prikaz izvedene instalacije za rekuperaciju toplote nh3...

49. Međunarodni kongres i izložba o KGH, Beograd, 5–7.12.201849th International HVAC&R Congress and Exhibition, Belgrade, 5–7 Dec. 2018

1

Prikaz izvedene instalacije za rekuperaciju toplote NH3 rashladne instalacije

Ištvan Vanjur, Vladimir Sovilj, Frigoria d.o.o., Novi Sad, Srbija, Braće Ribnikara 47 , 21000 Novi Sad, 021/ 466 885

[email protected]

mailto:[email protected]


2

Uvod i opis prethodnog stanja

Ideja za korišćenje otpadne toplote rashladnih mašina, u klanici CARNEX serodila zbog toga što:•Rashladna instalacija klanice je amonijačna, sa klipnim kompresorima,montiranih u "staroj" i "novoj" kompresorskoj sali. Kondenzatori suevaporativni. NH3 pare iz potisa kompresora do evaporativnihkondenzatora su dovedni posebnim cevovodom iz "stare" kompresorskesale i posebnim cevovodom iz "nove" kompresorske sale.

Ukupna geometriska zapremina svih komresora koji rade na režimu -10/+35 oC je oko Vgeom= 5300 m3/h, što odgovara rashladnoj snazi od cca2700 kW -10/+35 oC.Kompresorska sala radi kontinualno tokom cele godine, svaki dan, 24sati/dan


3

Uvod i opis prethodnog stanja• Klanica poseduje i pogon trajne robe koji zahteva toplotnu energiju za klimaopremu koja opslužuje komore za hladno dimljejnje i za fermentaciju.

Instalacija grejanja je projektovana kao sistem sa glikolom +80/+70 C.Praksa je pokazala da instalacija može da radi i na režimu +70/+60 C, pa je kodproračuna opreme išlo se sa tim vrednostima. Korišćenjem instalacije na tomrežimu možemo dobiti veću korisnu količinu toplote od rashladne instalacijeOvaj pogon takođe radi tokom cele godine, svaki dan, 24 sat/dan.

• Glikol za grejanje klima komora se zagreva vodenom parom pritiska 4 do 5 bar u pločastom izmenjivaču toplote.

Oprema za snabdevanje toplotom je postavljena u Tehničkoj prostoriji, kojaje udaljena od kompesorske sale cca 30 m.


4

Dispozicija prostorija kompresorske sale i tehničke prostorije ( postojeće stanje)


5

Šema postojećeg stanja instalacije glikola

Iz priložene šeme se vidi da je u instalaciju grejanjaugrađenijedan elektro kotaosnage 70 kW koji je povezannepravilnosa intalacijom.

•Vodena para se dobija izkotlarnice koja je udaljenaviše stotina metara odTehničke prostorije u pogona trajne robe.

U kotlarnicu suugrađena dvakotla, jedan od 8 t/h i jedan od12 t/h.

Gorivo je zemni gas.


6

Prethodne radnje pre pristupanju izradi tehničkog rešenjaKao prvi korak u rešavanju problema pristupili smo prikupljanju podataka o kapacitetima i to:

1. Određivanje potrošnje vodene pare, u realnom vremenu, potrebne za grejanje klima komora, naosnovu čega možemo odrediti potrebnu snagu grejanja (kW).

0

50

100

150

200

250

300

350

4001

6.7

.20

16

12

18 5

11

17

23 4

10

16

22 3 9

15

21 2 8

14

20 1 7

13

19

22

.7.2

01

6 6

12

18 5

11

17

23 4

10

16

22 3 9

15

21 2 8

14

20 1 7

13

19

28

.07

.20

16

. 6

12

18 5

Ova snaga je izračunata na bazi potrošnje vodene pare evidentiranog meračem protoka pare (u vremenuod 16.7.2016 do 28.7.2016g.Iz dijagrama proizilazi da je prosečna snaga grejanja oko 110kW, sa relativno malim brojemizrazitih "špiceva".


7

2. Određivanje masenog protok i temperaturu NH3 pregrejanih para, na potisu kompresora,takođe u realnom vremenu.

Ovi protoci su izračunati na osnovu evidencije vremena rada pojedinih kompresora uzimajući uobzir vreme rada i % optrećenja u tom vremenu.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

00

:30

01

:00

01

:30

02

:00

02

:30

03

:00

03

:30

04

:00

04

:30

05

:00

05

:30

06

:00

06

:30

07

:00

07

:30

08

:00

08

:30

09

:00

09

:30

10

:00

10

:30

11

:00

11

:30

12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

14

:00

14

:30

15

:00

15

:30

16

:00

16

:30

17

:00

17

:30

18

:00

18

:30

19

:00

19

:30

20

:00

20

:30

21

:00

21

:30

22

:00

22

:30

23

:00

23

:30

00

:00

Protok NH3 kg/sec 18.09.2017

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

00

:30

01

:00

01

:30

02

:00

02

:30

03

:00

03

:30

04

:00

04

:30

05

:00

05

:30

06

:00

06

:30

07

:00

07

:30

08

:00

08

:30

09

:00

09

:30

10

:00

10

:30

11

:00

11

:30

12

:00

12

:30

13

:00

13

:30

14

:00

14

:30

15

:00

15

:30

16

:00

16

:30

17

:00

17

:30

18

:00

18

:30

19

:00

19

:30

20

:00

20

:30

21

:00

21

:30

22

:00

22

:30

23

:00

23

:30

00

:00

Protok NH3 kg/sec 19.09.2017


8

3. Određivanje količina toplote koju možemo dobiti rekuperacijom iz NH3 para.

Moguća količina iskoristive toplote prikazana je na priloženom log i – p dijagramu, gde stanje obeleženo saA pretstavlja stanje NH3 para na ulazu u pločasti izmejivač, a stanje obeleženo saB pretstavlja stanje NH3 para na izlazu iz izmenjivača.Evidentno je da je ova količina toplote reda veličine cca q= 100 kJ/kg.


9

Opis usvojenog rešenja

• Predviđena je ugradnja pločastog izmenjivača toplote NH3 pregrejanepare/glikol.

• Predviđena je rekonstrukcija potisnih vodova NH3 kompresori –evaporativni kondenzatori, tako da je obezbeđena mogućnost da svakoličina NH3 para prolazi kroz pločasti izmenjivač

•U Tehničku prostoriju ugrađen je još jedan elektro kotao snage 160 kW.

• Rekonstruisana je instalacija grejanja glikola u Tehničkoj prostoriji: u smisluda se postojeći elektro kotao poveže ispravno sa instalacijom i da se ukinecevna veza glikol – bojler tople potrošne vode


10

Dispozicija opreme u kompresorskoj sali (novo stanje)


11

Blok šema izvedene instalacije


12

Način rada instalacije proizilazi iz priložene šeme:• Glikol potiskuju u cevnu mrežu pumpe P1 ili P2 (jedna radna i 100 % - narezerva)•Iz povrata glikol prvo prolazi kroz pločasti izmenjivač NH3/glikol, po tom•prolazi kroz elektro kotao EG1 (snage 70 kW), zatim•kroz elektro kotao EG2 (snage 160 kW)•da bi na kraju postjala mogućnost da prođe i kroz parni grejač (u slučajupotrebe).

Gore navedeni izmenjivači toplote su povezani tako da se mogu isključiti iz cevnemreže bez da to utiče na rad cele instalacije.

Regulacija temperature glikola na izlazu iz izmenjivača NH3 pare/glikol je PID reguatorom preko trokrakog mešajućeg ventila.U slučaju da ovaj izmenjivač ne može da dogreje glikol na potrebnu temperaturu to će učiniti elektro kotlovi koji su kaskadno vezani što se tiče temperature glikola u prethodu.


13

Mere sigurnosti i bezbednosti

Pri izradi prikazanog rešenja vodilo se računa da instalacija bude sigurna i u tomsmislu su preduzete sledeće mere:

•Na ulazni kolektor NH3 ugrađen je dvostruki presostat Danfoss tip KP7 ABS, kojiima zadatak da zaustavi sve rashladne kompresore u slučaju povećanja pritiskiznad podešene vrednosti.

Ovo je dodatna mera za slučaj da neki od presostata na kompresorima zataji.

•Regulator na trokrakom ventilu je podešen tako da ne dozvoli veću temperaturuglikola od + 90oC na izlazu iz pločastog izmenjivača NH3/glikol.


14

Za slučaj da, zbog oštećenja pločastog izmenjivača toplote NH3, dođe doprodora NH3 u sistem glikola predviđena je bezbednosna oprema:

•Senzor pH vrednosti glikola ugrađen u cevni razvod glikola, koji u slučajukontaminacije glikola daje signal da se protok glikola usmeri mimo pločastogizmenjivača.

•Motorni leptir ventili ugrađeni u cevovod NH3 koji, u slučaju kontaminacijeglikola usmere NH3 pare mimo pločastog izmenjivača, direktno u kondenzatore.


15

Zaključak

Prikazana instalacija radi manje od dva meseca i to pri relativno niskim spoljnimtemperaturama, ali pored ovakvih uslova dobijeni su povoljni rezultati.Pri radu instalacije prate se parametri koji će se nakon dužeg vremena vrednovati i to će bitimaterijal za sledeću prezentaciju.

Naša predviđanja su sledeća:

•Ukoliko se računa da će se rekuperisati "samo" Q= 100 kWh/h toplotne energije iz rashladnihmašina, adekvatna količina vodene pare, za ovu količinu toplote, je oko G= 169 kg/h.

•Prema podacima dobijenih od korisnika, za proizvodnju 1 t vodene pare troše oko V= 110 Nm3/h zemnog gasa.

•Znači za proizvodnju 169 kg/h vodene pare se troši V169 = 0,169 x 110 = 18,59 Nm3/h , odnosno korišćenjem rekuperacije toplote moguće je uštedeti ΔVgas= 18,59 x 24 = 446,16 Nm3/dan zemnog gasa.


16

•Aktuelna cena zemnog gasa je 39,56 RSD/Nm3, odnosno cca 0,34 Eur/Nm3.

•Vrednost ušteđenog zemnog gasa je ΔC= 446,16 Nm3/dan x 0,34 Eur/Nm3 = 151,69 Eur/dan, odnosno 4.550 Eur/mesec.

•Ukupna investicija za realizaciju ove instalacije je cca 88.000 Eur.

•Imajući u vidu napred navedeno "otplata" investicije je T= 88.000 Eur / 4.550 Eur/mesec = cca20 meseci , odnosno nešto više od 1,5 god.

Treba napomenuti da ovo razmatranje nije obuhvatilo mnoštvo manje uticajnih faktora, koji bi mogli da koriguju ovde prikazanu računicu.

U svakom slučaju, na osnovu konkretnijih kalkulacija, došli smo do zaključka da period otplateinvesticije ne bi nikako prešla 2,5 godine


17

Pločasti izmenjivač toplote NH3/glikol sa cevovodima


18

Trokraki motorni ventil u instalaciji glikola


19

Ulazni kolektor NH3


20

Cevni razvod NH3 i glikola kod izmenjivača toplote


21

Izlazni kolektor NH3


22

Uređaj za kontrolu pH vrednosti glikola


23

Elektro kotlovi i parni greja


24

Skada


25

Hvala na pažnji !

prikaz izvedene instalacije za rekuperaciju toplote nh3...

Documents