Mfumo wa kupoeza amonia ni nini?

Mfumo wa kupoeza amonia ni nini?

Mfumo wa kugandisha wa amonia ni mfumo wa kugandisha wa viwandani unaotumia amonia (NH₃) kama kihifadhi joto. Unatumia kanuni kwamba amonia hunyonya kiasi kikubwa cha joto wakati wa uvukizi ili kutoa upoevu kwa michakato ya uzalishaji wa viwandani inayohitaji halijoto ya chini (kama vile kugandisha chakula, kugandisha, uzalishaji wa kemikali, kumbi za michezo za barafu, n.k.).

Kutokana na ufanisi wake wa hali ya juu, hali yake ya kiuchumi na ukweli kwamba haiharibu safu ya ozoni (ODP = 0), amonia ndiyo kihifadhi kinachopendelewa zaidi katika nyanja za majokofu ya viwanda na biashara kwa kiwango kikubwa.

Kanuni kuu ya kufanya kazi (mzunguko wa jokofu wa kubana wa hatua moja)

Uendeshaji wa mfumo wa kupoeza amonia hufuata mzunguko wa msingi wa majokofu wa mgandamizo wa mvuke, ambao kwa kiasi kikubwa una michakato minne:

Mgandamizo: Mvuke wa amonia kwenye joto la chini na shinikizo la chini huvutwa na kigandamizo na kubanwa, na kugeuka kuwa mvuke wenye joto kali kwenye joto la juu na shinikizo la juu.

Mgandamizo: Mvuke wa amonia kwenye joto la juu na shinikizo la juu huingia kwenye kondensa, ambapo hupozwa kwa maji au hewa ya kupoeza, ikitoa joto na kugandamizwa kuwa kioevu cha amonia chenye shinikizo la juu na joto la kawaida.

Kupitisha hewa kwa nguvu: Kioevu cha amonia chenye shinikizo kubwa hupita kwenye vali ya kupisha hewa kwa nguvu (kama vile vali ya upanuzi), na shinikizo hupungua sana. Baadhi ya kioevu huvukiza, na kugeuka kuwa mchanganyiko wa mvuke na kioevu chenye joto la chini na shinikizo la chini.

Uvukizi: Amonia yenye joto la chini huingia kwenye kivukizi (kama vile feni ya kupoeza au kibadilishaji joto), hufyonza joto kutoka kwenye nafasi iliyopozwa (hifadhi baridi), na kuyeyuka kabisa hadi kwenye mvuke yenye joto la chini na shinikizo la chini. Kisha mvuke huu hurejeshwa na kigandamizi na kukamilisha mzunguko.

Mfano rahisi: Kama vile mwili wa binadamu unavyotoa jasho ili kupoa, jasho (mchanganyiko wa amonia) linapovukiza, hufyonza joto kutoka kwenye ngozi (sehemu iliyopozwa), na kuifanya ngozi ihisi baridi.

Vipengele Vikuu

Kishinikiza: "Moyo" wa mfumo. Aina za kawaida ni pamoja na pistoni, skrubu, na sentrifugal. Vishinikiza skrubu ndizo zinazotumika sana katika mifumo ya kisasa ya ukubwa wa kati na mkubwa kutokana na ufanisi wao wa juu na marekebisho ya uwezo unaonyumbulika.

Kikondensa: "Kibadilisha joto" cha mfumo. Huondoa joto kutoka kwa gesi ya amonia iliyobanwa. Imegawanywa katika aina ya kupoezwa kwa maji (ufanisi wa hali ya juu, inahitaji mnara wa kupoeza) na aina ya kupoeza kwa uvukizi (inayookoa maji, inayotumika sana).

Kifaa cha kusukumia: kama vile vali ya upanuzi, vali ya kuelea. Hudhibiti kiwango cha mtiririko na shinikizo la kioevu cha amonia kinachoingia kwenye kivukizaji.

Kivukizaji: "Mwisho wa kutoa hewa baridi" wa mfumo. Ikiwa imewekwa katika eneo la kuhifadhi au la usindikaji, amonia huvukiza na kunyonya joto ndani yake. Aina za kawaida ni pamoja na vipozaji hewa (vyenye msongamano wa hewa uliolazimishwa) na mabomba ya koili (yenye msongamano wa hewa wa asili).

Tangi la kuhifadhia kioevu: Huhifadhi kioevu cha amonia baada ya kuganda, na kusawazisha usambazaji na mahitaji ya mfumo.

Kitenganishi cha mafuta na kikusanya mafuta: Tenganisha na urejeshe mafuta ya kulainisha yanayofanywa na moshi wa compressor, kuhakikisha uendeshaji mzuri wa mfumo.

Kitenganishi cha gesi-kimiminika: Hulinda kigandamizi kwa kuzuia kioevu cha amonia kisichovukizwa kuingia na kusababisha "mguso wa kioevu".

Mfumo wa Udhibiti: "Ubongo" wa mifumo ya kisasa. Inajumuisha PLC, vitambuzi, viendeshaji, n.k., na inawajibika kwa kufikia udhibiti otomatiki, ulinzi wa usalama, na udhibiti wa nishati.

Aina kuu za mifumo

Mfumo wa upanuzi wa moja kwa moja: Amonia huvukizwa moja kwa moja kwenye kivukizi ili kupata upoevu. Ina ufanisi mkubwa zaidi, lakini inahitaji kuziba kwa bomba kwa ukali sana, na matumizi yake yamepungua.

Mfumo wa kupoeza usio wa moja kwa moja:

Mfumo wa maji ya Amonia/chumvi: Kwanza Amonia hupoza maji ya chumvi (kama vile myeyusho wa kloridi ya kalsiamu), na kisha maji ya chumvi yenye joto la chini hutumwa kwa kila sehemu ya kupoeza na pampu. Umbali wa usalama ni mkubwa, lakini ufanisi wa nishati ni mdogo kiasi.

Mfumo wa Kuteleza wa Amonia/Dioksidi Kaboni: Mfumo Mkuu na Mwelekeo wa Sasa. Amonia hufanya kazi katika hatua ya halijoto ya juu katika mzunguko, ikipunguza kaboni dioksidi; kaboni dioksidi hufanya kazi katika hatua ya halijoto ya chini ikivukiza kwa ajili ya kupoeza. Kwa kuchanganya ufanisi mkubwa wa amonia na usalama wa kaboni dioksidi (isiyo na sumu katika halijoto ya chini na shinikizo la wastani), ni suluhisho linalopendelewa kwa ajili ya mitambo mikubwa ya kuogea na kugandisha.

Mfumo wa ugavi wa kioevu cha mvuto: Husambaza kioevu kwa kivukizaji kwa kutumia shinikizo tuli la safu ya kioevu. Ni thabiti na ya kuaminika, lakini inahitaji kiasi kikubwa cha sindano ya amonia, na huonekana sana katika mifumo ya zamani.

Mfumo wa usambazaji wa pampu ya kioevu: Pampu hutumika kusafirisha kwa nguvu kioevu cha amonia chenye shinikizo la chini hadi kwenye kivukizaji. Ina ufanisi mkubwa wa kubadilishana joto na usambazaji sawa wa kioevu, na inatumika sana.

Kuangazia faida

Ufanisi wa hali ya juu na kuokoa nishati: Thamani fiche ya joto ya amonia ni kubwa, na hutumia umeme mdogo kwa kila kitengo cha uwezo wa kupoeza, na kusababisha gharama ndogo za uendeshaji.

Ulinzi wa mazingira: ODP = 0, GWP = 0 (Uwezo wa Kuongezeka kwa Joto Duniani), ni jokofu rafiki kwa mazingira kiasili.

Uchumi: Bei ya chini, rahisi kupata.

Utendaji bora wa uhamishaji joto: Ufanisi mkubwa wa ubadilishanaji joto ukitumia ukuta wa bomba la chuma.

Ugunduzi rahisi wa uvujaji: Ina harufu kali kali, na hata kiasi kidogo cha uvujaji kinaweza kugunduliwa.

Changamoto na mambo ya kuzingatia kuhusu usalama (muhimu sana!)

Amonia ni sumu (Daraja la 2) na inaweza kuwaka (Daraja la B2L), kwa hivyo usalama ndio kanuni kuu katika usanifu, usakinishaji, na uendeshaji.

Sumu: Kuvuja kunaweza kusababisha uharibifu mkubwa kwa macho na mfumo wa upumuaji wa watu. Viwango vya juu vinaweza kusababisha kifo.

Kuwaka: Wakati mkusanyiko hewani unafikia 15% hadi 28%, unaweza kulipuka unapogusana na mwali.

Hatua za usalama:

Kutenganisha chumba cha kompyuta: Vifaa vikuu kama vile vifaa vya kugandamiza na matangi ya kuhifadhia kioevu vinapaswa kuwekwa katika chumba tofauti cha kompyuta chenye hewa ya kutosha.

Ugunduzi wa uvujaji na kengele: Vigunduzi vya ukolezi wa amonia lazima viwe vimesakinishwa na kuunganishwa na mifumo ya dharura ya uingizaji hewa na vinyunyizio.

Vifaa vya kinga: Katika chumba cha kompyuta, vifaa vya dharura kama vile barakoa za gesi, miwani na mavazi ya kinga lazima vitolewe.

Vali ya usalama na upunguzaji wa shinikizo: Vyombo vya shinikizo lazima viwe na vali za usalama, na mabomba ya upunguzaji wa shinikizo yanapaswa kuelekezwa kwenye eneo salama la nje.

Kanuni kali: Ubunifu na ujenzi lazima uzingatie viwango vya lazima kama vile "Msimbo wa Ubunifu wa Hifadhi Baridi" (GB50072) na "Vipimo vya Ujenzi na Kukubalika kwa Ufungaji wa Mfumo wa Jokofu wa Amonia" vilivyotolewa na serikali.

Uendeshaji wa kitaalamu: Waendeshaji lazima wawe na vyeti husika na wapate mafunzo ya usalama mara kwa mara.

Sehemu kuu za matumizi

Sekta ya chakula: Kugandisha na kuhifadhi nyama, dagaa, matunda na mboga kwenye jokofu; usindikaji wa bidhaa za maziwa; kutengeneza bia.

Uhandisi wa Kemikali na Famasia: Upoezaji wa michakato, athari za joto la chini, umiminikaji wa gesi.

Usafirishaji na ghala: Vituo vikubwa vya usafirishaji wa mnyororo wa baridi, vifaa vya kuhifadhia baridi vya halijoto ya juu.

Sehemu za barafu na theluji: uwanja wa barafu bandia, mapumziko ya kuteleza kwenye theluji.

Nyingine: Kiyoyozi cha kati (kupoeza eneo), utafiti na maendeleo ya kijeshi, n.k.

Mitindo ya Maendeleo

Kupunguza na kupunguza amonia: Kwa kuboresha muundo (kama vile kutumia vibadilisha joto vya sahani) na kupitia matumizi ya vihifadhi joto kama vile kaboni dioksidi katika mfumo wa kuteleza, kiasi cha amonia katika mfumo hupunguzwa, na kupanua matumizi yake katika maeneo ya karibu na biashara kama vile maduka makubwa na maduka ya vifaa vya kawaida.

Otomatiki na Ujasusi: Matumizi makubwa ya teknolojia za PLC na IoT ili kufikia ufuatiliaji wa mbali, utambuzi wa makosa, usimamizi wa ufanisi wa nishati, na matengenezo ya utabiri.

Uboreshaji wa ujumuishaji wa mfumo: Kukuza vigandamizaji vya skrubu vyenye ufanisi na teknolojia ya urejeshaji joto (kurejesha joto la mgandamizo ili kutoa maji ya moto), na kuongeza ufanisi wa jumla wa nishati.

Viwango vya usalama vinaendelea kuimarika: Kanuni na viwango vinazidi kuwa vikali, vikielekeza kwenye miundo na matumizi ya kiteknolojia salama na ya kuaminika zaidi.

Muhtasari

Mfumo wa majokofu wa amonia ndio uti wa mgongo wa majokofu ya viwandani, ukitoa usaidizi kwa mnyororo mpana wa baridi na viwanda vya msingi pamoja na ufanisi wake bora wa nishati na sifa rafiki kwa mazingira. Hata hivyo, "ufanisi na hatari zipo pamoja" ndio sifa yake muhimu zaidi. Maendeleo ya teknolojia ya kisasa ya majokofu ya amonia yanaelekea kwenye mwelekeo wa "usalama mkubwa, urafiki mkubwa wa mazingira, na akili zaidi", na hasa mfumo wa mpororo wa amonia/CO2 unakuwa kiwango cha dhahabu kinachotambulika katika tasnia hiyo.