Взаимодействие воздуха с охлаждаемой водой в градирне

Вода в градирне охлаждается при взаи­модействии с наружным воздухом путем конвективного теплообмена и главным обра­зом (особенно в летнее время) благо-даря частичному испарению. Процесс охлаж­дения возможен только при усло-вии, если температура воздуха по мокрому термо­метру будет ниже температуры воды. На рис. 207 показано изменение состояния воздуха на d, і-диаграмме при взаимо­действии его с охлаждаемой водой в гра­дирне. Чем ниже температура воздуха и меньше его влагосодержание, тем интенсивнее охлаждение воды. Пределом температуры охлаждения воды является температура мок-рого термометра наружного воздуха. Как известно (см. гл. VIII), при температуре воды, равной температуре мокрого термо­метра () теплообмен происходит без изменения тепло­содержания воздуха и воды; при этом температура воды остается неизменной.

Конструкции и расчет градирен 345

КОНСТРУКЦИИ И РАСЧЕТ ГРАДИРЕН

 

Для охлаждения циркуляционной воды применяются градирни следующих типов: брызгальные бассейны с форсунками (охлаж­дающие пруды); открытые башенные градирни с естественным продуванием воздуха; градирни с принудите-льным продуванием воздуха вен­тиляторами.

Брызгальные бассейны с форсунками (охлаждаю­щие пруды). Брызгальные бассейны применяют для крупных холоди-льных ус­тановок с количеством цир­кулирующей воды в конден-саторах до 2000 м³/ч (иногда и выше). При ис­пользовании гори-зонталь­ных кожухотрубных и эле­ментных конденсаторов брыз-гальные бассейны рас­полагают на земле (рис.208).

Бассейн состоит из водоне-проницаемого поддона глубиной 1,0—1,5 м, цир­куляционного насоса и системы форсунок. Вода поступает к форсункам под напором и распыляется ими. Создается большая поверхность соприкосно­вения воды с наружным воздухом, что способствует хорошему тепло- и влаго- обмену между ними. Вода охлаждается и стекает в поддон. Из поддона охлаж­денная вода циркуляционным насосом нагнетается в конденса­торы. Вода отепляется и под напором того же насоса снова возвращается в брызгальный бассейн (к форсункам) для охлажде­ния. Избыточное давление воды при выходе из конденсатора (перед форсунками) составляет 0,05 Мн/м^г (0,5 кГ/см²).

Вода к форсункам подается из водораспределительных коллек­торов (труб большого диаметра с отводами к каждой форсунке).

346 Градирни

 

Конструкции и расчет градирен 347

348 Градирни

 

 

Конструкции и расчет градирен 349

 

 

350 Градирни

 

Конструкции и расчет градирен 351

 

352 Градирни

 

ГЛАВА XIX

 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

 

Средние и крупные аммиачные холодильные установки (осо­бенно с системами непосредственного испарения) во многих слу­чаях полнос-тью не автоматизированы и недостаточно оснащены приборами автома-тики. Техническая эксплуатация таких устано­вок является наиболее сложной и требует от инженерно-тех­нического персонала хорошего знания холодильной установки и умения правильно ее регулировать. В этой главе приведены ос­новные данные о технической эксплуатации главным образом аммиачных холодильных установок, обслуживаемых техниче­ским персоналом предприятия.

 

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Непосредственно наблюдают за работой холодильной установки сменные механики, машинисты, их помощники и дежурные элек­трики. Состав обслуживающего персонала зависит от типа и холодопроизво-дительности установки, системы охлаждения и осна­щенности оборудо-вания приборами автоматики. Общее руковод­ство эксплуатацией на крупных холодильниках осуществляет главный инженер холодильника, которому подчинены главный механик (начальник компрессорного цеха) и главный энергетик.

Для экономичной и безопасной эксплуатации холодильной установки необходимо:

1. Наличие квалифицированного обслуживающего персонала, хорошо знающего установку и происходящие в ней физические процессы.

2. Соблюдение режима работы, положенного в основу при проектировании холодильной установки.

3. Обеспеченность установки контрольно-измерительными прибора-ми и наличие важнейших приборов автоматического регули­рования и защиты.

4. Наличие в достаточном количестве эксплуатационных материа-лов, запасных частей и ремонтных приспособлений.

5. Правильное заполнение системы холодильным агентом и (при рассольном охлаждении) поддержание надлежащей концен­трации рассола.

 

12 Н. Д. Кочетков

354 Эксплуатация холодильных установок

6. Отсутствие загрязнений на поверхности теплопередачи конденса-торов и испарителей.

7. Применение градирен для охлаждения циркуляционной воды.

8. Своевременное проведение планово-предупредительного ре­монта оборудования.

9. Ведение журнала работы холодильной установки и состав­ление технической отчетности с выявлением технико-эксплуатационных показателей.

Для облегчения работы обслуживающего персонала в машин­ном отделении должны быть вывешены схемы трубопроводов, планы холо-дильника с указанием всего оборудования, должност­ные инструкции, графики профилактического осмотра обору­дования и выпуска масла из системы. В машинном отделении должны также находиться инструк-ции по эксплуатации всех ма­шин и аппаратов с кратким описанием устройства, последователь­ности операций при пуске и остановке, порядка ремонта и прове­рок и мер безопасности при обслуживании.

Подготовка холодильной установки к пуску. Перед пуском холо-дильной установки машинист должен проверить по жур­налу причину ее последней остановки. Если остановка была вы­звана неполадками в работе, он обязан выяснить, устранены ли причины, вызвавшие эти неполадки, привести оборудование в ис­правное для работы состояние, проверить наличие масла для смазки цилиндра, движущихся частей и сальника, проверить исправность ограждений. Затем машинист должен открыть вен­тили на нагнетательном трубопроводе (от компрессора до кон­денсатора), на жидкостном трубопроводе (от конденсатора до испа-рителя) и на всасывающем трубопроводе (от испарителя до компрессо-ра), оставляя закрытыми всасывающий и нагнетатель­ный вентили ком-прессора и регулирующий вентиль.

Пуск холодильной установки. При ручном регулировании после-довательность пуска следующая.

Необходимо подать воду на конденсатор, переохладитель и в охлаж-дающую рубашку компрессора. В системах с рассольным охлаждением нужно включить мешалки испарителя (если испа­ритель закрытого типа, включить рассольный насос).

Перед пуском компрессора необходимо открыть нагнетатель­ный вентиль и провернуть компрессор вручную, чтобы убедиться в свобод-ном перемещении движущихся частей. После этого при отсутствии байпаса нужно включить электродвигатель компрес­сора и, когда пос-ледний разовьет нормальное число оборотов, медленно открывать вса-сывающий вентиль, прислушиваясь, нет ли толчков в цилиндре комп-рессора от проникновения жидкого ам­миака. При пуске компрессора в

Организация эксплуатации 355

 

ход необходимо следить за показанием манометров на нагнетательной стороне компрессора и масляном насосе.

Через небольшой промежуток времени после полного откры­тия вса-сывающего вентиля и при повышении температуры нагне­таемого пара открыть немного регулирующие вентили для подачи жидкости на охла-ждаемые объекты, пустить рассольные насосы открытых испарителей.

Для облегчения пуска компрессоров АВ и АУ обычно приме­няют байпасы (рис. 215). При ручном управлении компрессор включают с

открытым байпасом и за­крытыми всасы-вающим и нагнета­тельным вентилями. Когда компрес­сор достигнет нормаль-ного числа оборотов, открывают нагне-тательный вентиль и одновременно зак-рывают байпас. При автоматическом управле­нии вентили на компрессоре бывают открыты; роль байпаса выполняет соленоидный вентиль, который от­крывается при пуске компрессора и закрывается после достижения им нормального числа оборотов.

Горизонтальные компрессоры пус­кают с открытым нагнетательным вентилем и (для облегчения пуска) отжатыми всасы-вающими клапанами.

Последние приводятся в рабочее по­ложение по достижении компрессо-ром нормального числа оборотов.

При пуске двухступенчатых компрессоров сначала включают ступень высокого давления, а затем низкого.

Остановка холодильной установки. Останавливают холодильную установку в следующем порядке. Вначале закрывают регу­лирующий вентиль, а немного спустя также и всасывающий вен­тиль. Затем вык-лючают электродвигатель компрессора; после остановки компрессора закрывают нагнетательный вентиль, пре­кращают подачу воды на кон-денсатор и охлаждающую рубашку компрессора, прекращают циркуля-цию рассола.

При остановке на длительный период рекомендуется закрыть запор-ные вентили на аппаратах, а в зимнее время, кроме того, во избежание разрыва труб, выпустить воду из конденсатора.

На автоматических установках все указанные операции или значите-льную часть их выполняют приборы автоматики.

356 Эксплуатация холодильных установок

 

Регулирование рабочего режима. Регулировать рабочий режим холодильной установки может только высококвалифицированный машинист, хорошо знающий обслуживаемую им установку.

Установка будет нормально работать только в том случае, если поверхности конденсатора и испарителя соответствуют их тепловой нагрузке и производительности компрессора. Если по­верхность этих аппаратов недостаточна, то компрессор будет работать при более низкой температуре кипения или более высо­кой температуре конденсации.

Каждый градус понижения температуры кипения снижает холодо-производительность компрессора на 4—5% и на столько же увеличи-вает расход электроэнергии. Повышение температуры конденсации также увеличивает расход энергии (примерно 3% на каждый градус).

Регулирующий вентиль при ручном регулировании обычно откры-вают на ¹/₈—¹/₄ оборота шпинделя (при достаточном напол­нении системы). Если вентиль открыт чрезмерно, испаритель пе­реполняется и компрессор работает влажным ходом, что недо­пустимо. При малом открытии регулирующего вентиля испари­тель заполняется недостаточ-но, давление в нем пониженное, а перегрев пара при всасывании и нагнетании большой.

Автоматика (приборы ПРВ, ТРВ и другие) значительно облег­чает регулирование рабочего процесса.

Наиболее экономично установка работает при следующих температу-рных перепадах.

Температура кипения аммиака в системах непосредственного охлаж-дения должна быть ниже температуры воздуха камер на 8—10° С, а при рассольном охлаждении — на 14—15° С. Темпе­ратуру кипения опреде-ляют по термошкале мановакуумметра, присоединенного к всасываю-щему трубопроводу. Температура рассола в испарителе должна быть выше температуры кипения аммиака на 5—6° С. Температура конден-сации должна быть выше температуры воды, поступающей на конденсатор, на 8—10° С.

Температуру конденсации определяют по термошкале маномет­ра, расположенного на нагнетательной стороне установки. Нагрев воды в конденсаторе зависит от конструкции конденсатора: в ко­жухотрубных конденсаторах вода нагревается на 5—6° С, в оро­сительных— на 2—3° С. Температура переохлаждения жидкого аммиака (перед регулирую-щим вентилем) должна быть на 2— 3° С выше температуры поступаю-щей воды. Температура рассола в испарителе должна быть ниже темпе-ратуры воздуха камеры на 8—10° С.

Температура рассола при возвращении в испаритель должна быть

Неполадки и способы их устранения 357

 

выше температуры охлажденного рассола на 2—3° С.

Концентрация рассола в испарителе должна соответствовать темпе-ратуре начала замерзания его. Температура начала замер­зания должна быть на 8° С ниже температуры кипения аммиака при закрытой рас-сольной системе или на 5° ниже при открытой системе.

Температура всасываемого компрессором пара должна быть на 5—7° С выше температуры кипения; такой перегрев всасывае­мого пара ука-зывает на сухой ход компрессора и хорошее запол­нение испарительной системы жидким аммиаком.

Температура перегретого пара после компрессора (нагнета­ния) зави-сит от состояния пара при всасывании и температуры конденсации; в

аммиачных уста­новках она обычно колеб-лется в пределах 90—120°С и не должна быть выше 135° С. При темпера­туре выше 135° С возможны на­рушения смазки комп-рессора, вспышки масла в цилиндре и об­разования нагара на клапанах.

Давление и температура в промежуточ-ном сосуде двухступенча­той машины зави-сят от темпера­турного режима работы и опреде­ляются приближенно по диаграмме (рис. 216).

Для определения нормальной работы холодильной установки можно рекомен-довать следующие внешние признаки:

1) температура аммиака, рассола и воды в разных местах установки поддерживается на уровне указанных;

2) всасывающая сторона компрессора (главным образом вса­сывающий вентиль) покрыта сухим инеем;

3) компрессор работает без стука и без чрезмерного нагрева подшипников;

4) аммиак не просачивается через сальники компрессора и другие элементы системы;

5) насосы, вентиляторы, мешалки работают без шума и стука, их подшипники не перегреваются;

6) батареи холодильных камер покрыты инеем;

7) в рассольной системе нет утечек.