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大型冷库氟利昂桶泵供液系统应用控制技术探讨

作者:福柯思 来源:网络 发布: 2014-10-8 9:56:04 [] [] []

      建造冷库,不仅要看重质量效果,更要注重安全,虽然国外大型冷库普遍都是使用氨制冷方式,但在中国由于安全意识淡薄等问题,导致氨制冷事故层出不穷。而氟泵供液技术正好满足了大型冷库的需求,既能保障制冷效果,又能保障安全性,成为当前大型冷库的首选。
      氟泵供液是利用泵的机械作用,向蒸发器输送低温制冷剂液体的制冷系统。节流后的低温制冷剂液体,首先进入具有一定贮液容积和一定气液分离容积的氟桶中,再用氟泵把数倍于蒸发量的低温液体输送到各库房蒸发器中去。部分液体在蒸发器吸热汽化,其余液体随汽体经回气管返回氟桶。经气液分离后,汽体被制冷压缩机吸走,分离下来的液体和相当于蒸发量的新补充液体,又被氟泵输送到蒸发器进行再循环。

先进的氟满液式并联系统相对于氨系统的优势分析如下:
一、     从制冷系统供液方式方面比较
     对于规模较大的制冷工程,使用满液式桶泵供液方式是有绝对优势的。与氨系统相比,安全性是其最大优势。氟满液式供液制冷方式与氟直接膨胀式供液制冷方式相比,其优势在于:  
⑴  蒸发器具有较高的蒸发换热效率,冷却效果好。
     制冷剂循环量数倍于蒸发器的蒸发量使蒸发器有着充分的润湿表面,可以发挥蒸发器全部蒸发面积的传热效能;制冷剂在蒸发器内呈环流流动状态,气体在中心部位流动,从而强化了制冷剂和管壁面的换热条件;而且,由于大量制冷剂的冲刷,蒸发器管壁不易形成油膜,其底部也不易积存油污,从而使管壁传热系数得以提高。而直接膨胀供液,由于热负荷不断波动,膨胀阀调节比较困难。如果供液不足,排管末端全部变成过热气体,不仅会降低蒸发面积的利用率,而且由于制冷压缩机排气温度升高,还容易引起润滑油焦化的危险;但供液过多,又极易造成制冷压缩机湿冲程,不能保证制冷装置的安全运行,所以在最末端的排管中有一部分管子中流动的是气体,而非液体。另外,液体节流产生的闪发气体,混同液体呈两相流体送往蒸发器,使供液管道阻力损失大大增加,同时也降低了蒸发器的冷却效果。所以,同样蒸发面积的蒸发器,氟泵供液的冷却效果比直接膨胀供液提高25%~30%,比重力供液提高10%左右。
⑵  能够保证长距离供液
     利用泵的机械作用,可以克服系统中的部分阻力损失,实现长距离供液。此满液式系统采用泵供液的方式,在机房与冷库末端设备距离较远,管路较长的情况下,不会影响制冷系统的供液;而干式系统,只依靠高压侧与低压侧的压力差作用来进行供液,在距离较远时,就会有制冷剂供液不到位的现象,干式系统的供液管路最长不宜超过120m。
⑶  系统操作简单可靠,便于集中控制和实现自动化,制冷压缩机的运行工况得以改善
      氟泵供液制冷系统,在库房热负荷无大波动,氟桶液面较稳定的情况下,就能维持氟泵的正常运行,而不需要经常性的调节工作,对系统中的冷负荷的调节可以在制冷机房内完成,库房内没有需要经常调节的阀门同时实现制冷装置自动化也比较容易。而直接膨胀供液系统中由于热负荷不断波动,膨胀阀调节比较困难。有时需要在库房内爬高调节,非常不方便。
⑷  热氟融霜,操作简便,运行节能
     氟泵供液制冷装置中,融霜时把蒸发器内的剩余液体直接排至氟桶中,融霜完毕开启氟泵即可恢复蒸发器的供液,恢复正常库温的速度快,操作简便。 利用压缩机高压排出的高温制冷剂蒸气,直接进入低温、结霜的蒸发器,将蒸发器表面的霜层快速融化,节省了冷凝器的运行功率,又节省了蒸发器传统的水化霜或电化霜方式造成的能耗,大大节省电能,降低运行费用。
   
二、从库温控制方面比较
       氟并联机组制冷系统对库温的控制,是通过PLC接收回气压力信号,来控制机组中压缩机的开停,从而实现对库温的控制。我们可以在集中控制屏上设定库温上下限,这个温差可以设得很小,对库内食品储藏期间的品质非常有利。国内氨系统对库温的控制一般为全手动控制,根据人员对库温的观察,来确定开启或停止压缩机开机台数。因为全部为人员手动操作,因而库温会存在明显误差,这些误差主要体现在以下几个方面: 1、人员素质因素。因为对于库温的控制全部为人工操作,所以这项工作对人员素质要求非常高。根据对行业操作人员的调查,要培养一名合格的氨机操作人员,一般要5-10年。而且,即使是合格的操作人员,对机器及系统的操作也存在许多不确定因素,比如过度疲劳引起的人精神不振等等。2、仪表准确度因素。在实际生产使用中,许多单位用于测库温的仪表是水银或酒精温度计,每次还要进库房内观测。好点的是用数显温控器,但其可靠性也是靠不住的。再加上人员的观测误差,叠加到一起误差就相当可观了。
我司参与设计的氟并联制冷系统采用名牌温度传感器在库内数点采集温度信号,代表性好,传感器灵敏度好,准确度非常高,处理信号的PLC系统是世界著名品牌,误差率在1/1000以内,库温的微小变化都可以准确地被系统采集到,因此库温可以控制得非常准确,从而可以将库内温差降到很小。所以,氟并联制冷系统的库温波动可以控制在很小的范围内,对有效降低食品储藏期间的干耗非常有利。
三、从系统自动控制方面比较
    1、自动控制装置采用高端配置,确保系统稳定可靠地运行
       我公司的自动控制系统,由机组PLC集中控制系统(机组电控柜内)和末端PLC集中控制系统两部分组成。机组PLC控制系统控制机组中各压缩机的自动运行,根据回气压力变化,压缩机自动投入运行或停止运行;压缩机异常工况时自动停止压缩机运行(如油压过低、排气压力过高、回气压力过低等),控制冷凝器风机电机的运行速度,从而使系统高压稳定在一个效率最高的范围内;带经济器的压缩机组,由PLC根据系统运行压力变化自动调节经济器电磁阀的启闭,控制经济器的投入或停止运行。末端PLC集中控制装置单独设立,集中控制制冷系统末端设备的工作状态。末端集中控制系统通过设在各冷间内的温度传感器,将各冷间温度信号输入集中控制装置PLC,PLC通过对信号的分析,以及与设定参数的比较,判定末端冷风机是否投入或退出运行。如果库房温度高于设定温度,库房内冷风机电磁阀将开启,高压制冷剂液体流过电磁阀,经过膨胀阀节流,通过冷风机为库房制冷。同时由于向系统内供应的液体蒸发,机组回气压力升高,回气压力传感器将感受到的压力变化传递给机组PLC,PLC发出指令,机组中上次运行时间最短的压缩机投入运行。如果同一系统运行的冷风机台数增多,压缩机运行的台数也随之增加。库房温度降到设定的低温后,末端集中控制装置PLC接受温度传感器信号,发出命令,冷风机电磁阀关闭,停止向冷风机的供液。由于整个系统供液量减少,机组回气压力降低,回气压力传感器将感受到的压力变化传递给机组PLC,PLC发出指令,机组中上次运行时间最长的压缩机首先停止运行。如果冷风机停止台数继续增加,则回气压力继续降低,机组中压缩机将依次停止运行。因此,氟并联制冷系统可以在PLC控制下实现全自动运行。  
2、集中控制装置说明
(1)整个制冷系统共设一套集中控制装置,位于机房内。该装置由PLC、触摸屏、低压电器电气元件和温度传感器组成;
(2)机组上各压缩机、系统所有电磁阀均由PLC控制,按设定的程序运行;运行程序在出厂时已经设定,操作管理人员通过在触摸屏输入正确的密码,进入操作界面,在合理的范围内修改运行参数;
(3)在PLC的控制下,压缩机组、冷却塔、冷风机按照设定的程序,根据库温和回气压力的变化自动运行,从而实现整套制冷系统全自动运行,制冷机组总是运行在最佳工况,实现最大限度的节能,并实现无人值守;
(4)在设定的程序里,PLC自动平衡各压缩机运行时间,实现各压缩机均匀磨损,从而延长压缩机组使用寿命30%以上;
(5)集中控制装置具有记忆功能,可以记录库温的历史;
(6)集中控制装置设有打印输出端口,可以打印库温的历史记录(选配);
(7)集中控制装置有短信报警功能,可以将系统故障信息以短信方式发送到设定的几部手机上(选配);
(8)集中控制装置通过增加一套信号转换装置,即可实现PLC与电脑的信号对接,在办公室电脑上监测系统运行参数(选配)。

      
       制冷系统工程是一个相当复杂的工程,高端的设备配置只是系统实现最佳运行的基础,严谨的设计才是系统实现最佳运行的保证。福柯思电气专注于为制冷行业提供安全稳定的成套电气设计方案,国内已做过大量大型的速冻、冷藏等制冷工程控制系统,积累了丰富的项目经验和多项工程的实测数据!


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