某冷藏庫制冷系統(tǒng)改造

朱永軍,安錦鋒,劉武杰

(1.深圳市君瑋卓越科技發(fā)展有限公司,廣東518000;2.陜西省制冷學(xué)會(huì),陜西710016;3.陜西融盛機(jī)電科技有限公司,陜西710054)

1 前 言

某冷藏庫建筑面積1500m2,采用單機(jī)雙級活塞式制冷壓縮機(jī)、氨泵強(qiáng)制供液、一級節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)系統(tǒng)。該冷藏庫制冷系統(tǒng)安裝竣工后,由該廠的幾名制冷技工進(jìn)行系統(tǒng)打壓、檢漏、抽真空,加制冷劑,調(diào)試設(shè)備運(yùn)行試車。在運(yùn)行過程中,出現(xiàn)了中間冷卻器滿液、壓縮機(jī)潮車故障。經(jīng)調(diào)研勘察,找到了故障原因并進(jìn)行了改造,使制冷系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

2 制冷系統(tǒng)及其改造方案

2.1 典型制冷系統(tǒng)流程及其中間冷卻器簡介

圖1是典型的氨雙級壓縮一級節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)系統(tǒng)的系統(tǒng)圖;圖中只繪出了一個(gè)單元的主要部分,省去了放油、放空氣、沖霜、排液等管路。系統(tǒng)中A壓縮機(jī)排出的氣體進(jìn)入冷凝器E前,先進(jìn)入油分離器B,將其攜帶的油滴分離出來,以免進(jìn)入冷凝器和蒸發(fā)器影響傳熱,在油分離器出口系統(tǒng)還安裝單向閥C,它的作用是防止壓縮機(jī)突然停車時(shí)高壓氣體倒流入壓縮機(jī)中。冷凝器E中冷凝的氨液流入貯液器F中,貯液器具有足夠的容量,用以保證蒸發(fā)器的供液。中間冷凝器G一般用浮球閥H供液,自動(dòng)保持中間冷卻器的液位。氨液在調(diào)節(jié)站I進(jìn)行節(jié)流,并分配給各庫房的蒸發(fā)排管K,排管上部裝有氣液分離器J,其用途是將從蒸發(fā)器出來的低壓蒸氣中所攜帶的液滴分離出來,以免液體進(jìn)出壓縮機(jī)產(chǎn)生濕沖程 (或稱液擊)。一臺氣液分離器可以和幾臺蒸發(fā)器相連,這樣它還可以起到分配液體的作用。蒸發(fā)器中蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體被壓縮機(jī)低壓級吸入,經(jīng)壓縮后排入中間冷卻器G進(jìn)行冷卻。

圖1 氨雙級壓縮循環(huán)的典型系統(tǒng)圖

圖2 中間冷卻器

圖2所示為采用最為普遍的一級調(diào)節(jié)制冷循環(huán)系統(tǒng)帶蛇形管的中間冷卻器。它的殼體用鋼板焊制而成,進(jìn)氣管由頂部伸入筒內(nèi),管下端沿外周開有出氣口,并焊有底板,以免來自壓縮機(jī)低壓級的排氣沖擊底部,將積存在底部的油污沖起。

洗滌后的氨氣中夾帶的氨液滴和油滴,則由器內(nèi)設(shè)置的兩塊多孔傘形擋板分離出來,以免被壓縮機(jī)高壓級吸入。

用于洗滌的氨液則從筒頂進(jìn)氣管側(cè)的細(xì)管噴入,并與壓縮機(jī)低壓級排出的蒸氣共同進(jìn)入容器內(nèi)(有些產(chǎn)品由容器下側(cè)部進(jìn)液)。

進(jìn)入中間冷卻器的氨液,吸收了來自壓縮機(jī)低壓級排出的過熱蒸氣的熱量,并吸收蛇形管內(nèi)被冷卻氨液的熱量而汽化。汽化后的蒸氣隨同來自壓縮機(jī)低壓級被冷卻的蒸氣,被壓縮機(jī)高壓級吸入。

中間冷卻器內(nèi)氨液液面高度對壓縮機(jī)正常工作影響很大,液面高度應(yīng)高于進(jìn)氣管出氣口150～200mm,一般都由浮球閥或其他液位控制裝置自動(dòng)控制。

由高壓貯液器來的氨液,進(jìn)入中間冷卻器蛇形管,在蛇形管中被冷卻后送往蒸發(fā)器。當(dāng)需要檢修蒸發(fā)器的時(shí)候,器內(nèi)的氨液可從排液管放出。此外,在管上還設(shè)有放油管、安全閥、液面指示器、壓力表等。

在中間冷卻器內(nèi)進(jìn)氣管上部鉆有一個(gè)平衡孔,使器內(nèi)壓力和壓縮機(jī)低壓級排氣管壓力保持平衡,避免氨液進(jìn)入壓縮機(jī)低壓級的排氣管。

中間冷卻器內(nèi)氣體流速一般不大于0.5m/s,蛇形管內(nèi)氨液進(jìn)出口溫度與器內(nèi)氨液蒸發(fā)溫度差為3～5℃。

由于中間冷卻器是在低溫下工作,器體外部需設(shè)置保溫層,減少冷量損失。

2.2 制冷系統(tǒng)故障原因

該冷藏庫制冷系統(tǒng)安裝竣工以后,由該廠的幾名制冷技工進(jìn)行系統(tǒng)打壓、檢漏、抽真空后加制冷劑,然后調(diào)試設(shè)備運(yùn)行試車。在運(yùn)行過程中,出現(xiàn)了中間冷卻器滿液、壓縮機(jī)潮車故障;經(jīng)過幾次調(diào)整也沒有排除這個(gè)故障,最后請筆者去幫助解決。

我們到現(xiàn)場后,勘察該系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn)了問題 (如圖3所示):

(1)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)安裝時(shí),沒有給中間冷卻器安裝浮球閥或其他自動(dòng)裝置。

(2)在中間冷卻器與高壓連接管線上沒有安裝閥門,無法控制中間冷卻器的進(jìn)液量。

圖3 原系統(tǒng)中間冷卻器部分安裝簡圖

經(jīng)過勘察以后,可以肯定,中間冷卻器滿液和壓縮機(jī)潮車的原因就是因?yàn)樵谥虚g冷卻器與高壓連接管線上沒有安裝閥門,高壓液體無節(jié)制的灌入中間冷卻器而造成滿液,隨之造成壓縮機(jī)潮車事故的發(fā)生。

原系統(tǒng)安裝如圖3所示。圖3中,B處為浮球閥或其他自動(dòng)控制裝置安裝接點(diǎn),被用封板焊接封死,A處為供液接口,這條管路只在高壓貯液桶出液接口處有一截止閥。而A處沒有任何閥門,這樣,只要貯液器出液閥門開啟,又沒有浮球閥等自動(dòng)控制裝置控制液位,那么中間冷卻器就會(huì)被灌滿氨液,導(dǎo)致壓縮機(jī)不能正常工作,并且很容易造成大的事故。

3 制冷系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)與施工

經(jīng)過勘察和業(yè)主商洽后,決定將該制冷系統(tǒng)的中間冷卻器部分加以改造。

改造后的中間冷卻器部分安裝如圖4所示,把氨液排入其他容器后,根據(jù)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范的要求,把B處用封板封死的接口打開,接上浮球閥,在A處安裝一個(gè)截止閥,其目的主要用于維修中間冷卻器時(shí)截?cái)嗥涔苈贰Ｔ贑處安裝了一個(gè)閥門,主要用于浮球閥損壞維修時(shí),為中間冷卻器供液,控制氨液的流量。經(jīng)過改造,打壓、保壓試漏、抽真空以后,開機(jī)調(diào)試運(yùn)行,中間冷卻器滿液、壓縮機(jī)潮車故障沒有發(fā)生,制冷達(dá)到預(yù)期的效果。

圖4 改造后中間冷卻器的簡圖

4 結(jié)束語

設(shè)計(jì)和安裝是影響冷庫是否可以正常使用的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)和安裝之前要和業(yè)主進(jìn)行充分的溝通,理解業(yè)主的真實(shí)意圖。要根據(jù)冷庫的實(shí)際情況進(jìn)行仔細(xì)的核算,選擇相適應(yīng)的方案,對設(shè)計(jì)的要點(diǎn)要給予重點(diǎn)的關(guān)注。在施工過程中要把好施工各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量關(guān),嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)規(guī)范和操作規(guī)程。作為設(shè)計(jì)和施工人員要不斷地在實(shí)際工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

[1]郭慶堂.實(shí)用制冷工程設(shè)計(jì)手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1994

[2]連添達(dá).建筑安裝工程施工圖集 (2-冷庫、通風(fēng)、空調(diào)工程)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998