某冷藏库制冷系统改造

朱永军,安锦锋,刘武杰

(1.深圳市君玮卓越科技发展有限公司,广东518000;2.陕西省制冷学会,陕西710016;3.陕西融盛机电科技有限公司,陕西710054)

1 前 言

某冷藏库建筑面积1500m2,采用单机双级活塞式制冷压缩机、氨泵强制供液、一级节流中间完全冷却循环系统。该冷藏库制冷系统安装竣工后,由该厂的几名制冷技工进行系统打压、检漏、抽真空,加制冷剂,调试设备运行试车。在运行过程中,出现了中间冷却器满液、压缩机潮车故障。经调研勘察,找到了故障原因并进行了改造,使制冷系统恢复正常运行。

2 制冷系统及其改造方案

2.1 典型制冷系统流程及其中间冷却器简介

图1是典型的氨双级压缩一级节流中间完全冷却循环系统的系统图;图中只绘出了一个单元的主要部分,省去了放油、放空气、冲霜、排液等管路。系统中A压缩机排出的气体进入冷凝器E前,先进入油分离器B,将其携带的油滴分离出来,以免进入冷凝器和蒸发器影响传热,在油分离器出口系统还安装单向阀C,它的作用是防止压缩机突然停车时高压气体倒流入压缩机中。冷凝器E中冷凝的氨液流入贮液器F中,贮液器具有足够的容量,用以保证蒸发器的供液。中间冷凝器G一般用浮球阀H供液,自动保持中间冷却器的液位。氨液在调节站I进行节流,并分配给各库房的蒸发排管K,排管上部装有气液分离器J,其用途是将从蒸发器出来的低压蒸气中所携带的液滴分离出来,以免液体进出压缩机产生湿冲程 (或称液击)。一台气液分离器可以和几台蒸发器相连,这样它还可以起到分配液体的作用。蒸发器中蒸发产生的气体被压缩机低压级吸入,经压缩后排入中间冷却器G进行冷却。

图1 氨双级压缩循环的典型系统图

图2 中间冷却器

图2所示为采用最为普遍的一级调节制冷循环系统带蛇形管的中间冷却器。它的壳体用钢板焊制而成,进气管由顶部伸入筒内,管下端沿外周开有出气口,并焊有底板,以免来自压缩机低压级的排气冲击底部,将积存在底部的油污冲起。

洗涤后的氨气中夹带的氨液滴和油滴,则由器内设置的两块多孔伞形挡板分离出来,以免被压缩机高压级吸入。

用于洗涤的氨液则从筒顶进气管侧的细管喷入,并与压缩机低压级排出的蒸气共同进入容器内(有些产品由容器下侧部进液)。

进入中间冷却器的氨液,吸收了来自压缩机低压级排出的过热蒸气的热量,并吸收蛇形管内被冷却氨液的热量而汽化。汽化后的蒸气随同来自压缩机低压级被冷却的蒸气,被压缩机高压级吸入。

中间冷却器内氨液液面高度对压缩机正常工作影响很大,液面高度应高于进气管出气口150～200mm,一般都由浮球阀或其他液位控制装置自动控制。

由高压贮液器来的氨液,进入中间冷却器蛇形管,在蛇形管中被冷却后送往蒸发器。当需要检修蒸发器的时候,器内的氨液可从排液管放出。此外,在管上还设有放油管、安全阀、液面指示器、压力表等。

在中间冷却器内进气管上部钻有一个平衡孔,使器内压力和压缩机低压级排气管压力保持平衡,避免氨液进入压缩机低压级的排气管。

中间冷却器内气体流速一般不大于0.5m/s,蛇形管内氨液进出口温度与器内氨液蒸发温度差为3～5℃。

由于中间冷却器是在低温下工作,器体外部需设置保温层,减少冷量损失。

2.2 制冷系统故障原因

该冷藏库制冷系统安装竣工以后,由该厂的几名制冷技工进行系统打压、检漏、抽真空后加制冷剂,然后调试设备运行试车。在运行过程中,出现了中间冷却器满液、压缩机潮车故障;经过几次调整也没有排除这个故障,最后请笔者去帮助解决。

我们到现场后,勘察该系统时发现了问题 (如图3所示):

(1)系统在设计安装时,没有给中间冷却器安装浮球阀或其他自动装置。

(2)在中间冷却器与高压连接管线上没有安装阀门,无法控制中间冷却器的进液量。

图3 原系统中间冷却器部分安装简图

经过勘察以后,可以肯定,中间冷却器满液和压缩机潮车的原因就是因为在中间冷却器与高压连接管线上没有安装阀门,高压液体无节制的灌入中间冷却器而造成满液,随之造成压缩机潮车事故的发生。

原系统安装如图3所示。图3中,B处为浮球阀或其他自动控制装置安装接点,被用封板焊接封死,A处为供液接口,这条管路只在高压贮液桶出液接口处有一截止阀。而A处没有任何阀门,这样,只要贮液器出液阀门开启,又没有浮球阀等自动控制装置控制液位,那么中间冷却器就会被灌满氨液,导致压缩机不能正常工作,并且很容易造成大的事故。

3 制冷系统的改造设计与施工

经过勘察和业主商洽后,决定将该制冷系统的中间冷却器部分加以改造。

改造后的中间冷却器部分安装如图4所示,把氨液排入其他容器后,根据设计与施工规范的要求,把B处用封板封死的接口打开,接上浮球阀,在A处安装一个截止阀,其目的主要用于维修中间冷却器时截断其管路。在C处安装了一个阀门,主要用于浮球阀损坏维修时,为中间冷却器供液,控制氨液的流量。经过改造,打压、保压试漏、抽真空以后,开机调试运行,中间冷却器满液、压缩机潮车故障没有发生,制冷达到预期的效果。

图4 改造后中间冷却器的简图

4 结束语

设计和安装是影响冷库是否可以正常使用的两个重要环节。在设计和安装之前要和业主进行充分的沟通,理解业主的真实意图。要根据冷库的实际情况进行仔细的核算,选择相适应的方案,对设计的要点要给予重点的关注。在施工过程中要把好施工各个环节的质量关,严格执行国家有关规范和操作规程。作为设计和施工人员要不断地在实际工作中总结经验。

[1]郭庆堂.实用制冷工程设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1994

[2]连添达.建筑安装工程施工图集 (2-冷库、通风、空调工程)[M].北京:中国建筑工业出版社,1998