Сущность технологического процесса
Технологический процесс получения холода на абсорбционной водоаммиачной холодильной установке основан на использовании внутренних энергоресурсов агрегата производства аммиака: тепла конвертированной парогазовой смеси и парогазовой смеси, а также тепла водяного пара.
Холодильным агентом является аммиак, находящийся в жидком и газообразном состоянии, абсорбентом - слабый водоаммиачный раствор.
В испарителях жидкий аммиак кипит, отнимая тепло от охлаждаемых сред. Пары аммиака с низкой температурой поступают в абсорберы холодильных установок, где поглощаются при низком давлении слабым водоаммиачным раствором. Выделяющаяся теплота абсорбции отводится охлаждающей водой.
В результате абсорбции массовая доля аммиака в растворе увеличивается. Полученный крепкий раствор откачивается насосами в генераторы-ректификаторы, в которых из крепкого раствора выпаривается газообразный аммиак за счет подвода тепла кон.газа и ПГС, а также водяного пара. Выпаренный из раствора газообразный аммиак направляется в конденсаторы воздушного охлаждения, где происходит его конденсация. Массовая доля аммиака в результате выпаривания в генераторах-ректификаторах уменьшается и водоаммиачный раствор за счет разности давлений направляется в абсорберы. На этом цикл водоаммиачного раствора замыкается.
Выпаренный из раствора в генераторах-ректификаторах газообразный аммиак конденсируется в конденсаторах воздушного охлаждения. Жидкий аммиак сливается в линейные ресиверы, откуда через узлы регулирования распределяются в соответствующие испарители для производства холода. На этом цикл аммиака замыкается.
Описание технологической схемы
Описание технологической схемы состоит из описания циклов,которые приведены ниже.
Цикл холодильного агента
Жидкий аммиак через регулирующий клапан подается в межтрубное пространство испарителя, где кипит, отнимая тепло от циркулирующего в трубном пространстве продукта. Выходящие пары аммиака из испарителя поступают в переохладитель поз.905, в котором, проходя по межтрубному пространству, подогреваются за счет тепла жидкого аммиака, проходящего по трубному пространству. Из переохладителя подогретые пары аммиака поступают в параллельно работающие элементы абсорбера поз.906, где поглощаются слабым водоаммиачным раствором.
Образовавшийся крепкий водоаммиачный раствор выпаривается в генераторе-ректификаторе поз.901 за счет тепла, подаваемого в межтрубное пространство аппарата. На насадке из колец Рашига и ректификационных тарелках происходит частичное отделение водяных паров из выпарившегося аммиака поступающим крепким водоаммиачным раствором и флегмой, стекающей из дефлегматора поз.902.
Из генератора-ректификатора газообразный аммиак с некоторой примесью водяных паров поднимается в дефлегматор, где происходит окончательная конденсация водяных паров. Теплота дефлегмации отводится холодным крепким раствором, циркулирующим в трубном пространстве аппарата.
Газообразный аммиак из дефлегматора поступает в аппараты воздушного охлаждения (конденсаторы) поз.903, где происходит конденсация. Секции аппаратов обдуваются воздухом при помощи осевых вентиляторов. Для обеспечения нормальных параметров охлаждения при высокой температуре окружающего воздуха, аппараты снабжены устройством увлажнения воздуха.
Из аппаратов воздушного охлаждения жидкий аммиак стекает в ресивер поз.904, уровень в котором (кроме АХУ "В") поддерживается постоянным с помощью регулирующих клапанов поз.LCV968, 969.
Из ресивера жидкий аммиак через переохладитель поз.905 подается в испарители поз.606, 612, 613 и 428, сепараторы-расширители поз.917А и 917B, переохладитель раствора поз.924А, В. Уровень жидкого аммиака в указанных аппаратах поддерживается автоматически соответствующими регулирующими клапанами.
3.12.2.2 Цикл абсорбента (крепкого и слабого водоаммиачного раствора)
Крепкий водоаммиачный раствор, расход которого поддерживается регулирующим клапаном поз.FCV913, поступает на выпаривание в генератор-ректификатор поз.901,в верхней части которого орошает насадку из колец Рашига, а затем, пройдя винтовые направляющие завихрители, стекает пленкой по внутренней поверхности трубок кипятильника. Пленочное кипение раствора происходит в процессе стекания его вниз.
Слабый водоаммиачный раствор собирается в кубовой части генератора-ректификатора, уровень в котором поддерживается регулирующим клапаном поз.LCV920, установленным на линии слабого водоаммиачного раствора между теплообменником поз.908 и абсорбером поз.906. Из кубовой части генератора-ректификатора слабый раствор через теплообменник поз.908 направляется в абсорбер.
Слабый водоаммиачный раствор орошает теплообменные трубки элементов абсорбера, постепенно насыщаясь парами аммиака, поступающими из испарителей. Для равномерного орошения теплобменных трубок в каждом элементе абсорбера предусмотрены горизонтальные корыта с отверстиями.
Образовавшийся крепкий раствор собирается в ресивере крепкого раствора поз.907.
Из ресивера крепкий раствор насосом поз.920 (921) подается через дефлегматор поз.902 и теплообменник растворов поз.908 в генератор-ректификатор поз.901. В теплообменнике поз.908 происходит теплообмен между крепким и слабым водоаммиачными растворами.
Для улавливания механических примесей на линиях слабого и крепкого растворов установлены фильтры поз.910, а перед насосами поз.920 (921)-фильтры поз.909.
Цикл охлаждающей воды
Охлаждающая вода из оборотного цикла предназначена для снятия тепловых нагрузок абсорбера поз.906. После использования в абсорбере вода возвращается в оборотный цикл.
Расход воды в абсорбер измеряется расходомером поз.F911.
Цикл питательной воды
Питательная вода подается в гидрозатворы сальников насосов поз.920 (921), затем сливается в линию химзагрязненных стоков блока 1.3, где собирается в емкость поз.139. Питательная вода используется для приготовления водоаммиачного раствора и подводится к дренажным ресиверам поз.911 и на всас насосов поз.920 (921).
Цикл теплоносителей
Пар 3,5 подается в межтрубное пространство и в змеевик генератора-ректификатора поз.901А. Пар конденсируется, отдавая свое тепло водоаммиачному раствору. Паровой конденсат через отделитель парового конденсата поз.929А направляется в бак вторичного вскипания поз.326. Уровень парового конденсата в поз.929А поддерживается регулирующим клапаном поз.LCV927.
Расход пара на установку контролируется расходомером поз.F910A и регулируется клапаном поз.LCV921A-1.
Пар 7 подается в межтрубное пространство и в змеевик генератора-ректификатора поз.901B. Пар конденсируется, отдавая свое тепло водоаммиачному раствору. Паровой конденсат направляется в бак вторичного вскипания поз.326 через отделитель парового конденсата поз.929B, уровень в котором поддерживаетсярегулирующим клапаном поз.LCV926. Расход пара на установку измеряется расходомером поз.F910B и регулируется клапаном поз.LCV921B-1.
Парогазовая смесь с давлением от 130 до 245 кПа (от 1,3 до 2,5 кгс/см2) по прибору поз.Р151 и температурой не более 137 °С по прибору поз.Т167 подается параллельно в межтрубное пространство верхних кипятильников двух генераторов-ректификаторов поз.901G.
Отдав тепло водоаммиачному раствору, парогазовая смесь с температурой не более 122 °С вместе с конденсатом отводится в сепаратор поз.151. В сепараторе происходит отделение газовой части от конденсата. Газовая часть направляется на сжигание в огневой подогреватель в блок 1.1., а конденсат насосом поз.154 подается в отпарную колонну поз.150.
Давление парогазовой смеси поддерживается регулирующим клапаном поз.PCV151, установленным на линии выдачи газа на сжигание.
Неочищенная конвертированная парогазовая смесь с давлением не более 2,79 МПа (не более 28,5 кгс/см2) по прибору поз.PI-363 и температурой не более 180 °С по прибору поз.Т307 поступает параллельно в межтрубное пространство нижних теплообменников двух генераторов-ректификаторов поз.901G.
Отдав свое тепло водоаммиачному раствору, конвертированная парогазовая смесь с температурой не более 145 °С направляется через сепаратор поз.915G в генератор-ректификатор поз.901V. Температура конвертированной парогазовой смеси поддерживается постоянной с помощью байпасной линии и установленной на ней регулирующей заслонкой поз.TCV981.
Неочищенная конвертированная парогазовая смесь, охладившись в генераторе-ректификаторе поз.901V, через сепаратор поз.915V направляется на дальнейшее охлаждение в блок 1.3.
Уровень конденсата в сепараторах поз.915G и 915V поддерживается регулирующими клапанами поз.LCV925. Из сепараторов конденсат поступает в отпарную колонну поз.150.