Проектирование дизельной судовой установки рефрижератора дедвейтом 9852 тонны и скоростью хода 20 узлов

 

 

 

 

Рисунок 5.1

 

 

     Реле температуры «Данфосс» типа KP61.

Термостат, или реле температуры типа КР61, который имеет однополюсный переключатель (12), соединяет электрическую цепь между клеммами 2 и 3 когда температура термобаллона повышается, т.е. когда повышается температура помещения. Поворачивая регулировочный шпиндель (1) по часовой стрелке возрастает температура включения и выключения прибора. При поворачивании дифференциального шпинделя (2) по часовой стрелке снижается разница между температурами включения и выключения.

 
Рисунок 5.2 Реле температуры типа КР1 фирмы «Данфосс».

 

Настройку реле давления начинают с определения давления уставки, которое находят по следующему правилу: если пружина нечувствительности включается в работу при понижении давления, значит уставка имеет максимальное давление регулирования, т. е. р_вкл (см. рис. 4.3 ).

Последовательность  настройки реле давления следующая:

1. По самой низкой температуре хранения tоб, определяем максимально допустимую температуру кипения - температуру уставки

T_вкл = tоб - Δt

Где Δt - минимальное значение температурного напора, рекомендуемого Правилами технической эксплуатации.

2. Задаемся зоной нечувствительности для температуры кипения

 Δt= 6-10С.

3. Находим нижний предел температуры кипения t_выкл= t_вкл-Δt.
4. По таблицам насыщенных паров для данного хладагента и найденных значений t_вкл и t_выкл находим значения р_вы (уставки) и р_выкл.
5. Определяем задаваемую зону нечувствительности по давлению ΔР = Р _вкл - Р _выкл
6. Вращая шпиндель, задаем давление включения.
7. Вращая дифференциальный шпиндель(2), устанавливаем зону нечувствительности. 
   

Система автоматического регулирования  заполнения испарителя.

 

Терморегулирующий вентиль.

В зависимости  от места определении температуры кипения хладагента различаю ТРВ с внутренним и внешним уравниванием давления.

Термостатический расширительный клапан типа Т2, термобаллон которого расположен непосредственно после испарителя, открывается при растущем перегреве. Давление над диафрагмой (1) растет при росте температуры термобаллона и давление под диафрагмой растет при увеличении температуры испарения. Разница давлений, которая соответствует перегреву хладагента, выражается как сила, которая пытается открыть вентиль противодействуя силе пружины (2). Если разница, т.е. перегрев, превосходит силу пружины, вентиль откроется. Клапанный узел с соплом (3) и конусом клапана может быть заменен. Имеется для выбора семь размеров, чтобы удовлетворить требования производительности.

 

 

 

 

 

 

 

 
Рисунок 5.3 Принципиальная схема ТРВ

 

Система автоматического регулирования количества охлаждающей воды прокачиваемой через конденсатор. 

Количество  охлаждающей воды прикачиваемой  через конденсатор определяется регулятором давления конденсации.

 

 

Рисунок 5.4 Автоматический водяной вентиль типа WVFT

 

Автоматический водяной вентиль типа WVFT открывается при повышении давления в сильфоне (1), т.е. когда повышается давление конденсации (штуцер на оболочке сильфона должен быть соединен со стороной хладоагента конденсатора). Поворачивая рукоятку (2) против часовой стрелки пружина напрягается, это означает, что вентиль будет открываться при более высоком давлении конденсации. Если рукоятка повернута по часовой стрелке, вентиль откроется при более низком давлении конденсации.

 

Автоматическая  защита и контроль работы холодильных установок.

 

Работа холодильной  установки определяется совокупностью  основных параметров процесса, характеризующих эту работу. Отклонения параметров за допустимые пределы может привести к аварийной ситуации. Поэтому используют автоматическую защиту, которая обеспечивает быстрое выключение компрессора в случае возникновения аварийной ситуации.

Защита  от понижения давления всасывания. При нарушении режима питания испарителя жидким хладагентом вследствие замерзания дроссельного отверстия ТРВ или при значительном уменьшении тепловой нагрузки, например, при выходе из строя рассольного насоса, отложении снеговой шубы на теплопередающей поверхности испарителя Может произойти недопустимое снижение давления всасывания ро. Это приводит к перегрузке и перегреву компрессора, вспениванию и выбросу масла из его картера, замерзанию рассола в испарителе. Защита осуществляется установкой дополнительного реле низкого давления либо сдвоенного реле давления, которое одновременно контролирует давления всасывания и нагнетания. В качестве приборов низкого давления применяются реле типа РД или типа КР1, которые по конструкции аналогичны термореле. Защита от понижения давления в смазочной системе компрессора применяется в случае с принудительной системой. Падение давления в смазочной системе может произойти из-за поломки насоса или увеличения зазоров в узлах, недостатка масла в системе или попадания в картер жидкого хладагента и его вскипания. Защита осуществляется с помощью реле контроля смазки (РКС), которое следит за изменением давления в нагнетательной полости и в полости всасывания компрессора. Если при работе компрессора измеряемый перепад снизится до предельного значения (0,05—0,1 МПа), реле подает сигнал на остановку. Для обеспечения автоматического пуска компрессор оборудуется реле времени РВ, которое отключает РКС на период пуска. Длительность срабатывания реле времени зависит от типа холодильной установки.

 

 

Рисунок 5.5 Реле высокого и низкого давления KP1 KP5.

 

Реле низкого давления типа КР1содержит однополюсный переключатель (SPDT), который прерывает цепь между клеммами 2 и 3 когда падает давление в сильфоне (9) (при падении давления всасывания), т.к. штуцер (20) должен быть присоединен к линии всасывания компрессора. Поворотом регулировочного шпинделя (1) по часовой стрелке прибор настраивается на включение-замыкание цепи между клеммами 2 и 3 -при повышенном давлении. Поворот шпинделя разницы (2) по часовой стрелке настраивает прибор на выключение-разрыв  
цепи между клеммами 1 и 2 при меньшей разнице.  
Давление пуска = давление остановки + разница.

Реле высокого давления типа КР5 выполнено аналогично. Сильфон, пружина и шкала, конечно, приспособлены для более высокого рабочего давления. В данном случае переключатель прерывает цепь между клеммами 1 и 2 когда возрастает давление в сильфоне (9), т.е. когда повышается давление конденсации (штуцер должен быть присоединен к нагнетательной стороне компрессора перед запорным вентилем). Поворотом регулирующего шпинделя по часовой стрелке прибор настраивается на выключение-разрыв цепи между клеммами 1 и 2 при повышенном давлении. Поворот дифференциального шпинделя (2) по часовой стрелке настраивает прибор на включение - соединяет цепь между клеммами 1 и 2 при меньшей разнице. Давление остановки = давление пуска + разница.

Защита  от повышения давления нагнетания. Чрезмерный рост давления нагнетания р„ возникает при пуске компрессора с закрытым нагнетательным клапаном и нарушении процесса конденсации, связанного, например, с неисправностью и системе охлаждения или переполнением конденсатора жидким хладагентом. Такое повышение давления нагнетания р_н может привести к нарушению герметичности в системе или повреждению компрессора.

Для защиты компрессора  от повышения давления на нагнетательной полости до клапана по ходу пара устанавливают реле высокого давления КР5, которое настраивается в зависимости от рода используемого хладагента. Для машин свыше 12 кВт предусматривается предохранительный клапан, который срабатывает, перепуская пары из линии нагнетания в полость всасывания, в случае разности давлений нагнетания и всасывания порядка 1,0 МПа.

Защита  от повышения температуры нагнетания. Перегрев в линии нагнетания может возникнуть вследствие неплотностей или поломки нагнетательных и всасывающих клапанов, попадания воздуха в систему и слишком высокого давления конденсации. Для защиты используют реле температуры КР, которое контролирует температуру нагнетаемого пара. По конструкции применяемые реле аналогичны рассмотренным ранее.

Защита  от влажного хода и гидравлических ударов. Переполнение испарителя жидким хладагентом происходит при отказах в работе системы автоматической питания. Попадание жидкого хладагента во всасывающую линию может привести к влажному ходу компрессора и, следовательно, к гидравлическим ударам. Защита может обеспечиваться установкой реле, контролирующего перегрев паров хладагента на выходе из испарителя, установкой отделителя жидкости, а также введением ложной крышки в компрессоре.

Если втулки цилиндров компрессора охлаждаются  водой, то при остановке компрессора может произойти конденсация паров хладагента в цилиндрах с последующим гидравлическим ударом. Для защиты на линии подачи воды устанавливается соленоидный вентиль, прекращающий подачу воды после остановки компрессора и открывающийся одновременно с его пуском.

 

 

Рисунок 5.6  Соленоидный вентиль типа EVR

Соленоидный вентиль типа EVR - это сервоуправляемый электромагнитный запорный вентиль. Через уравнительные отверстия (2) пространство над диафрагмой (1) выравнивается по давлению с давлением на входе вентиля в нижней части. Когда эл.ток начинает протекать через катушку (3) открывается пилот-отверстие (4). Это отверстие имеет большее сечение, чем все уравнительные отверстия, вместе взятые. Давление над диафрагмой снижается потоком через пилот-отверстие к выходу вентиля, и диафрагма поднимается более высоким входным давлением в ее нижней части. Когда катушка обесточивается, пилот-отверстие закрывается и диафрагма под возрастающим через уравнительные отверстия давлением сверху, опускается на седло клапана.

Защита  от неисправностей в системе водяного охлаждения компрессора. Снижение подачи воды для охлаждения компрессора или ее прекращение вызовут уменьшение тепловых зазоров в движущихся деталях компрессора, повышенный их износ из-за ухудшения смазки и даже аварию компрессора. Для контроля расхода охлаждающей воды на выходе из системы охлаждения компрессора устанавливают реле протока, которое отключает компрессор при снижении подачи воды до 30% номинального расхода. Контакты реле потока на время пуска блокируются специальным реле времени.

Защита  от высокого пускового момента компрессора. В начальный период пуска требуется значительный момент на валу электродвигателя для преодоления сил инерции и сопротивления компрессора. Потребный пусковой момент может в несколько раз превышать номинальное значение при работающем компрессоре. Для обеспечения надежного пуска применяют разгрузочное устройство, снижающее момент компрессора в пусковой период. В компрессоре, оборудованном устройством отжима всасывающих клапанов, разгрузка обеспечивается отключением всех цилиндров при его остановке, например от реле давления КР. Включение цилиндров при пуске компрессора осуществляет реле времени или другие устройства.

В компрессорах с неизменной производительностью разгрузка осуществляется соленоидным вентилем CB, соединяющим нагнетательную линию с всасывающей. Соленоидный вентиль открывается автоматически при пуске компрессора и закрывается по окончании пускового периода от сигнала реле времени.

Защита  от перегрева обмотки электродвигателя. При длительной работе компрессора в режиме максимальной мощности и недостаточного охлаждения электродвигателя могут произойти перегрев обмоток и их разрушение. Для защиты электродвигателя на магнитном пускателе устанавливают тепловое реле, которое измеряет отношение тока перегрузки к номинальному, чем определяется допустимое время работы компрессора на этом режиме. На крупных автоматизированных установках применяют схему включения приборов защиты с памятью. В этой схеме каждый прибор имеет свое запоминающее устройство, по которому легко определить причину аварийной остановки компрессора.

6. Техническое обслуживание и ремонт теплообменных аппаратов, входящих в судовую холодильную установку

 

6.1Описание воздухоохладителя.

 

В испарителе холодильной установки происходит кипение холодильного агента за счет отнятия тепла от охлаждаемой среды (воздуха, рассола и воды). По назначению испарители можно разделить на группы:

1)для охлаждения промежуточного жидкого хладоносителя (рассола и воды),

2)непосредственного охлаждения,

3)воздухоохладители – испарительные батареи  оборудованные вентилятором.

Коэффициент теплопередачи испарителя зависит от его конструкции, свойств холодильного агента и охлаждаемой среды, а также скорости ее движения.

Для охлаждения рассола (воды) применяют горизонтальные кожухотрубные испарители. Конструктивно они имеют сходство с кожухотрубными конденсаторами. В этих аппаратах рассол циркулирует внутри трубок, а агент кипит в межтрубном пространстве.

Простейшим видом испарителя непосредственного охлаждения является однорядный змеевик из гладких цельнотянутых труб, размещенный на переборке охлаждаемой провизионной кладовой.

С целью обеспечения равномерной температуры по всему объему холодильной кладовой и увеличения удельной тепловой нагрузки испарителя за счет увеличения коэффициента теплоотдачи применяют воздушные испарители с принудительной циркуляцией воздуха, обеспечиваемой встроенными в них электровентиляторами. Такие испарители называют воздухоохладителями.  В них охлаждение воздуха происходит в результате его соприкосновения с поверхностью теплообменных труб, внутри которых кипит холодильный агент или циркулирует промежуточный холодоноситель — рассол или вода. В первом случае аппарат называют сухим воздухоохладителем непосредственного охлаждения, во втором — сухим воздухоохладителем рассольного охлаждения. Сухие воздухоохладители выполняют в виде металлической камеры с охлаждающим змеевиком из оребренных труб. Вентилятор увеличивает скорость воздуха, проходящего через трубную секцию. Так как при скорости до 5 м/с коэффициент теплоотдачи от воздуха к охлаждающей поверхности трубы увеличивается в 3,6 раза, а при скорости до 10 м/с — почти в 10 раз. По многим удельным показателям (вместимости по хладону, массе и объему аппаратуры на 1 кВт) воздухоохладители имеют большое преимущество по сравнению с гладкими и ребристыми батареями. Кроме того, воздухоохладители обеспечивают работу с меньшим температурным напором и дают возможность автоматизировать процесс оттаивания снеговой шубы с испарителя. На большинстве новостроящихся судов для охлаждения всех провизионных кладовых применяют воздухоохладители.