этому способствует снижение скорости пара и изменение направления движения. Считают, что скорость в отделителе пара не должна превышать 0,5 м/с. Есть эмпирические формулы, по которым определяются допустимые скорости для различных ХА и других конкретных условий работы аппарата [8].
6.3.3. Маслоотделители (МО)
Пары ХА выходя из компрессоров (винтовых и поршневых) уносят с собой частицы масла, как в виде капель (размером от 5 до 50 мкм), так и в виде пара. Применение маслоотделителей позволяет повысить эффективность теплообменных аппаратов в установках, работающих на ограниченно растворяющихся в маслах ХА (R717, R22 и др.), так как при этом уменьшается масляная пленка, оседающая на теплопередающей поверхности.
Для освобождения паров ХА от нерастворенного масла и служат маслоотделители. Они бывают разных типов, работают на разных принципах:
1) барботажные (промывочные) типа ОММ (отделитель масла модернизированный) - для аммиака. Они обеспечивают эффективное отделение масла от паров ХА при барботаже их через слой жидкого аммиака. Пары масла при этом конденсируются.
Конструктивно – это сварные вертикальные цилиндры с коническими решетчатыми отбойниками. До насыщения маслом ОММ работают хорошо – улавливают до 97%, но необходимо своевременно масло сливать;
2) инерционные. К этому типу относятся маслоотделители:
а) с тангенциальным вводом пара. Они используются там, где ХА служат пропан, пропилен, этан и этилен. Для увеличения эффективности маслоотделения пары ХА следует предварительно охладить. На выходе паров из отделителя размещается слой из колец Рашига;
б) центробежные или циклонные маслоотделители. В них отделение масляных капель под действием центробежных сил сочетается с отделением капель при резком изменении направления движения потока. Эффективность таких маслоотделителей достигает 80%.
3) с водяным охлаждением ХА. Такие МО применяют в ХМ работающих на хладонах R12, R134а, R22 и др. Водой охлаждаются пары фреонов на 10-20 градусов выше их температуры конденсации. Капельки сконденсировавшегося масла вместе с потоком попадают в отбойный слой из колец Рашига.
По конструкции все маслоотделители представляют собой вертикальные цилиндры с соответствующей начинкой. Более подробное описание конструкций МО приведено в [8].
6.3.4. Ресиверы
В холодильных установках ресиверы служат емкостью для жидкого ХА. В зависимости от функций различают ресиверы линейные, дренажные, циркуляционные и защитные.
а) линейные ресиверы размещаются между конденсатором и регулирующим вентилем (дросселем) и служат для компенсации различия уровня ХА в испарительном оборудовании при изменении тепловой нагрузки. Кроме того они освобождают конденсатор от жидкости, омертвляющей теплообменную поверхность, создают необходимый запас ХА на случай утечки и служит гидравлическим затвором, препятствующим перетеканию в испарители пара высокого давления.
Это горизонтальные цилиндрические сварные сосуды с патрубками, указателем и сигнализатором уровня, манометром, предохранительным клапаном и маслосборным горшком.
б) дренажные ресиверы предусмотрены для слива жидкого ХА из аппаратов и трубопроводов (при оттаивании испарителей или ремонте) и последующего возврата его в систему.
в) циркуляционные ресиверы применяют в насосно-циркуляционных схемах питания испарительных систем жидким ХА. Они служат резервуаром, в котором постоянно содержится запас жидкого ХА в количестве, обеспечивающем непрерывную работу циркуляционного насоса, подающего жидкость в испарители.
г) защитные ресиверы вместе с отделителем жидкости устанавливаются на всасывающем трубопроводе между испарителем и поршневым компрессором. Служит для защиты компрессора от гидравлического удара. Иногда функции отделителя жидкости и защитного ресивера совмещают.
Кроме перечисленного, в состав вспомогательного оборудования ХМ входят: воздухоотделители, маслосборники, грязеуловители, фильтры, емкость для сбора паров (обычно одна на станцию), гидравлические затворы, осушители жидкого ХА и др.
Контрольные вопросы:
1. Чем отличаются условия работы компрессоров холодильных машин от условий работы воздушных компрессоров общего назначения?
2. Какие типы компрессоров используются в холодильной технике?
3. Какими преимуществами обладают винтовые компрессоры перед поршневыми в составе холодильных машин?
4. Как осуществляется изменение производительности в турбокомпрессорных холодильных машинах?
5.Чем отличаются стандартный и рабочий режимы работы холодильных машин?
6. Какие теплообменные аппараты ХМ относятся к основным и почему их таковыми считают?
7. Какие конструктивные особенности связанные с видом применяемого хладагента имеют испарители ХМ?
8. Что является охлаждающей средой в конденсаторах и конденсаторах-испарителях холодильных машин?
9. Какие отличительные признаки имеют аммиачные и фреоновые конденсаторы?
10. В каких промежуточных сосудах ХМ и с какой целью размещают змеевики?
11. Чем отличаются сухие и питающие отделители жидкости в составе холодильных установок?
12. На каких ХМ и с какой целью устанавливаются маслоотделители?
13. Как по назначению классифицируются ресиверы в составе холодильных установок?