Аппаратура водоаммиачных абсорбционных холодильных машин
Материалы для изготовления труб, кожухов и решеток аммиачных абсорбционных и компрессионных машин одинаковы. Значения расчетных и пробных давлений генераторов и дефлегматоров абсорбционных машин не отличаются от этих величин для компрессионных, а давление абсорберов соответствует давлению испарителей. Испарители и конденсаторы аналогичны этим аппаратам компрессионных холодильных установок.
Рис. 82. Генератор-ректификатор водоаммиачной абсорбционной холодильной машины:
1 — основание,
2 — сборник раствора,
3 — кипятильник,
4 — ректификатор,
5, 6 — люки.
Назначение штуцеров:
I — выход паров аммиака,
II — вход крепкого раствора,
III — выход слабого раствора,
IV — вход греющего пара,
V — выход конденсата,
VI — для указателей уровня,
VII — для термометров
На рис. 82 показан вертикальный кожухотрубный генератор-ректификатор. Иногда эти аппараты называют кипятильниками. В нижней части генератора, являющейся собственно кипятильником 3, происходит выпаривание аммиака из крепкого водоаммиачного раствора.
Упаренный раствор собирается в сборнике 2, а аммиачный пар, проходя ректификатор 4, освобождается от унесенной из раствора воды.
Для загрузки колец Рашига служат люки 5, а для осмотра решетки и трубок — люк 6.
Пары аммиака движутся вверх по пространству генератора, противотоком сливается крепкий водоаммиачный раствор. С помощью специальной винтовой насадки раствор равномерно распределяется по внутренним поверхностям трубок, что обеспечивает его выпаривание. В нижней части генератора в сборнике слабого раствора 2 расположен змеевик, служащий для дополнительного упаривания раствора.
Ректификатор 4 размещен над распределительным устройством кипятильника, в верхней его части над насадкой из колец Рашига встроены колпачковые тарелки. Кипение крепкого водоаммиачного раствора происходит внутри трубок нижней части генератора, а конденсация греющего пара — в кожухе, из которого отводится образовавшийся конденсат.
Достоинства вертикальных кожухотрубных генераторов: малое заполнение раствором, высокая степень ректификации (очистки) паров аммиака от воды, интенсивный массо- и теплообмен.
Рис. 83. Дефлегматор водоаммиачной абсорбционной холодильной машины:
Дефлегматор (рис. 83) водоаммиачной холодильной машины встраивают в верхнюю часть генератора, но чаще устанавливают отдельно.
По трубкам дефлегматора протекает вода, а навстречу по межтрубному пространству проходят пары аммиака, обогащенные водой. При охлаждении водяные пары конденсируются, поглощая при этом часть аммиака. Образующийся водоаммиачный раствор — флегма, движется противотоком аммиачному пару из верхнего элемента дефлегматора в нижний, из которого сливается в верхнюю часть комбинированного аппарата генератор-ректификатор.
Рис. 84. Абсорбер элементный водоаммиачной абсорбционной холодильной машины:
Абсорбер элементный (рис. 84) состоит из нескольких горизонтальных кожухотрубных элементов 2 и ресивера крепкого раствора 1.
В межтрубном пространстве каждого элемента находится водоаммиачный раствор, а по трубам противотоком раствору протекает охлаждающая вода. В каждом элементе абсорбера устроено перфорированное корыто, служащее для равномерного орошения трубок раствором. Слабый раствор подается в нижнюю часть верхнего элемента, а обогащенный раствор самотеком переливается из элемента в элемент и сливается в ресивер 1. Тепло абсорбции отнимается водой.
По воде каждый элемент двухходовой, по раствору — одноходовой.
В элементном абсорбере пары аммиака параллельно распределяются по элементам.
Помимо элементного абсорбера имеются кожухотрубные, кожухозмеевиковые и оросительные абсорберы.
В испаритель абсорбционной машины частично попадает водоаммиачный раствор. Непрерывная работа испарителя требует отвода из него флегмы в ресивер абсорбера. Для этого кожух испарителя особым коробом делят на две зоны — затопленную и орошения. Жидкий аммиак подается от регулирующей станции в нижнюю затопленную зону и достигает верхнего уровня короба с отверстиями. Через эти отверстия он орошает трубки и, испаряясь, отделяется от флегмы, которая направляется в абсорбер.
Иногда испаритель объединяют с газовым переохладителем, в котором в межтрубном пространстве проходят холодные пары аммиака, идущие в абсорбер, а по трубкам — жидкий аммиак, направляющийся в испаритель.
Теплообменник растворов состоит из кожухотрубных элементов, соединенных последовательно по трубному и межтрубному пространствам. В трубках проходит слабый, а в межтрубном пространстве — крепкий водоаммиачный раствор, идущий на регенерацию.
Конденсаторы абсорбционных холодильных машин аналогичны обычным кожухотрубный горизонтальным конденсаторам.
Рис. 85. Воздухоотделитель абсорбционной холодильной машины:
Назначение штуцеров:I — вход слабого раствора,
II — выход обогащенного раствора,
III — вход паровоздушной смеси;
IV — выход воздуха,
V — вход жидкого аммиака,
VI — выход паров аммиака,
VII — присоединение манометра
Воздухоотделитель (рис. 85) предназначен для удаления воздуха из абсорбера и конденсатора. В пространстве между внутренней и наружной обечайками расположен змеевик. По змеевику протекает слабый раствор, а в межтрубное пространство подается жидкий аммиак.
Воздух с некоторым количеством аммиака (из абсорбера или конденсатора) подается в пространство внутренней обечайки, в верхнюю часть которой поступает охлажденный за счет испарения аммиака слабый раствор. Пары аммиака при этом абсорбируются слабым раствором, а почти чистый воздух скапливается в верхней части трубы, откуда отводится в сосуд с водой. Испарившийся аммиак из межтрубного пространства отсасывается в абсорбер. Обогащенный водоаммиачный раствор самотеком стекает в ресивер абсорбера.
Для циркуляции водоаммиачного раствора и повышения его давления до давления конденсации применяют центробежные вихревые насосы. Обычно кроме рабочих ставят резервные насосы. Эти насосы должны иметь надежное сальниковое уплотнение и отвечать требованиям, предъявляемым к насосам для легкокипящих жидкостей.
В абсорбционных холодильных машинах с горизонтальными кожухотрубными генераторами и кожухотрубными абсорберами все основное оборудование компонуется в виде двух блоков: горячего и холодного.
Рис. 86. Абсорбционная водоаммиачная холодильная машина:
Ректификационная колонна крепится на фланцах к генератору 1 (рис. 86), а на ней в свою очередь установлен дефлегматор 3. Отвод слабого водоаммиачного раствора производится с нижней части генератора 1, поэтому там разместили теплообменник растворов, в котором происходит нагрев крепкого раствора, направляемого в генератор.
В состав холодного блока таких машин входят абсорбер 6 с ресивером 7 крепкого раствора, конденсатор с ресивером жидкого аммиака, газовый переохладитель и воздухоохладитель.
В нижней части блока находится конденсатор с ресивером жидкого аммиака, над ними — элементы абсорбера с ресивером крепкого раствора. В верхней части расположен газовый переохладитель 5, а у торцевой части блока — отделитель воздуха.
Работа этих абсорбционных машин протекает так: паровая водоаммиачная смесь поступает из генератора на насадку ректификационной колонны.
Противотоком движется образующаяся в дефлегматоре богатая смесь воды с аммиаком, которая очищает пары аммиака от воды.
Окончательное обезвоживание аммиачного пара происходит в дефлегматоре, охлаждаемом водой. Почти чистые пары аммиака из дефлегматора поступают в конденсатор, где сжижаются проточной охлаждающей водой, отнимающей теплоту конденсации.
Жидкий аммиак из ресивера конденсатора поступает в газовый переохладитель, в котором он охлаждается идущими из испарителя аммиачными парами. Далее жидкий аммиак через регулирующую станцию поступает в испаритель. Слабый раствор из генератора идет в теплообменник, где движется противотоком к крепкому раствору.
В результате теплообмена слабый раствор охлаждается и поступает через регулирующий вентиль в верхний элемент абсорбера. Абсорбер состоит из четырех элементов, соединяющихся между собой переливными трубами. К каждому элементу, в двух нижних точках, подводятся пары аммиака, идущие из испарителя. Раствор, проходя последовательно по каждому элементу, обогащается парами аммиака и сливается в ресивер абсорбера. Отсюда он забирается насосом и нагнетается через теплообменник в генератор на распределительное устройство, откуда и сливается в межтрубное пространство генератора.