金属腐蚀的影响因素
在很多化工工艺所需的管道中冷媒常常采用防腐载冷剂,出于承压传热等需求,这些管道基本以金属管道为主,那么金属材料对腐蚀都有哪些影响,一起了解一下。
金属腐蚀是金属与周围环境的作用而引起的破坏。影响金属腐蚀行为的因素很多,它既与金属自身的因素有关,又与腐蚀环境相连。了解这些因素,可以帮助我们去解决使用中的腐蚀问题,弄清影响腐蚀的主要因素,从而采取有效的防腐措施。
1.金属的化学稳定性
金属耐腐蚀性的好坏,首先与其本性有关。各种金属的热力学稳定性,可近似地用其标准平衡电位来评定电位越正,金属的稳定性越高,金属越耐腐蚀。反之,金属离子化倾向越高,金属就越易腐蚀。但是也有些金属如A等,虽然活性大,由于其表面易生成保护膜,所以具有良好的耐蚀性能。金展的电极电位和其耐蚀性只是在一定程度上近似地反映其对应关系,并不存在严格的规律
2.金属成分的影响
由于纯金属的各种性能不能满足工业需要,因此在实际应用中多采用它们的合金。合金又分单相合金和多相合金
(1)单相合金:单相固溶体合金,由于组织均一,具有较高的化学稳定性,因而耐腐蚀性就较高,如不锈钢等单相合金的腐蚀速度与稳定的贵金属组分的加入量有一特殊的规律叫n/8″(原子分数)定律(n为正整数,一般为1,2,4,6,),也就是当贵金属(或化学稳定性较高的金属)组分的含量占合金的12.5%,25%,509%,…时,合金的耐腐性才突然提高。
(2)两相或多相合金:由于各相的化学稳定性不同,在与电解质溶液接触时,在合金表面上形成许多腐蚀做电池,所以比单相合金容易遭受腐蚀、但也有耐蚀性很高的多相合金,如硅铸铁、硅铅合金等。合金的腐蚀速度与以下三点有关:当合金各组分存在较大电位差时,合金就易腐蚀:若合金中阳极以夹杂物形式存在且面积较小时,阳极首先溶解,使合金成为单相,对腐蚀不产生明显的影响;若合金中阴极相以夹杂物形式存在,阳极作为合金的基底将遭受腐蚀,且阴极夹杂物分散性越大,腐蚀就越强烈。
3.金属表面状态的影响
表面光滑的金属材料表面易极化,形成保护膜。而加工精糙不光滑的金属表面容易腐蚀,如金属的擦伤、缝隙、穴寓等部位都是天然的腐蚀源。粗糙的表而易凝聚水滴,造成大气腐蚀,而深注部分则易造成氧浓差电池而受腐蚀。总之,金属工件加工表面应光洁。
4.金相组织与热处理的影响
金属的耐蚀性能取决于金属及合金的化学组分,而金相组织与金属的化学组合密切相关,但当合金的成分定时,随加热和冷却能进行物理转变的合金,其金相组织就与热处理有密切关系,随温度变化产生不同的金相组织,而后者的变化又影响了金属的耐腐蚀性。
5.变形及应力的影响
金属在加工过程中变形,产生很大的内应力,其中拉应力能引起金属品格担曲而降低金属电位,使腐蚀过程加速,而压应力则可降低腐蚀破裂的倾向。
载冷剂相关:盐水式、直冷式制冰的特点
冰块是我们日产生活中不可缺少的商品,在餐饮行业中有着非常重要的作用。尤其在炎炎夏日,喝上一杯冰爽的饮料能让人神清气爽,解除疲乏。但是餐馆酒吧中常见的冰块都是小冰块,那些海鲜市场上的大块冰又是怎么制取的呢,这就是我们今天要讨论的冰厂的制冰方式,盐水制冰与直冷式制冰。
盐水制冰可以看成一个低温载冷剂循环系统,盐水作为载冷剂环绕在冰桶的周围将冷量通过冰机传递给水。而直冷式制冰,不经过盐水,制冷剂直接把冷量通过冰桶传递给水。那么我们看看二者在实际使用过程中都有哪些不同。
一、首先,在占地面积方面,盐水式大于直冷式。直冷式占地面积比盐水式占地面积缩小了很多。并且直冷式不需要航吊这种大型机械。所以总体来说盐水式投资比直冷式投资也要大一些。
二、在使用成本方面,盐水式也要大于直冷式。盐水式需要航吊把冰吊起,再倒出,需要人工需要用电。倒出的冰再搬起拉走需要人工需要用电。这就比直冷多出的使用成本。因为直冷不需要航吊,冰块直接就出来了。稍做移动就可以搬运上车。更不会让车间流的到处是盐水和冰水。这样使用成本显而易见,直冷式冰砖更加节约人工成本。
三、在压缩机的运行时间方面是没有太多差异的,因为总的冰块质量是差不多的,那么所需制冷量也是接近的。压缩机的运行时间也就不会有较大差异。
四、在节能方面,直冷式比盐水式要节能。从末端来说总的热负荷是相同的,理论上来讲所需要冷量是相同的。但是盐水式比直冷式多了一个制冷剂与盐水的换热过程,这个过程必然伴随着能量的损失,所以其制冷的效率打了一定的折扣,反映到电费上,就是直冷式更节电一些。
五、直冷式制冰机的卫生标准可以做到更高。因为直冷式没有使用的盐水作为载冷剂,进而避免了机器本身与有害物质的接触。生产车间可以做到干爽整洁,打破了大块冰不可以食用的传统印象。通过直冷式制冰机出来的大块冰,只要水符合食用标准,那么冰就符合食用标准。在卫生方面这是一个重要的提升。
六、在使用寿命的方面,直冷式优于盐水式。盐水式因为使用盐水,所以对系统管道阀门及冰桶都有较强的腐蚀性,冰桶即使采用不锈钢制品也需要定期更换。而直冷式因为制冷剂的纯度非常高,内部没有混杂水分,所以对钢管钢桶等的腐蚀非常小,更容易获昨较长的使用寿命。
载冷剂相关:磁悬浮轴承的工作原理简析
水是大型中央空调的制冷系统常用载冷剂,它的冷量是由制冷侧的冷源提供的。随着近年来节能环保意识的增强,越来越多的节能技术走进我们的视野。其中磁悬浮压缩机的应用也越来越广泛,因其节能寿命长等特点越来越受到市场的关注。对于磁悬浮压缩机来说,与普通压缩机主要的区别在于其轴承,采用的是磁悬浮的方式。
磁悬浮轴承是靠磁场力支承载荷或悬浮转子的一种支承形式。近年来,这种轴承发展很快,特别在高速、低摩阻、高(低)温及真空环境下的应用。磁悬浮轴承与其他支承形式相比有其独特的优越性,非常有发展前景。那么磁悬浮轴承究竟是如何工作的呢?
电磁铁布置成径向轴承和轴向轴承的形式,并提供磁拉力以抬起旋转机器的转轴。电磁铁中的电流由一个精确的数字式控制柜调节,提供磁力随时应对外部负载的变化以保持转轴良好居中。这样,转轴被无接触抬起,而且轴承的刚度和阻尼均可由一个数字式控制柜来调节。这些特点增强了高速旋转机器的性能,使设备具有高可靠性、低能耗的显著特点。
磁悬浮轴承根据其控制方式、磁能来源、结构形式等分类。此外,还可以按磁场类型划分为永久磁铁型、电磁铁型和永久磁铁-电磁铁混合型。也可按轴承悬浮力类型划分为吸力型和斥力型。超导磁力轴承还分为低温超导和高温超导两种。
以上各种分类中不同类型之间还存在一些特殊限制,应特别注意:①永磁型轴承只能是无源型(被动型),而无源型轴承不可能在3个方向上都稳定,至少有1个方向应采用有源型。②直流激励型轴承只能是有源型(主动型)。③纯电磁铁型轴承只能是5自由度控制型轴承,其体积、质量和功耗都比较大。④斥力型磁力轴承,由于磁力利用率低,结构较吸力型复杂,一般很少采用。
磁悬浮轴承的特点主要有:
1.摩擦小,功耗低,可实现超高速运转。2.支承精度高,工作稳定,可靠。3.可在高温、深冷及真空环境下运转。4.结构复杂,要求条件苛刻,对环境有磁干扰,但无其他污染。5.完全消除磨损,理论寿命是无限的。6.转速只受轴承材料限制。7.精度高可达微米级。8.功耗为普通轴承的10%。9.阻尼、刚度可控,便于智能控制。10.转子的运转特性可以监控和控制。11.无润滑、密封装置,没有环境污染。磁悬浮轴承在压缩机行业的应用
磁悬浮轴承可用于高速透平机器,诸如离心压缩机和风机、气体透平膨胀机和真空涡轮分子泵。其它的应用包括半导体工业的机器人、燃气透平机、飞轮储能,等等。磁悬浮轴承和高速永磁同步电机结合,可以用于空气和制冷离心压缩机。其主要优点是降低能耗。此外,取消了润滑油系统,避免了搬运和回收处理制冷剂-饱和润滑油的混合液。无接触的磁悬浮轴承和高速电机可以明显降低噪声。相同的高能效方案还可以用于离心风机和离心空气压缩机上。
目前以国内的磁悬浮轴承技术,主要用于制冷离心压缩机,在空气、天然气离心压缩机应用方面暂未有显著成果。但若能突破,离心式压缩机小型化将会取得极大进步。
制冷剂与载冷剂区别
1、性质不同
制冷剂:又称冷媒、致冷剂、雪种,各种热机中借以完成能量转化的媒介物质。
载冷剂:在间接冷却的制冷装置中,完成将被冷却系统(物体或空间)的热量传递给制冷剂的中间冷却介质。种中间冷却介质亦称为第二制冷剂。
空调工程、工业生产和科学试验中,常常采用制冷装置间接冷却被冷却物,或者将制冷装置产生的冷量远距离输送,这时,均需要一种中间物质,在蒸发器内被冷却降温,然后再用它冷却被冷却物,这种中间物质称为载冷剂。
2、原理不同
载冷剂:循环为先在蒸发器中被制冷剂冷却并送至冷却设备中吸收被冷却系统的热量,然后返回蒸发器将吸收的热量传递给制冷剂,同时载冷剂重新被制冷剂冷却。使用载冷剂能使制冷剂集中在较小的循环系统中,并将冷量输送给较远的冷却设备。
制冷剂:低温下吸取被冷却物体的热量,然后在较高温度下转移给冷却水或空气。在蒸气压缩式制冷机中,使用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂,如氟利昂(饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物),共沸混合工质(由两种氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液)、碳氢化合物(丙烷、乙烯等)、氨等。
3、要求不同
制冷剂性质要求:具有优良的热力学特性,以便能在给定的温度区域内运行时有较高的循环效率;具有优良的热物理性能;具有良好的化学稳定性要求工质在高温下具有良好的化学稳定性,保证在高工作温度下工质不发生分解;与润滑油有良好互溶性;安全性工质应无毒、无刺激性、无燃烧性及爆炸性。有良好的电气绝缘性;经济性要求工质低廉,易于获得;环保性。
载冷剂的物理化学性质应尽量满足下列要求:在使用温度范围内,不凝固、不气化;无毒化学稳定性好,对金属不腐蚀;比热大,输送一定冷量所需流量小;密度小,黏度小,可减少流动阻力,降低循环泵消耗功率;导热系数大,可减少换热设备的传热面积;来源充裕,价格低廉。
现国内符合载冷剂使用要求的老牌企业冰河集团的冰河冷媒系列产品可以做到较为达到防腐防锈效果、各项物理性能、价格低廉等,此公司载冷剂产品已获得发明专利。该企业是一家专业研发和生产低温传热介质的高新技术企业。
冷库载冷剂系统的融霜方式
我们都知道,在冻结物冷藏间和冷却物冷藏间的工况下,房间的温度较低,冷却设备的盘管中冷媒的温度也较低,-8℃以下,那么在盘管及翅片的表面不可避免的要结霜。这些霜的存在,增加了热阻,进而影响到制冷系统的效率。虽然冷源的一侧仍然有足够的制冷量,却无法传递到房间内。所以制冷系统在运行一段时间以后就要进行除霜的操作。那么在载冷剂的系统中都有哪些方式来进行除霜呢,让我们一起来探讨一下。
1、人工除霜可使用扫把扫霜,或用月牙形霜铲等专用工具对蒸发器管道进行除霜。这种方法仅适用于较小冷库中的光滑排管蒸发器。人工除霜不增加设备的复杂性,操作简单。但除霜的劳动强度较大,并且霜的扫除不均匀,也不。在进行扫霜时,不可用硬物猛击蒸发器,以免造成蒸发器的变形和损坏。为了使扫霜比较,通常是使冷库的温度升高一些,尽量使霜达到自然融化和半融化状态,这样霜的清扫就比较方便一些,但对库温的影响较大,对食品质量的影响也较大。所以在进行人工除霜时,应选择库内无食品或食品较少时进行。
2、热载冷剂融霜,就是利用制冷压缩机排出的高温制冷剂气体与载冷剂加热,这部分热的载冷剂再流入蒸发器中,将霜融化。这种方法融霜效果好、时间短、劳动强度低,但系统复杂,特别是多库房的大型冷库,系统尤其复杂,操作也比较繁琐。热载冷剂融霜不宜在库内存货较多的情况下进行,因为这是货物的搬运和遮盖都比较困难,库房地面的清理也不方便,所以融霜应在库内无货或货物较少时进行。如果库内货物较多时,应进行搬运或有计划地增大出库量。若库房较多,则应根据具体情况,制定出库房的融霜时间表,有计划的进行制冷剂的热融霜,使之对库温的影响和对食品质量的影响,减小到低程度。
3、水融霜利用淋水装置向蒸发器外表面淋水,使霜层被水的热量融化并冲掉的方法。水融霜比制冷剂热融霜的效果好,且时间短、操作简单、便于管理。但是用这种方法水量消耗较大,因此其适用范围仅局限于带有排水管道的冷风机。
4、电热融霜。采用电热融霜的冷风机,蒸发器盘管中插有电热管。融霜时需停止冷风机的运行,并关闭供液阀门,然后接通电热管的电源,为冷风机融霜。霜层融化后关闭电热管的电源,启动压缩机,适当开启供液阀,恢复冷风机的运行。这种方法融霜方便,操作简单,易于实现自动化控制。但消耗电能较多,冷间温度波动也大,所以一般只在小型的制冷系统中采用。
乙二醇间接制冷
随着制冷行业的不断发展以及人们逐渐对大气环境的越发重视。近年制冷行业火速发展的同时,”安全”和”环保”两大难题对冷链物流、食品冷加工设施制冷系统的选择和现有冷链物流、食品冷加工设施制冷系统的改造与升级领域产生了重大而又深远的影响。
国家关于制冷工程的”安全”和”环保”问题制定了明确的国家法律文件和行政法规,同时国际范围内也有相应的国际条约,二者共同形成一个系统性的政策框架,所有工程行为都需要在这个框架下进行。以保护地球臭氧层不受破坏,我国先后下发《关于严格控制新建使用含氢氟氯烃生产设施的通知》、《消耗臭氧层物质管理条例》等对其进行管理。
在专项治理过程中,应严格避免产生以”氟利昂制冷剂代替氨制冷剂”的简单化做法所带来的环境问题”;其中还明确要求:”对人员较多的生产场所的制冷系统要采用载冷剂间接制冷系统”所以间接制冷逐渐进入人们的视线,有人问乙二醇间接制冷效果怎么样呢?
接下来为大家分析一下间接制冷的优缺点以及载冷剂的选择。首先无论是国际还是国内,针对环保的要求越来越高,所以直接制冷慢慢会被间接制冷所代替,而乙二醇间接制冷可行么?乙二醇作为载冷剂可行,但是随后就会面临一些问题,如温域狭窄,满足不了一些温度的使用,而且具有腐蚀性,会对管路造成腐蚀。所以很多企业都选择了新型载冷剂投入冷库的使用之中,比如新型载冷剂冰河冷媒系统,具有无腐蚀、无毒害、温域宽广等诸多优点。
说起专业载冷剂生产厂家,冰河冷媒科技(北京)有限公司主导产品冰河冷媒应用于制冷行业,解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。目前,公司拥有大庆石化、东北制药、雪花啤酒、清华同方、陕西航天动力和中科院化学物理所等2000多家长期合作伙伴。
防锈防腐载冷剂有哪些?
随着制冷行业的不断发展,载冷剂行业应运而生并随之茁壮成长,目前市面上的载冷剂种类多种多样,目前常见以传统载冷剂和新型载冷剂两大类。传统载冷剂如:盐水、乙二醇、氯化钙等这类,其主要特点在于价格便宜、容易获得,能简单应对一些环境。另一类新型载冷剂如:冰河冷媒系列,其主要特点是防腐防锈、温域宽广、无毒坏对环境友好等。那么真正卓越的防锈防腐载冷剂有哪些?我一点一点儿帮大家分析。
说到防锈防腐,可以说是目前载冷剂行业的要着重应对的一大难题,无论是企业还是个人都深受其害,2017年湖北襄阳某药厂200m?的系统用乙二醇水溶液做载冷剂不到半年设备腐蚀严重停产维修,损失严重。可以说如果选择不当,一旦出现系统设备锈蚀现象,就会蒙受巨大损失,所以防锈防腐是大事。那真正防锈防腐载冷剂有哪些?传统载冷剂防锈性能是否优秀?新型载冷剂真的如宣传的那样强么?我慢慢为大家分析。传统载冷剂如盐水、乙二醇、氯化钙这类,作为载冷剂勉强过关,但是在防锈性能方面,的确差强人意,比如上述的例子,半年时间就会让管路锈蚀,可怕!所以,传统载冷剂的防锈性能的确不出色,甚至可以说差!那么新型载冷剂表现如何?我们随机调研了使用冰河冷媒超过10年的企业,从设备中取出的载冷剂历经十年依旧清澈如新,可以说防锈能力十分出色!那么一对比,高低立见。
专业的防锈防腐载冷剂有哪些?在哪能找到呢?冰河冷媒科技(北京)有限公司主导产品冰河冷媒应用于制冷行业,解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。产品性能卓越,在超低温以及高温领域表现出非常优越的性能!目前,公司拥有大庆石化、东北制药、雪花啤酒、清华同方、陕西航天动力和中科院化学物理所等2000多家长期合作伙伴。
食品级载冷剂
说起食品级载冷剂,不得不提到冷库,目前市场上的一部分冷库为食品级冷库,这类冷库的监管要求要比正常的冷库还要严格。既要保证食品的安全还要防止制冷剂、载冷剂的泄漏问题。因为目前市面上主要为直接制冷和间接制冷两种方案。直接制冷则是通过制冷机组制冷后通过制冷剂送入冷库,这样就会有制冷剂泄漏的风险。而目前,冷库用制冷剂主要有氨、二氧化碳、氟利昂。氨众所周知,具有毒害作用一旦泄露不仅污染食品,还会对人体造成伤害,甚至危及生命。而氟利昂对环境不友好,近几年国际环保组织就针对冷库用氟利昂的量采取了措施。而二氧化碳系统,则是运行压力高,有隐患。一旦出现事故,后果会不堪设想。所以,间接制冷系统应运而生,逐渐的出现在人们的视线。
二次制冷系统在冷库中的应用,关于氨制冷系统安全问题、氟制冷系统的环保问题,间接冷却制冷技术获得了更多的关注和认可,其自身也在逐渐发展,不断完善。在这种背景前提下,以氨为制冷剂的间接冷却制冷系统在未来有一定的应用前景和发展机遇。冷库专业载冷剂冰河冷媒是间接制冷系统的重要角色,载冷剂的发展会很大程度地影响间接制冷系统的应用和推广。冰河冷媒专业载冷剂的性能优于乙二醇,在既有系统中可直接替代乙二醇,且其整体性能会有所提高。在很多冷库中,为食品级冷库,其中冷冻很多食品,而一旦制冷剂、载冷剂的泄漏就会造成污染,严重会使人中毒,所以环保也尤为重要。那有没有无毒害的食品级载冷剂呢?答案是有的,冰河冷媒食品级系列载冷剂,高效、环保,让您放心做冷库!
说起专业载冷剂生产厂家,有这样一家企业,()公元1994年12月6日,公司成立。公司研发中心属于辽宁省工程技术中心,设有辽宁省液态传热介质实验室,冰河传热介质检测中心,有对超低温传热介质各项理化指标进行全面检测的能力。公司主导产品冰河冷媒应用于制冷行业,解决了传统载冷剂腐蚀设备、效能低下、污染环境的三大难题。目前,公司拥有大庆石化、东北制药、雪花啤酒、清华同方、陕西航天动力和中科院化学物理所等2000多家长期合作伙伴。
冰河冷媒,冷库间接制冷新思路
预测未来几年,冷库行业仍将保持稳定增长,冷库容量规模将会继续扩大,随着行业的逐步进入成熟,增速将会慢慢减缓。冷库制冷系统在直接制冷剂不易应用的位置或者不可使用直接制冷剂的特殊环境中,提出载冷剂1代替直接制冷剂用来冷却被冷却物体的制冷模式。冰河冷媒具有性质稳定、安全可靠、无毒害作用的特点。本文介绍了冷库制冷系统发展新的方向载冷剂间接制冷系统的实际应用情况。
1)载冷剂是以间接冷却方式工作的制冷装置中,将被冷却物体的热量传给正在蒸发的制冷剂的物质。
新发布的2019年《关于深入推进农业供给侧结构性改革加快培育农业农村发展新动能的若干意见》中,加强农产品冷链物流建设再次成为促进我国农业发展的重点。其中,第十四条明确指出,要加强冷链物流基础设施网络建设:”完善全国农产品流通骨干网络,加快构建公益性农产品市场体系,加强农产品产地预冷等冷链物流基础设施网络建设,完善鲜活农产品直供直销体系。”第三十一条中,中央强调要在农业用地方面完善政策,支持冷链设施建设:”完善农业用地政策,积极支持农产品冷链、初加工、休闲采摘、仓储等设施建设。”这是冷链物流行业迎来的春风,也促使冷库建造迅速发展。
冷库主要建设在人口密集的市场区域。”氨”作为一种廉价的制冷剂被普遍应用在冷库及食品速冻等行业,但是氨具有毒性和刺激性气味,遇明火会发生爆炸,一旦泄露会造成严重的人身伤亡事故。
液氨泄露事故回顾
1.2005.7.6上海市南汇区某镇发生液氨泄露,周围的几百户居民受到氨气侵蚀,百余人中毒并送往医院。
2.2007.9.5厦门市湖里区青升冷冻加工发生氨气泄露造成2死亡、12人受伤。
3.2008.5.2湖南省泸溪县一辆运输液氨的槽罐车在卸载液氨的过程中,因管道破裂,导致液氨泄露,泄漏量约15吨,造成4人死亡。
4.2009.5.5昆明市”兰龙潭”屠宰场制冷车间发生液氨泄露,致21人不同程度中毒,其中包括10名儿童
5.2011.8.28河北省万全县佳绿农产品公司液氨制冷管道发生爆炸,致使液氨泄露,造成4人死亡,4人受伤。
6.2012.10.22四川省眉山市仁寿县一食品厂冷库发生液氨泄露事故,造成40余人受伤。
7.2013.6.3吉林省德惠市宝源丰禽业公司发生液氨泄露引发爆炸,遇难119人
8.2013.8.31上海宝山区翁牌冷藏实业由于液氨管路管帽脱落,引起液氨泄露,造成15人死亡,25人受伤。
液氨基本概况:
优点;原料来源易于获取、制冷量大、放热系数高
缺点;易燃易爆、有刺激性气味、对铜和铜合金有严重腐蚀;空气中含量0.5%-0.6%,半个小时即中毒;11%-13%则可然;当达到16%时遇明火立即爆炸,危险系数极高。
运行过程中;车间操作复杂,需要定期补加润滑油,后期维护费用高。系统内的润滑油,与氨液几乎不容,在蒸发器内容易形成油膜,致使蒸发温度下降,换热效率下降,相应的能耗增加。安全性低,一旦发生泄漏,后果不堪设想,诸多事故警惕我们。
而目前我国食品行业的冷库普遍采用另一种直接制冷介质”氟利昂”,不易获得,价格昂贵,发生泄漏会对地球臭氧层造成破坏,根据我国政府已在1989年和1991年分别加入了《保护臭氧层维也纳公约》和《蒙特利尔议定书》及其伦敦修正案,截至到2030年氟利昂全部淘汰。而大、中型制冷系统的使用寿命往往在20年以上,为降低环保政策风险,尽量减少卤代烃及其混合物的灌注量和泄漏可能性是目前经济、可行的技术措施。
氟利昂基本概况
前期设备原料投资大,系统内也有润滑油,与氨液几乎不容,在蒸发器内容易形成油膜,致使蒸发温度下降,换热效率下降,相应的能耗增加。氟利昂泄漏不易察觉,检查露点耗时耗工,且二次补加成本高,如果是混合物,二次补加比例很难确定,这也将影响换热器效率。近几年也出现了CO2制冷系统,也得到了很多客户的欢迎。下面就CO2制冷系统做简单分析:
CO2制冷的优点:
1、CO2为自然工质;
2、优良的经济性,无回收问题;
3、良好的安全性,无毒,不燃;
4、优良的传热和流动性。
CO2制冷现阶段的局限性:
1、管道材质:CO2常温下压力为75kgf,采用R717和CO2复叠制冷,温度控制在-5℃~-10℃范围内,设计压力为52kgf,运行压力在30kgf,在此压力下,管道采用不锈钢或16Mnr,不锈钢焊口需经过处理,否则容易腐蚀,16Mnr焊接后需经过热处理,在中国现有条件下,现场没法进行处理,如果出现问题,危险性更大。此外,中国没有这方面的规范和部门对此进行检验,检验标准生产厂家按自己厂家的标准执行。
2、CO2的水的影响:CO2系统中如果有水分,不但会造成冰堵,CO2和水反应生产碳酸,对系统造成腐蚀。通常在系统中增加干燥过滤器,经常更换干燥过滤器,但在如此高的压力下,更换过滤器,对设备管理人员提出了更高的要求。
3、CO2冲霜的问题:如果采用电融霜,运行费用非常高;采用水融霜,融霜时间长,并且冷库地面会出现冻冰现象。通常采用工质融霜。CO2制冷压缩机组工作范围-5℃~-10℃,压缩机设计压力在35kgf,而融霜温度在10℃左右,需增加进口压缩机进行融霜,设计压力在50kgf~60kgf,融霜压缩机组都是进口,如果出现故障,现场很难处理,维修周期非常长。
4、辅助制冷系统:由于CO2常温下压力过高,系统停止运行时,需开启辅助制冷系统保持系统压力升高,辅助制冷系统需配置专用发电机组,并且都要有备用,时刻保证辅助制冷系统和专用发电机组都在良好的工作状态,平时不使用,一旦制冷系统停止运行,必须保证辅助制冷系统可靠运行,辅助制冷压缩机采用进口,维修麻烦。
5、操作维护:CO2制冷系统同R22制冷系统一样,系统很难回油,完全靠人工操作进行系统回油,在如此高的压力和复杂的系统下,对设备操作人员技术水平提出非常高的要求。该系统有制冷压缩机组、融霜压缩机组和辅助制冷系统,各压缩机组都不能出现故障,对设备维护人员要求很高的技术水平。系统压力非常高,运行补充CO2和冷冻油,更换阀门、安全阀等,都要求有非常专业的设备维护人员。
6、CO2的危险性:直接存在于人类的呼吸过程中,3%(30,000ppm)导致呼吸加重(+100%),5%(50,000ppm)导致麻醉,10%(100,000ppm)导致昏迷,>30%立即导致由于浓度过高而引起的死亡!大气中CO2和O2的浓度比为1:700。O2浓度下降1-5%不会引起致命的危害。CO2浓度上升1-5%是致命的,需要设置类似于NH3那样明显的警示标志以便使现场受过训练的工作人员能够随时意识到可能存在的安全性问题。
在中国现有的国情下,CO2制冷系统不适合作为商业推广,只能作为实验项目使用,只有各方面都进一步发展,才适合推广。
借鉴医药化工行业的载冷剂间接制冷技术在冷库制冷领域的应用,有效解决了这个矛盾。在我国部分冷库安全改造与升级工程中,为解决在人员密集活动的市场区域和氨制冷冷库之间的矛盾时,很好的用冷库专用载冷剂间接制冷系统解决了这个问题。本文就冷库专用载冷剂间接制冷系统的实际应用进行简单阐述。
载冷剂间接制冷优势:
安全只有载冷剂进入冷库车间,常压循环,维护简单
环保制冷剂氨、氟仅在机房循环,大大缩减了用量,避免了泄露造成的人身伤害和环境污染
节能通过载冷剂蓄冷节电,载冷剂蓄热除霜节能
经济机房里的氨机和氟机均可使用,改造简单,费用省
缺点:选择一个合适的载冷剂尤为关键,传统的载冷剂盐水、乙二醇有腐蚀性,低温黏度大,泵的能耗增大。
特推荐冰河冷媒科技(北京)有限公司生产的冰河冷媒系列载冷剂,低温黏度低,对金属无腐蚀,比热大,载冷能力强。
选择载冷剂考虑的指标
1.防腐蚀。腐蚀性越低越有利于长期安全稳定运行。
2.粘度低。使用粘度越低,动力设备功率需求越低,载冷剂的液膜厚度越薄,传热效果越好。
3.比热大。比热越大,输送冷量越多。动力设备功率需求越低,冷量输送距离越远。
4.热导率高。热导率高,换热效率高,换热器面积小,动力设备功率需求低。
乙二醇等载冷剂代用品腐蚀机理
腐蚀机理一;
乙二醇易酸化。酸化的原因是乙二醇属于醇类物质,含有羟基,在做再冷剂使用过程中容易氧化成酸。乙二醇本身是相对活跃的物质,容易聚合成高分子聚合物,进一步氧化成聚合物有机酸,另外乙二醇遇氧气反应,产生甲酸和乙酸。
腐蚀机理二;
乙二醇做再冷剂使用过程中还会有其他腐蚀与空气接触容易产生气泡,气泡在溃灭过程中产生的微射流或冲击波对设备产生损伤–穴蚀(又称汽蚀,空蚀)。穴蚀现象开始是变色,表面局部呈灰白色,而后逐步变粗糙,继而呈现麻点和针孔,并逐步向深处发展,后产生散落或形成局部聚集的蜂窝状空群,严重的针孔可穿透设备。加上钢铁表面不均匀,他在水中会形成无数微小的腐蚀电池,进而造成腐蚀。
金属腐蚀危害:盐水、乙二醇水溶液对金属设备的腐蚀危害严重。
1.严重腐蚀换热器。若换热器设备被腐蚀,会严重影响换热器的换热效果,如果不及时采取措施,时间越长,腐蚀越严重,换热效果会越差;
2.严重腐蚀管道。盐水、乙二醇水溶液对管道的腐蚀非常严重,因此会造成管路的过早泄露。
3.严重腐蚀泵、阀门等金属管件。系统中连接管路的各种电焊、钎焊接头材料各异,并处于电解质溶液中,腐蚀产物的沉积等原因容易形成电偶、浓差等腐蚀。
当设备出现锈蚀后,如果不及时采取措施,时间越长,腐蚀也会越来越严重,增加了维修和运行费用。若阀门、管线被腐蚀穿孔,会造成物料泄漏等危害。
冰河冷媒防锈性无与伦比,解决了盐水、乙二醇水溶液系统腐蚀严重的问题,下图为两块完全相同的碳钢试块,同时分别放入无色透明的乙二醇水溶液和冰河冷媒溶液中,经过一段时间拍摄的照片如图所示。乙二醇水溶液变浑浊,碳钢试块90%部分生红锈,而冰河冷媒仍保持无色透明,碳钢试块表面无明显变化。
载冷剂间接制冷作为一种代替直接制冷剂的制冷系统,具有很好的发展前途,合理的运用和科学的规划设计,能够使一个系统充分的发挥效能。在国内较多的旧的氨制冷冷库和市场结合的单位中,由于各种原因不易搬迁,可以考虑对冷库系统进行载冷剂系统的升级改造,降低安全隐患的发生概率,提高运用效果,使旧冷库焕发新的生命。随着冷链行业在我国不断加速发展,冷库是基础,是冷链的重要组成部分。随着我国经济的发展,人们的生活质量要求越来越高,我国农产品大幅增产和速冻食品快速增长,对冷库建设需求越来越强劲。相关机构预测,受益于城镇化水平提高、生活方式变化、人们对食品安全重视程度提高、食品和物流企业规模化经营等因素,未来十年,中国冷链物流需求有望呈年均15%-20%稳健增长趋势。可以预见,作为冷链物流配套核心基础设施,冷库建设2020年有望继续呈现良好发展趋势。
冰河冷媒系统水泵的使用与选型
水泵工作的目的就是把水从一个地方输送到另一个地方,或者是增加压力把原动的机械能转换成液体能量。水泵工作原理:在打开水泵后,叶轮在泵体内做高速旋转运动(打开水泵前要使泵体内充满冰河冷媒液体),泵体内的冰河冷媒随着叶轮一块转动,在离心力的作用下液体在出品处被叶轮甩出,甩出的冰河冷媒在泵体扩散室内速度逐渐变慢,液体被甩出后,叶轮中心处形成真空低压区,液池中的冰河冷媒在外界大气压的作用下,经吸入管流入水泵内。泵体扩散室的容积是一定的,随着被甩出冰河冷媒的增加,压力也逐渐增加,后从水泵的出口被排出。冰河冷媒就这样连续不断地从液池中被吸上来然后又连续不断地从水泵出口被排出去.如何进行选择,分类如下:
一、冷冻水泵:
在冷冻水环路中,驱动水进行循环流动的装置。空调房间内的末端(如风机盘管,空气处理机组等)需要冷水机组提供的冷水,但是冷冻水由于阻力的限制不会自然流动,这就需要水泵驱动冷冻水进行循环以达到换热的目的。
二、冷却水泵:
在冷却水环路中驱动水进行循环流动的装置。冷却水在进入冷水机组后带走制冷剂一部分热量,而后流向冷却塔将这部分热量释放掉。而冷却水泵就是负责驱动冷却水在机组与冷却塔这个闭合环路中进行循环。
三、补水泵:
空调补水所用装置,负责将处理后的软化水打入系统中。
常用的水泵有卧式离心泵和立式离心泵,它们都可以用在冷冻水系统,冷却水系统和补水系统中。对于机房面积大的地方可以用卧式离心泵,对于机房面积较小的地方可以考虑使用立式离心泵。
四、水泵并联运行情况:
水泵并联运行时,流量有所衰减;当并联台数超过三台时,衰减尤为厉害。故建议:
1、选用多台水泵时,要考虑流量的衰减,一般附加5%~10%的余量。
2、大中型工程应分别设置冷、热水循环泵。
一般冷冻水泵和冷却水泵的台数应和制冷主机一一对应,并考虑一台备用。补水泵一般按照一用一备的原则选取,以保证系统可靠的补水。
五、水泵流量的计算:
1、冷冻水冷却水泵流量计算公式:
L(m3/h)=Q(kW)×(1.15~1.2)/(5℃×1.163)
式中:
Q–制冷主机的制冷量,kW;
L–冷冻冷却水泵的流量,m3/h。
2、补给水泵的流量:
正常补给水量为系统循环水量的1%~2%,但是选择补给水泵时,补给水泵的流量除应满足上述水系统的正常补水量外,还应考虑发生事故时所增加的补给水量,因此,补给水泵的流量通常不小于正常补水量的四倍。补给水箱的有效容积可按1~1.5h的正常补水量考虑。
六、水泵扬程的确定:
1、冷冻水泵扬程的组成:
(1)、制冷机组蒸发器水阻力:一般为5~7mH2O;
(2)、末端设备(空气处理机组、风机盘管等)表冷器或蒸发器水阻力:一般为5~7mH2O(具体值可参看产品样本);
(3)、回水过滤器,二通调节阀等的阻力:一般为3~5mH2O;
(4)、分水器、集水器水阻力:一般一个为3mH2O;
(5)、制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失:一般为7~10mH2O;
综上所述,冷冻水泵扬程为26~35mH2O,一般为32~36mH2O。
2、冷却水泵扬程的组成:
(1)、制冷机组冷凝器水阻力:一般为5~7mH2O;
(2)、冷却塔喷头喷水压力:一般为2~3mH2O;
(3)、冷却塔(开式冷却塔)接水盘到喷嘴的高差:一般为2~3mH2O;
(4)、回水过滤器,二通调节阀等的阻力:一般为3~5mH2O;
(5)、制冷系统水管路沿程阻力和局部阻力损失:一般为5~8mH2O;
综上所述,冷却水泵扬程为17~26mH2O,一般为21~25mH2O。
3、补水泵扬程:
扬程为定压点与高点距离+水泵吸水端和出水端阻力+3~5mH2O的富裕扬程。
水管路阻力计算方法:
(1)、沿程阻力,水在管道内的沿程阻力:
Hf=RL
式中:
Hf–水管沿程阻力,Pa;
R–单位长度沿程阻力,又称比摩阻,Pa/m;
L–水管直管段的长度,m。
冷水管采用钢管或镀锌管时,比摩阻R一般为100~400Pa/m,常用的为250Pa/m。比摩阻是个和水管管径,水流流速以及流量有关的量,可以通过比摩阻计算图查得。
(2)、局部阻力:
水流动时遇到弯头、三通及其它配件时,因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力计算公式为:
Hd=ζ×(ρ×V2/2)
式中:
ζ–局部阻力系数;
V–水流速,m/s。
(3)、水管总阻力:
水流动总阻力H(Pa)包括沿程阻力Hf和局部阻力Hd,即:H=Hf+Hd。
水泵是一个工艺中液体流动的动力源泉,选择一个优良的水泵是整个系统能耗的表征,冰河冷媒优良的载冷剂更适合不同材质的水泵,防腐防锈效果好,能大大延长设备的使用寿命。