6.2. Холодильні станції

У крупних хімічних і інших виробництвах, споживаючих холод на декількох температурних рівнях, використовують централізовані машинні відділення, розташовані в будівлях, що окремо стоять, на території підприємств. Їх називають центральними або цеховими холодильними станціями.

Якщо цех підприємства споживає низькотемпературний холод (нижче –30С), то холодильну станцію розташовують в безпосередній близькості від нього, або вся холодильна установка вбудовується в будівлю цеху.

Самостійна холодильна станція звично обслуговує декілька споживачів холоду, розосереджених по території, при нерівномірному в часі споживанні холоду кожним з них. У цих умовах втрати при транспортуванні холоду досягають 8% при температурах кипіння (2...-5)С і 15% при температурах (-15...-30)С. Для зменшення втрат холодильну станцію розташовують можливо ближче до споживачів низькотемпературного холоду, або до найбільших.

Для отримання холоду використовують агрегатоване холодильне устаткування з відцентровими і ґвинтовими компресорами. Агрегатування здешевлює проектування, спрощує монтаж і підвищує надійність експлуатації холодильної станції. Вибирають найкрупніші апарати і холодильні машини великої потужності для зменшення їх числа.

Компресорні агрегати встановлюють на колонних фундаментах на відмітці 4,8 м над рівнем підлоги у високих засклених будівлях (висота до рівня шляхів мостового крана рівна 9,6м). На рівні установки агрегатів влаштовують підлогу проміжного рівня для їх обслуговування.

Розведення всіх трубопроводів – нижнє.

Конденсатори, випарники, ресивери, віддільники рідини та інше устаткування розміщують на відкритих майданчиках. При цьому приймаються заходи по корозійному захисту і забезпеченню високої герметичності апаратури і трубопроводів.

Особливістю хімічних виробництв є безперервне і безперебійне споживання холоду протягом всього року без істотних коливань теплового навантаження в часі. У цих умовах на холодильних станціях передбачається резервування устаткування.

Холодильні станції пов'язані із споживачами холоду трубопроводами холодильного аґента або холодоносія. Розведення трубопроводів – естакадне.

Далі розглянемо деякі типові випадки застосування холоду в нафтовій, хімічній і газовій промисловості.

6.3. Установки депарафінізації масел

Широко застосовуються в нафтовій промисловості. Спрощена принципова схема такої установки приведена на мал.41.

Мал. 41. Принципова схема установки депарафінізації масел:

1 – водяний охолоджувач;

2 – регенеративні кристалізатори;

3 – кристалізатори, що охолоджуються холодоаґентом;

4 – вакуум-фільтр

Спочатку в масло (сировину) додають розчинник, охолоджують суміш водою до (40..45)С, потім додають охолоджений розчинник і суміш направляють в кристалізатори (розчинник – бензол, толуол в аміачних холодильних установках або рідкий пропан – у пропанових).

Кристалізатори – спеціальні охолоджувані апарати, в яких утворюються кристали парафіну на стінках, а потім віддаляються скребковими механізмами (тобто конструктивно вони нагадують льодогенератори сніжного льоду).

Мал. 42. Схема секції скребкового кристалізатора:

1 – скребки;

2 – масло;

3 – парафін;

4 – холодоаґент.

Площа секції – 7м²; число секцій у кристалізаторі – 10...12; число обертів скребка – (10...12) об./хв.; _m = t_масла - t₀ = (10…15)С.

Перші на ходу продукту кристалізатори охолоджуються зворотним потоком масла тобто в них відбувається регенерація теплоти. Подальші кристалізатори охолоджуються холодильним аґентом.

Парафін, що виділився, відокремлюють у вакуум –фільтрах або центрифугах.

Твердий залишок (гач) піддають подальшій переробці для виділення з нього масла.

У залежності від необхідної температури замерзання охолоджування проводять:

• для отримання звичайних масел – аміачною двохтемпературною установкою (t₀ = (-43...-35)С і –10С у промпосудині)), зібраній по компаундній схемі з ґвинтовими компресорними агрегатами низького тиску – 21АН600-7-7 (7 шт.) і високого тиску – А1400-7-3 (3 шт.).

Конденсатори – повітряні (t_к = 45С); сумарна холодовидатність біля 3000кВт;

для отримання авіаційного, автомобільного, трансформаторного та ін. масел глибоку депарафінізацію здійснюють при t = (-60..-65)С.

У таких установках застосовують каскадні двохтемпературні машини при t₀₁ = (-70..-76)С і t₀₂ = (-40..-45)С.

Верхній ступінь каскаду – пропановий з відцентровими компресорами, нижній ступінь – етановий з поршневими компресорами.

Випарник – конденсатор кожухотрубний, у трубах кипить пропан, а в міжтрубному просторі конденсується етан.

Глибоку депарафінізацію високоякісних масел проводять у каскадних установках при найнижчій t₀ = -101С. Тут в нижньому ступені каскаду застосований етиленовий турбокомпресор, а у верхньому ступені – пропановий турбокомпресор. Конденсатори – повітряні. Холодовидатність при t₀ = -101С рівна 600кВт,а при t0 = -72С – 750кВт.