Винтовой промышленный холодильный агрегат может эффективно работать при расчетной нагрузке, но становиться нестабильным при снижении объемов производства, изменении спроса в холодильных камерах или расширении производственных мощностей. Типичные симптомы включают высокое энергопотребление при низкой нагрузке, колебания давления на всасывании, многократную загрузку и разгрузку компрессора, плохой возврат масла, медленное восстановление температуры и недостаточную производительность во время размораживания или пиковых нагрузок в технологическом процессе.
Перед увеличением мощности компрессора сравните минимальную и максимальную холодильные нагрузки установки с диапазоном работы компрессора. Давление всасывания, мощность компрессора, положение клапана, температура в помещении, состояние размораживания, потребление электроэнергии и состояние возврата масла следует проверить в рамках одного и того же периода эксплуатации. Это поможет определить, связано ли фактическое ограничение с ступенчатой
МУНА-ТЕХ Специалисты по промышленному холодильному оборудованию оказывают поддержку в выборе винтовых компрессоров, работе в режиме частичной нагрузки, системах управления, вводе в эксплуатацию и планировании модернизации холодильных систем.
Почему частичная нагрузка влияет на работу винтового холодильного агрегата промышленного назначения?
При частичной нагрузке холодильной системе по-прежнему необходимы стабильное давление на всасывании, циркуляция хладагента, возврат масла и температура в помещении. Проблемы часто возникают, когда наименьшая регулируемая мощность компрессора превышает фактическую потребность в охлаждении.
Применимые конфигурации винтовых компрессоров MOON-TECH позволяют регулировать производительность в диапазоне от 10% до 100%, однако правильная ступенчатая регулировка компрессора по-прежнему необходима.
Как следует регулировать количество ступеней винтового компрессора при низкой нагрузке?
Сравните минимальную измеренную нагрузку установки с минимальной стабильной производительностью каждой комбинации компрессоров.
Если ведущий компрессор неоднократно включается и выключается в ночное время или при снижении производительности, не следует немедленно снижать заданное значение давления на всасывании. Вместо этого сравните заданную производительность компрессора, мощность двигателя, давление на всасывании и производственную нагрузку.
Если другая комбинация компрессоров обеспечивает меньший стабильный шаг производительности, измените последовательность опережения/запаздывания таким образом, чтобы периоды низкой нагрузки обрабатывались наименьшей подходящей рабочей комбинацией. Затем сравните стабильность давления на всасывании, частоту циклов и потребление электроэнергии до и после корректировки.
Если система по-прежнему не может бесперебойно поддерживать минимальную нагрузку, перед рассмотрением вопроса о дополнительной мощности компрессора следует проверить минимальную производительность компрессора или режим работы с регулируемой частотой вращения.
Почему давление всасывания становится нестабильным?
Повторяющаяся пилообразная зависимость давления всасывания обычно означает, что холодопроизводительность и нагрузка испарителя не совпадают плавно.
Если давление повышается до тех пор, пока компрессор не нагрузится, а затем резко падает до тех пор, пока он не разгрузится, уменьшите шаг активной мощности или измените последовательность работы компрессора. Если мощность компрессора остается стабильной, но положение клапана испарителя колеблется, пересмотрите подачу хладагента и настройку ПИД-регулятора.
Если колебания давления происходят главным образом во время размораживания, загрузки продукта или запуска технологического процесса, следует скорректировать эти режимы работы перед заменой компрессора.
Цель состоит не в достижении минимально возможного давления всасывания. Оптимальной рабочей точкой является максимально возможное значение испарения, при котором сохраняется требуемая температура в помещении или в процессе производства.
Как можно улучшить возврат масла при низкой нагрузке?
Низкая скорость потока хладагента может снизить стабильность возврата масла при длительной работе с частичной нагрузкой.
Применимые отчеты об информации о винтовых компрессорах Содержание газойля ниже 5 ppm При определенных условиях, однако, производительность в полевых условиях по-прежнему зависит от трубопроводов, маслоотделителей, фильтров, рабочего давления, хладагента и нагрузки компрессора.
Если уровень масла становится нестабильным, главным образом при минимальной производительности, сравните уровень масла с давлением на всасывании и нагрузкой компрессора. Осмотрите маслоотделитель, масляный фильтр, масловозвратный трубопровод и соответствующие клапаны, а также проверьте, поддерживает ли всасывающий трубопровод достаточную скорость потока хладагента.
Если при увеличении нагрузки на компрессор улучшается возврат масла, следует скорректировать работу компрессора при низком расходе и состояние трубопровода, а не многократно доливать масло.
Как следует регулировать режим разморозки при частичной загрузке?
Размораживание временно уменьшает производительность испарителя, одновременно добавляя тепло в охлаждаемое пространство. Поэтому одновременное включение нескольких испарителей в процесс размораживания может создать значительные помехи в периоды низкой производительности.
Проверьте время начала разморозки, ее продолжительность, состояние испарителя, работу вентилятора, температуру в помещении и время восстановления. Если во время разморозки в помещении становится теплее, распределите циклы таким образом, чтобы одновременно было доступно меньше испарителей.
Испарители с незначительным образованием инея также следует проверить на предмет чрезмерной частоты размораживания. Необходимо подтвердить время перезапуска вентилятора, чтобы система не затягивала процесс восстановления температуры без необходимости.
Хороший график размораживания должен соответствовать фактическому образованию и восстановлению инея, а не применять один фиксированный интервал ко всем испарителям.
Специальные способы устранения проблем, связанных с частичной нагрузкой.
| Фактическая проблема | Данные для проверки | Специфическая поправка |
| Давление всасывания постоянно повышается и понижается. | Давление всасывания и производительность компрессора | Снизьте шаг увеличения мощности или измените последовательность опережения/запаздывания. |
| Высокая мощность при низком уровне производства | Мощность, производственная нагрузка, время работы без нагрузки | Сократите время работы без нагрузки и пересмотрите целевое значение силы всасывания. |
| Компрессор запускается слишком часто. | Начальное количество и минимальная нагрузка | Используйте меньший, стабильный шаг ведущего аккорда. |
| Уровень масла становится нестабильным при низкой нагрузке | Уровень масла и нагрузка компрессора | Проверьте контур возврата масла и скорость всасывания. |
| В комнатах тепло во время разморозки. | График разморозки и комнатная температура | Размораживайте поэтапно и отключайте ненужные циклы. |
| Медленное восстановление после запуска процесса | Время выполнения процесса, давление и положение клапана | Пересчитайте технологическую нагрузку и скорректируйте последовательность выполнения процесса. |
| В помещении сохраняется тепло благодаря стабильному давлению всасывания. | Состояние катушки, клапана и вентилятора | Проверьте подачу воздуха в испаритель, наличие инея и поток воздуха. |
| Давление конденсации возрастает после расширения. | Условия конденсации и поток воды/воздуха | Восстановите теплопередачу перед увеличением мощности. |
Главный принцип прост: не заменяйте оборудование до тех пор, пока данные об эксплуатации не выявят реальное узкое место.
Что необходимо пересчитать перед расширением завода?
Добавление новой холодильной камеры или технологической линии влияет не только на общую холодопроизводительность. Это также может изменить минимальную нагрузку, одновременную пиковую нагрузку, потери давления во всасывающей линии, запасы хладагента, режим работы насоса, потребление электроэнергии и нагрузку на конденсатор.
Новую норму холодопроизводительности следует рассчитывать исходя из расхода воздуха, входной и целевой температур, производственного графика, времени работы, периодов охлаждения, разморозки и одновременной потребности оборудования.
При реализации проектов по строительству складов, перед расширением необходимо выполнить расчет нагрузки на холодильные камеры, а не просто добавлять процент к первоначальной проектной мощности.
Новую нагрузку следует разместить на существующем почасовом графике работы. Технологическая линия, достигающая пиковой нагрузки во время снижения температуры в холодильной камере или одновременного размораживания, может создавать гораздо более высокую пиковую нагрузку, чем средняя нагрузка предприятия. И наоборот, новый процесс, работающий в период существующей низкой нагрузки, может потребовать меньшей дополнительной мощности компрессоров.
Справится ли существующий промышленный винтовой компрессор с новой нагрузкой?
Не следует определять производительность по расширению, сравнивая только установленную мощность компрессора или его рабочий объём.
Доступная информация о винтовых компрессорах MOON-TECH охватывает диапазон производительности от приблизительно 285 до 14 000 м³/ч для различных моделей.
Начните с перерасчета новых максимальных и минимальных холодильных нагрузок. Поэтапная настройка компрессора должна охватывать этот более широкий диапазон без чрезмерной разгрузки, циклической работы или нестабильного давления на всасывании.
Затем проверьте давление всасывания в наиболее ресурсоемком испарителе, подачу жидкости, производительность клапана, напор насоса, производительность ресивера, уровень хладагента и объем возврата масла при минимальном расходе.
Наконец, проверьте мощность конденсатора или газоохладителя, а также электрическую систему, включая ток двигателя, распределительное устройство, мощность трансформатора, кабели и последовательность запуска компрессора.
Если конденсатор становится ограничивающим фактором, то компрессор большей мощности не решит проблему. Если всасывающая магистраль имеет недостаточный диаметр, увеличение мощности компрессора может привести к увеличению потерь давления.
Как следует проверять всасывающий трубопровод после расширения?
Прокладка новой производственной линии или трубопровода может увеличить как длину трубы, так и расход хладагента через существующий всасывающий коллектор.
Поэтому необходимо проверить новый ответвление и существующий коллектор на предмет потерь давления при суммарном потоке. Потери давления в жидкостной магистрали, пропускная способность клапанов и объем возврата масла также должны оставаться приемлемыми как при минимальных, так и при максимальных условиях эксплуатации.
В случае обнаружения чрезмерных потерь давления, практическим решением может быть увеличение диаметра трубы, сокращение ее длины, изменение типа ответвления, замена клапана недостаточного размера или отсоединение высоконагруженного ответвления от существующего коллектора.
Увеличение производительности компрессора не решает проблему недостаточного диаметра всасывающего трубопровода.
Что следует предпринять, если после расширения повышается давление конденсации?
Расширение производственных мощностей увеличивает нагрузку на систему отвода тепла и может привести к обнажению существующего конденсатора, который и без того работает на пределе своих возможностей.
Проверьте давление конденсации вместе с температурой охлаждающей воды, расходом воздуха, состоянием вентилятора, работой насоса, положением клапана и состоянием поверхности теплопередачи.
Если давление конденсации повышается, сначала очистите теплопередающую поверхность в необходимых местах и
Повторите испытание на пиковую нагрузку после внесения этих корректировок. Дополнительные мощности конденсатора или газоохладителя следует рассматривать только в том случае, если давление конденсации по-прежнему приближается к рабочему пределу.
Как следует перенастроить ПИД-регулятор и компрессор?
Настройки ПИД-регулятора следует изменять, основываясь на тенденциях работы системы, а не методом проб и ошибок.
Сначала убедитесь в точности датчиков давления и температуры, а также в правильной работе регулирующих клапанов.
Если после каждого изменения производительности компрессора давление на всасывании превышает допустимый уровень, замедлите реакцию на изменение производительности или уменьшите шаг активной регулировки производительности. Если клапаны испарителя полностью открыты, но давление на всасывании восстанавливается медленно, проверьте холодопроизводительность и производительность испарителя, а не просто увеличивайте коэффициент усиления ПИД-регулятора.
Если одновременно запускается несколько производственных процессов, последовательное включение этих нагрузок может быть более эффективным, чем принуждение контроллера компрессора к полному поглощению возмущения.
К числу применимых функций управления MOON-TECH относятся сбор эксплуатационных данных, генерация исторических аварийных сигналов и связь по протоколам Modbus RTU/RS485, что позволяет проводить сравнение результатов работы до и после внедрения системы.
Что следует исправить перед покупкой более мощного компрессора?
Установка более мощного компрессора, как правило, должна быть крайней мерой.
Сначала проверьте точность датчиков и работу клапанов. Затем проверьте подачу воздуха в испаритель, образование инея, поток воздуха и поверхности теплообмена. Время размораживания и режим работы компрессора следует скорректировать таким образом, чтобы работа при низкой нагрузке не создавала ненужных колебаний давления или циклических перепадов.
Если проблемы сохраняются, проверьте целевые значения давления на всасывании, контуры возврата масла, потери давления в трубопроводах и размеры трубопроводов. Также следует проверить производительность конденсатора, мощность вентилятора или насоса, ток двигателя, распределительное устройство и мощность трансформатора.
Дополнительную мощность компрессора следует выбирать только в том случае, если скорректированная система по-прежнему не может обеспечить измеренную и рассчитанную холодильную нагрузку.
Как инженерное проектирование и решения для холодовой цепи могут поддержать расширение производства?
Для проектов по расширению холодильных складов или производственных площадей компания MOON-TECH предлагает специализированные решения. Проектирование и решения для холодовой цепи может оказывать поддержку в оценке холодильной нагрузки, компоновке оборудования, модификации трубопроводов, анализе воздушного потока в холодильных камерах и реализации проектов.
Предлагаемое решение позволяет комбинировать существующий спрос на холодильные камеры с новыми технологическими нагрузками, периодами снижения температуры, графиками разморозки и одновременными пиковыми нагрузками, вместо того чтобы выбирать оборудование, исходя только из номинальной мощности.
При расширении, включающем изменение трубопроводов или планировки машинного отделения, инженерные работы могут включать проверку расположения оборудования, трубопроводов хладагента, потерь давления, доступа для технического обслуживания, а также соединения существующих и новых систем.
Для новых или модернизированных холодильных камер моделирование с помощью вычислительной гидродинамики (CFD) также может помочь оценить распределение воздушного потока и температуры. Это особенно полезно, когда неравномерность температуры в помещении вызвана не недостаточной мощностью компрессора, а неравномерным распределением воздуха.
Если проект требует скоординированного монтажа холодильного оборудования, трубопроводов, изоляции, электромонтажных работ и строительства, компания Engineering Design & Cold Chain Solutions также может оказать поддержку в проектировании и выполнении работ по схеме EPC (проектирование, закупка и строительство), необходимых для реализации модификации.
Сервисное обслуживание промышленного холодильного оборудования MOON-TECH
Применимые винтовые компрессорные установки могут быть сконфигурированы для работы с хладагентами, включая R717, R507A и R404A, где это разрешено и целесообразно. Выбор хладагента должен учитывать температуру испарения, условия конденсации, материалы, масло, клапаны, местные требования и планы жизненного цикла.
Сервисное обслуживание промышленного холодильного оборудования на протяжении всего жизненного цикла. Может использоваться для проверки датчиков, анализа сигналов тревоги, осмотра масляной системы, очистки теплоносителя и планирования запасных частей.
Консультации по комплексному холодильному оборудованию может способствовать проведению предварительной технической экспертизы, в то время как комплексная реализация проектов по холодильному оборудованию может координировать производство, монтаж, ввод в эксплуатацию и последующую эксплуатацию.
Вывод
Низкая производительность при частичной нагрузке не должна автоматически приводить к необходимости установки компрессора большей мощности.
В первую очередь определите, связана ли проблема с режимами работы компрессора, регулированием давления на всасывании, подачей топлива в испаритель, временем размораживания, возвратом масла, потерей давления в трубопроводах или отводом тепла.
Для расширения производства рассчитайте минимальную и максимальную холодильные нагрузки и сравните их с существующим режимом работы. Затем проверьте схему работы компрессоров, трубопроводы, подачу жидкости, возврат масла, производительность конденсатора и электрические ограничения.
Часто задаваемые вопросы
Почему промышленный винтовой холодильный агрегат потребляет больше энергии при частичной нагрузке?
Минимальная регулируемая мощность может превышать фактическую потребность в охлаждении, что приводит к работе без нагрузки, циклическому режиму работы или излишне низкому давлению всасывания.
Что следует заменить в первую очередь, если при низкой нагрузке наблюдаются колебания давления всасывания?
Сравните давление на всасывании с производительностью компрессора и положением клапана испарителя. Если колебания происходят в зависимости от нагрузки и разгрузки компрессора, уменьшите шаг активной производительности или измените последовательность работы компрессоров.
Справится ли существующий винтовой компрессор с заводским расширением?
Только после проверки новых минимальных и пиковых нагрузок, потерь давления на всасывании, подачи жидкости, возврата масла, производительности конденсатора, электрической мощности и ступеней компрессора.
Что делать, если в холодных помещениях во время разморозки становится тепло?
Разделите процесс размораживания испарителя на этапы и сравните состояние змеевика, температуру в помещении и время восстановления до и после изменения графика.
