Схема узла включ. одноступенчат. компрессоров на неск. температур кипения

На рисунке изображены поршневые компрессоры. Каждый из трех компрессоров предназначен для работы на свою температуру кипе­ния (в соответствии с номером). Пар из каждой испарительной системы проходит через отделитель жидкости 2 и по отдельно­му для каждой температуры кипения трубопроводу поступает в общий всасывающий трубопровод 3. Вентили на коллекторе по­зволяют направить пар в компрессор своей температуры кипе­ния и в случае необходимости заменить один компрессор дру­гим или сосредоточить на одной температуре кипения два или даже все три компрессора. Соединение сторон всасывания компрессоров общим трубо­проводом оказывается полезным и при ремонте, так как позво­ляет освободить компрессор, подлежащий ремонту, от хладагента путем отсасывания его из этого компрессора другим. На всасывающих трубопроводах перед всасывающим венти­лем устанавливают фильтр 4, предназначенный для очистки по­ступающего пара от механических загрязнений. В некоторых кон­струкциях компрессоров фильтры встраивают непосредственно во всасывающий коллектор компрессора. Сжатый компрессором пар нагнетается в конденсатор по общему нагнетательному тру­бопроводу 5. Если магистральные трубопроводы и общие коллек­торы располагаются выше компрессоров (верхняя разводка), то присоединять всасывающие и нагнетательные трубы от компрес­соров к магистральным трубопроводам следует не снизу, а сверху, как показано на рисунке. Это выполняют в связи с тем, что одно­временно могут работать не все компрессоры и в трубопроводах, относящихся к неработающим компрессорам, при присоедине­нии труб снизу возможно скопление жидкого агента или масла, что может вызвать гидравлический удар при пуске компрессора. На нагнетательном трубопроводе каждого компрессора, пред­назначенного для автоматического пуска с открытым байпасом, поставлен обратный клапан ОК. У винтовых и центробежных компрессоров обратные клапаны устанавливают как на нагнета­тельных, так и на всасывающих линиях, во избежание возникно­вения обратного потока пара/Обратные клапаны на стороне на­гнетания разгружают компрессоры при их остановке от высокого давления на стороне нагнетания. Кроме того, обратные клапаны защищают компрессорное помещение от прорывов хладагента из аппаратов стороны высокого давления при авариях с компрессо­ром. Так как в аппаратах стороны высокого давления (конденсато­рах, линейных ресиверах) находится обычно значительное количе­ство хладагента, то наличие обратного клапана между компрессора­ми и этими элементами позволяет уменьшить последствия аварии. На пути пара между компрессором и конденсатором устанав­ливают маслоотделитель 8, предназначенный для освобождения пара хладагента от увлеченного им из компрессора смазочного масла (см. гл. 7). За маслоотделителем к магистрали присоеди­няют оттаивательный трубопровод 7 подачи пара с нагнетатель­ной стороны в охлаждающие приборы непосредственного охлаж­дения для плавления инея (удаления снеговой шубы) с их поверх­ности. У одного из компрессоров желательно иметь мост переключе­ний с вентилями 3' и 4', позволяющий удалять (отсасывать) пар из нагнетательного трубопровода и конденсатора при их ремон­те. Так как любое вскрытие трубопроводов, аппаратов и машин холодильной установки возможно только после того, как давле­ние в них будет понижено до атмосферного, то, чтобы не допус­тить потерь хладагента, в схемах предусматривают возможность удаления пара из этих элементов установки путем отсасывания компрессором. Например, при ремонте конденсатора жидкое ра­бочее тело из него удаляется в ресивер или испарительную систе­му. Оставшийся пар отсасывается компрессором. Для этого за­крывают всасывающий Г и нагнетательный 2' вентили компрес­сора, а вместо них открывают вентили 3' и 4'. Так как обратный клапан пропускает пар только в одном направлении, то на случай отсасывания пара из конденсатора в обход обратного клапана выполнен обводной мост с вентилем, который при нормальной работе установки должен быть закрыт и запломбирован. Таким образом, в случае необходимости пар из конденсатора отсасывается компрессором 1 по нагнетательному трубопроводу 5, через вентиль 3' поступает в компрессор и через вентиль 4' нагнетается во всасывающий трубопровод 3. Разуме­ется, такой процесс осуществим только в то время, когда осталь­ные компрессоры не работают. Нередко ограничиваются соеди­нением оттаивательной линии со всасывающим коллектором, что позволяет перед ремонтом понизить давление в конденсаторе или нагнетательном трубопроводе; полностью же аппараты освобож­дают выпусканием хладагента в воздух или воду. Для того чтобы контролировать давление в испарительных системах разных температур кипения, предусмотрены маномет­ры, соединенные с объектами (отделителями жидкости, циркуля­ционными ресиверами, испарителями) на каждую температуру кипения, а также манометр, позволяющий контролировать давле­ние конденсации, присоединенный к конденсатору (что более пра­вильно) или к маслоотделителю.

 

 

13 Узел конденсатора и регулирующей станции. Один из вариантов этого узла приведен на рис. 6.3. По нагнетательному трубопрово­ду а пар поступает в конденсатор 1. Образовавшаяся жидкость по сливному трубопроводу 3 стекает в линейный ресивер 5. Он предназначен для выполнения различных функций. Прежде все­го линейный ресивер является сборником конденсата, благодаря чему жидкость в конденсаторе не затапливает его теплообмен-ную поверхность. Для того чтобы обеспечить надежный сток жидкости, на аммиачных установках линейный ресивер устанав­ливается ниже конденсатора, а паровые пространства конденса­тора и ресивера соединяются уравнительной линией 2, благодаря чему в обоих аппаратах давление выравнивается и жидкость под действием силы тяжести стекает из конденсатора. Узел конденсатора и линейного ресивера: 1 — конденсатор; 2 — уравнительная линия; 3 — сливной трубопровод; 4 — отстойник; 5 — линейный ресивер; 6 — охладитель; 7 — коллектор; 1' — заправочный вентиль

Другой функцией, выполняемой линейным ресивером, являет­ся компенсация неравномерности подачи хладагента в охлажда­ющие приборы потребителей холода. В соответствии с колебани­ями тепловой нагрузки должно изменяться количество хлад­агента, подаваемого в испарители в единицу времени, а потому линейный ресивер используется как емкость, в которой накапли­вается хладагент при уменьшении количества подаваемой в ис­парители жидкости. Кроме того, в линейном ресивере создается запас хладагента, который должен компенсировать возможные утечки его из системы; этот запас регулярно пополняют при пе­риодической дозарядке. Линейный ресивер используют также как емкость для сбора хладагента из испарителей (или охлаждающих приборов) во вре­мя их ремонта или остановки на длительный срок. Наконец, в ли­нейном ресивере создается гидравлический затвор, препятствую­щий перетеканию пара со стороны высокого давления в испари­тельную систему, что имело бы своим следствием уменьшение холодопроизводительности установки. Как видно из рис. 6.3, жид­кий хладагент отводится из линейного ресивера по трубе, опущен­ной под уровень жидкости, что и предотвращает прорыв пара по этому трубопроводу в испарительную систему. Контроль за уровнем жидкости в ресивере ведут по указателю уровня УУ. Конденсатор и ресивер снабжены предохранительными клапанами ПК с переключающим вентилем, от предохранитель­ных клапанов выведены трубопроводы для аварийного сброса хлад­агента в атмосферу. У каждого из этих аппаратов на аммиачных установках имеются отстойники 4 для сбора масла и загрязнений; из отстойников эти примеси могут отводиться в маслособиратель. Из ресивера хладагент поступает в охладитель жидкости (пе­реохладитель) 6, который должен включаться после ресивера. Если охладитель жидкости не используется, то жидкий хладагент может быть направлен по обводной линии мимо него.

От коллектора 7 регулирующей станции жидкий хладагент при ручном регулировании распределяется посредством регули­рующих вентилей РВ по охлаждаемым объектам (в общем слу­чае — разных температур кипения). В случае применения авто­матических регуляторов подачи хладагента в испарительную си­стему коллектор 7 становится распределительным. При помощи запорных вентилей на этом коллекторе можно прекращать по­дачу хладагента во все объекты данной температуры кипения или в группу объектов. Регулирующие вентили коллектора мо­гут использоваться при выходе из строя автоматических регуля­торов подачи, расположенных у объектов. Обычно как ручные, так и автоматические регулирующие вен­тили находятся между двумя запорными вентилями, что позво­ляет при засорении регулирующего вентиля легко отсоединить его от системы для осмотра и очистки, без нарушения режима работы других объектов. Иногда ограничиваются постановкой од­ного запорного вентиля перед регулирующим. В этом случае пе­ред вскрытием неисправного регулирующего вентиля необходимо закрыть запорный вентиль и отсосать хладагент из всего трубо­провода. На коллекторе предусматривают вентиль Г для зарядки и пополнения системы хладагентом. На всех хладоновых установках и обычно на небольших ам­миачных установках линейные ресиверы располагают на одном уровне с конденсатором. В этом случае конденсатор и линейный ресивер не соединя­ются уравнительной линией, а жидкий хладагент выдавливается из конденсатора в линейный ресивер через обратный клапан ОК (или гидравлический затвор) давлением конденсации, так как в линейном ресивере давление ниже, чем в конденсаторе, из-за периодического открытия регулирующего вентиля и перепуска жидкого хладагента в охлаждающие приборы.

На крупных холодильных установках обычно приходится ис­пользовать несколько конденсаторов, которые могут быть соеди­нены последовательно или параллельно. Для аппаратов одного типа применяют, как правило, параллельное соединение конден­саторов. При таком соединении гидравлические сопротивления всех конденсаторов с соединительными трубопроводами должны быть равны, в противном случае будут подтапливаться конденса­том аппараты с меньшим гидравлическим сопротивлением. Для того чтобы гарантировать равенство гидравлического сопротив­ления всех конденсаторов с трубопроводами, их сопротивление увеличивают, предусматривая отвод конденсата из коллектора по сливной трубе (рис. 6.4) с подъемом h_Q, обеспечивающим допол­нительное требуемое гидравлическое сопротивление Ар = pgh_Q.

14 схема узла двухступенчатого сжатия, состоящего из двух одноступенчатых компрессоров. В данной схеме применен про­межуточный сосуд со змеевиком для охлаждения жидкого хлад­агента. Энергетические показатели схемы с таким промежуточным сосудом ниже показателей схемы с промежуточным сосудом без змеевика из-за того, что жидкость в змеевике охлаждается не до температуры, соответствующей промежуточному давлению, а ока­зывается на 3 - 5 К выше этой температуры. Однако схема со змеевиковым промежуточным сосудом имеет важные практи­ческие достоинства. Во-первых, жидкий хладагент поступающий в змеевик промежуточного сосуда, охлаждается в нем, не сопри­касаясь с кипящей жидкостью в сосуде, благодаря чему не загрязняется маслом, приносимым паром из компрессора ступе­ни низкого давления. Во-вторых, жидкость в змеевике находит­ся под давлением конденсации, т. е. под напором, достаточным для подачи в испарители и охлаждающие приборы, находящиеся в верхних этажах здания или помещениях, значительно удаленных от машинного отделения. В промежуточном сосуде без змее­вика жидкий хладагент находится под промежуточным давле­нием, и это давление иногда (особенно в зимнее время) оказыва­ется недостаточным для подачи жидкости в указанные выше помещения. На некоторых старых предприятиях по этой причи­не применена менее экономичная схема одноступенчатого дрос­селирования.Между компрессором ступени низкого давления и промежу­точным сосудом целесообразно предусматривать маслоотдели­тель, так как это не только освобождает промежуточный сосуд от несвойственных ему функций маслоотделеиия, но и предохра­няет поверхность змеевика от замасливания и тем самым от ухудшения теплообмена через нее. На нагнетательной стороне компрессора ступени высокого давления устанавливают свой маслоотделитель. На установках, выполненных по рассматриваемой схеме, жид­кий хладагент из конденсатора или линейного ресивера поступа­ет по линии, и часть его подается к коллектору регулирую щей станции для раздачи потребителям высоких температур ки­пения, входящих в систему одноступенчатого сжатия. Другая ее часть направляется через автоматический регулятор (РУ и СВ1) непосредственно в промежуточный сосуд для охлаждения пара, нагнетаемого компрессором ступени низкого давления 2, и для охлаждения жидкости, протекающей по змеевику. Большая часть жидкости направляется в змеевик, где и охлаждается до темпера­туры, близкой к промежуточной температуре. Для того чтобы не произошло смешения потоков жидкости с разными температура­ми, хладагент после змеевика направляется к отдельному кол­лектору 6 регулирующей станции для раздачи по низкотемпера­турным объектам, охлаждаемым системой двухступенчатого сжатия. В зависимости от числа ступеней охлаждения жидкости необходимо иметь соответствующее число коллекторов на регу­лирующей станции.Коллектор снабжен вентилем для зарядки и пополнения системы хладагентом. Оба коллектора и соединены мостом с вентилем, позволяющим в случае необходимости питать кол­лектор 6 жидкостью более высокой температуры, а также добав­лять жидкость для пополнения системы низких температур. Для обеспечения безопасных условий пуска компрессоров дав­ление в промежуточном сосуде должно быть понижено до давле­ния в испарительной системе (для облегчения их последующего пуска и исключения возможности гидравлического удара из-за вскипания жидкости в промежуточном сосуде). Поэтому солено­идные вентили СВ2 и СВЗ должны открываться при остановке компрессоров ступеней низкого и высокого давлений для сниже­ния давления в промежуточном сосуде и всех трубопроводах до обратного клапана, установленного на нагнетательной линии ком­прессора ступени высокого давления 5. Сразу после пуска комп­рессоров эти вентили закрываются. При использовании винтовых компрессоров появляются до­полнительные возможности для реализации цикла двухступен­чатого сжатия в одноступенчатом компрессоре с отбором пара промежуточного давления. В винтовом компрессоре, в отличие от поршневого, процесс сжатия распределен по длине винта. Ины­ми словами, при фиксированном давлении всасывания каждо­му сечению по длине цилиндра соответствует определенное зна­чение внутреннего давления сжатия. Это дает возможность вы­явить по длине цилиндра точку, давление в которой будет равно промежуточному. Если к этой точке подвести пар при промежу­точном давлении, то появляется возможность осуществления двухступенчатого сжатия в одном цилиндре. Подобная схема включения винтового компрессора получила название схемы «экономайзер». При этом холод, производимый при промежу­точной температуре кипения, может использоваться для различ­ных целей.

 

15 Можно указать три способа подачи: а) под действием разности давлений конденсации и кипения; б) под действием разности дав­лений, создаваемой столбом жидкости; в) под действием разно­сти давлений, создаваемой насосом.

Первые два способа образуют группу безнасосных схем; тре­тий способ создает группу насосных (или насосно-циркуляцион-ных) схем.

Узлы подачи жидкого хладагента: а — под действием разности давле­ний; б — под действием разности давлений с отделителем жидкости; в — под действием разности давлений, создаваемой столбом жидкости; г — насосом;

1 — жидкостный трубопровод от линейного ресивера или конденсатора; 2 — жидкостный коллектор; 3 — жидкостный трубопровод к испарителю; 4 — охлаждающие приборы; 5 — всасывающий трубопровод; в — отделитель жидкости со змеевиком; 7 — циркуляционный ресивер; 8 — отделитель жидкости; 9 — распределительный коллектор; 10 — отделитель

пара; 11 — насос

 

Так жэ различают нижняя подача и верхняя подача холодильного агента

В насосных схемах применяют верхнюю и нижнию, в безнасосных только нижнию

aj г б) г

Рис. 6.12. Способы подачи хладагента в охлаждающие приборы: а — нижняя подача; б — верхняя подача;

V, 2' — запорные вентили