„PZL-Dębica” SA - Klimatyzacja.pl

MASTA: Nowe rozwiązania w urządzeniach do
klimatyzacji górniczej produkcji WUCh
„PZL-Dębica” S.A.
WUCH „PZL-Dębica” S.A., to dobrze znana polska firma chłodnicza z ponad 80-letnim
doświadczeniem w tym 55 lat w chłodnictwie przemysłowym, zajmująca się produkcją sprężarek
zarówno tłokowych, jak i śrubowych, agregatów chłodniczych, montażem instalacji chłodniczych
oraz agregatów do gazu typu ASR, które przeznaczone są do sprężania gazów takich jak: propan,
butan, gaz ziemny i inne węglowodory.
W sprężarkach produkowanych w WUCH „PZL-Dębica” S.A. w ostatnich latach wprowadzono wiele
istotnych z punktu widzenia trwałości i funkcjonalności zmian, np. omawianą niedawno sprężarkę
SR163 z automatyczną regulacją sprężu. Nie były to zmiany widowiskowe, a ich wprowadzanie było
ostrożne tak, aby na rynek trafiły sprężarki dobrze przebadane i sprawdzone w trakcie badań
eksploatacyjnych. Stąd też dopiero teraz ruszają prace nad kolejnymi sprężarkami w typoszeregu.
Rozwój sprężarek umotywowany jest zapotrzebowaniem w przemyśle chłodniczym i klimatyzacyjnym,
a w szczególności do klimatyzacji kopalń.
Niezaprzeczalnym faktem jest to, że głębokość pokładów złóż i eksploatacja kopalń surowców
naturalnych wpływa znacząco na pogarszanie się warunków pracy dla pracowników podziemnych
kopalń. Występująca tam wysoka temperatura pierwotna skał przy dużej wilgotności obniża znacznie
komfort pracy, co powoduje niską wydajność wydobywania zasobów. W przypadku klimatyzacji
kopalń nie mamy do czynienia z luksusem, czy nawet komfortem pracy – chodzi tutaj o możliwość
pracy. W wielu przypadkach bez klimatyzacji praca człowieka jest niemożliwa lub możliwa w bardzo
ograniczonym wymiarze, a zagrożenie wybuchem metanu wymuszają specjalną budowę, inne niż na
lądzie są również parametry pracy.
Historia produkcji agregatów w WUCH „PZL-Dębica” S.A. do klimatyzacji kopalń sięga lat 70., kiedy
głównym produktem były jednostki chłodnicze bezpośredniego działania montowane w pobliżu
wyrobiska. Wytwarzaniem tych urządzeń zakład zajmował się z przerwami od roku 1978. W okresie
przemian politycznych ich sprzedaż zanikła aż do momentu podjętej współpracy z firmą z branży
górniczej oraz znacznej intensyfikacji prac rozwojowych na przełomie 2005/2006 roku. Wtedy
powstała koncepcja nowego typoszeregu agregatów do klimatyzacji kopalń. Są to nowoczesne,
proekologiczne i energooszczędne urządzenia przewidziane do pracy w warunkach kopalnianych w
strefie zagrożenia wybuchem. Są to zarówno urządzenia o małej wydajności tj. 350-360 kW z
bezpośrednim odparowaniem czynnika w chłodnicy zabudowywane w pobliżu przodka, jak i
urządzenia duże o wydajności 1000 - 2000kW o działaniu pośrednim do zabudowy w specjalnej
komorze w pobliżu szybu wentylacyjnego.
Dla przypomnienia przedstawiamy opracowany w 2005 roku dla potrzeb klimatyzacji kopalń
przedstawiony w tabeli 1.
Dane
techniczne
GMC 350/TA
GMC 630
GMC 1000
GMC 2000
Typ działania
Bezpośredni
/pośredni
pośredni
pośredni
pośredni
Wydajność
chłodnicza
Qo= 395 kW
Qo= 632 kW
Qo= 1108 kW
Qo= 2000 kW
Czynnik
chłodniczy
R 407C
R 134a
R 134a
R 134a
Warunki pracy
(otoczenia)
+5÷+40°C
+5÷+40°C
+5÷+40°C
+5÷+40°C
Wymiary d/s/w
3400/900/1300
3600/1500/2600
4000/1500/2600
15403/1390/2960
17490/1765/2810
tłokowa
śrubowa
śrubowa
śrubowa
Moc
Pn=110 kW
Pn=200kW
Pn=355kW
Pn=630kW
Obroty
n=1450 obr/min
n=2950 obr/min
n=2950 obr/min
n=2950 obr/min
Napięcie
zasilania
Un=500/1000V
Un=500/1000 V
Un=6000 V
Un=6000 V
Un=6000 V
Wydajność
chłodnicza
Qk= 487 kW
Qo= 832 kW
Qk= 1450 kW
Qk= 2900 kW
Przepływ wody
28 m3/h - obieg
otwarty
41 m3/h - obieg
zamknięty
72 m3/h
125 m3/h
250 m3/h
Temp. wody
wlot
+20÷+26°C
+28°C
+28°C
+28°C
Temp. wody
wylot
+35÷+42°C
+38°C
+38°C
+38°C
Qk= 359 kW
Qo= 632 kW
Qk= 1108 kW
Qk= 2000 kW
Przepływ wody
42 m3/h
69 m3/h
127 m3/h
Temp. wody
wlot
+16°C
+16°C
+16°C
Temp. wody
wylot
+3°C
+3°C
+3°C
SPRĘŻARKA
Typ
Silnik napęd.
SKRAPLACZ
PAROWNIK
Wydajność
chłodnicza
Przepływ
powietrza
8,3 m3/s
-
-
-
Temperatura
powietrza
wlotowego
+31°C
-
-
-
Temperatura
powietrza
wylotowego
+12oC
-
-
-
Uwzględniając rozwój nowoczesnych technologii, konstrukcji oraz zapotrzebowanie i wymagania
klientów, po upływie kilku lat wprowadzono nowe rozwiązania. W tabeli 2 zestawiono dane
techniczne zbudowanych ostatnio agregatów.
Dane
techniczne
Typ działania
RC360B
bezpośredni
RC360P
GMC E-1000
GMC 1800
pośredni
pośredni
pośredni
Wydajność
chłodnicza
Qo= 360 kW
Qo= 300 kW
Qo= 1000 kW
Qo= 1800 kW
Czynnik
chłodniczy
R 134a
R 134a
R 407C
R 404A
Warunki
pracy
(otoczenia)
+5÷+40°C
+5÷+40°C
+5÷+40°C
+5÷+40°C
Wymiary
d/s/w
3600/960/1295
3600/960/1295
4450/1285/2070
10915/1980/2655
śrubowa
śrubowa
śrubowa-semihermetyczna
śrubowa
Moc
Pn=110 kW
Pn=110kW
Pn=400kW
Pn=710kW
Obroty
n=2950
obr/min
n=2950
obr/min
n=2950 obr/min
n=2950 obr/min
Napięcie
zasilania
Un=500/1000V
Un=6000 V
Un=500/1000V
Un=6000 V
Un=500/1000 V
Un=500/1000V
Un=6000 V
SPRĘŻARKA
Typ
Silnik napęd.
SKRAPLACZ
Wydajność
chłodnicza
Qk= 460 kW
Qk=450 kW
Qo= 1500 kW
Qo= 2700 kW
Przepływ
wody
36 m3/h
36 m3/h
135 m3/h
150 m3/h
Temp. wody
wlot
+34°C
+34°C
+34°C
+28°C
Temp. wody
wylot
+44°C
+44°C
+44°C
+38°C
Qk= 360 kW
Qk= 300 kW
Qo= 1050 kW
Qo= 1800 kW
Przepływ
wody
20 m3/h
70 m3/h
75 m3/h
Temp. wody
wlot
+16,5°C
+18°C
+18°C
Temp. wody
wylot
+3°C
+6°C
+3°C
PAROWNIK
Wydajność
chłodnicza
Przepływ
powietrza
11,2 m3/s
-
-
-
Temperatura
powietrza
wlotowego
+32°C
-
-
-
Temperatura
powietrza
wylotowego
+19oC
-
-
-
W niniejszej publikacji ograniczono się do omówienia agregatów bezpośredniego działania (RC360B),
tzn. urządzenia do bezpośredniego ochładzania powietrza kopalnianego przepływającego przez te
urządzenia i pośredniego do chłodzenia wody lodowej (GMC1800, GMC-E 1000 i RC360P).
Budowa i działanie Górniczej Maszyny Chłodniczej GMC 1800 do klimatyzacji grupowej
Urządzenie GMC 1800, to najnowsza wyprodukowana maszynadla potrzeb klimatyzacji grupowej. Ze
względu na wymaganądużą wydajność chłodniczą, parametry pracy i panujące w kopalniach warunki,
zbudowana została ona na bazie dławnicowej
sprężarki śrubowej. Na wstępie należy wyjaśnić dlaczego sprężarka„otwarta” dławnicowa i dlaczego
z łożyskami ślizgowymido przenoszenia sił poprzecznych:
●
●
●
dławnicowa bowiem musi istnieć możliwość łatwej i szybkiej wymiany uszkodzonego silnika;
dławnicowa, ponieważ istnieje konieczność doboru silnika pod istniejące zasilanie w kopalni (1000
V, 3000 V, 6000 V);
z łożyskami ślizgowymi, ponieważ musi być odporna na trudne warunki tj. przekroczenia
parametrów pracy, podlewanie ciekłym czynnikiem, również uderzenia podczas transportu, czy
tąpnięcia podczas pracy (łożyska toczne są wrażliwe na wszelkiego rodzaju uderzenia czy znaczne
przeciążenia).
Wyjaśnienia wymaga również fakt, że aktualnie stosowane nowoczesne uszczelnienia dławnicowe
renomowanych firm zapewniają niezbędną szczelność w całym okresie eksploatacji. Główne
podzespoły funkcjonalne Górniczej Maszyny Chłodniczej GMC 1800, to sprężarka śrubowa SR 255,
silnik elektryczny, odolejacz, skraplacz, parownik, zawór rozprężny, wodna chłodnica oleju.
Podkreślić należy fakt, że zarówno sprężarka, wszystkie aparaty, oraz silnik są produktem krajowym,
a dotychczasowe doświadczenia eksploatacyjne potwierdzają prawidłowość przyjętych założeń,
obliczeń, oraz wysoką jakość wykonania. Górnicza Maszyna Chłodnicza GMC 1800 przeznaczona jest
do pracy z czynnikiem R404A, co wynika z jego
korzystnych właściwości w zestawieniu z wymaganymi parametrami pracy.
Czynnik R404A został zastosowany z następujących powodów:
●
●
●
wymagana niska temperatura wody na wylocie z parownika (3°C) przy niestabilnym jej przepływie i
dużej wydajności sprężarki (1800 kW), czyli dużej bezwładności;
trudne warunki pracy – wysoka temperatura skraplania i częste przekraczanie nominalnej wartości,
co wynika z zabudowy wyparnych chłodnic wody w powietrzu zużytym wyrzucanym z kopalni (duża
wilgotność, wysoka temperatura i duża ilość zanieczyszczeń);
przy zastosowaniu czynnika R404A, który jest mieszaniną zeotropową grupy HFC powszechnie
stosowaną w niskoi średniotemperaturowych zastosowaniach chłodniczych.
Rys. Agregat typu GMC
1800 w kopalni.
Górnicza Maszyna Chłodnicza typu GMC 1800 jest zbudowana z kilku zespołów transportowych
zmontowanych na dwóch ramach nośnych połączonych ze sobą przy pomocy specjalnych uchwytów.
Ramy ustawione są na podłożu na wibroizolatorach
tłumiących ewentualne drgania, oraz umożliwiających dokładne wypoziomowanie ram i całej
maszyny GMC 1800. Nie ma konieczności kotwienia do podłoża. Rama I jest sztywną kratownicową
konstrukcją nośną zespołu sprężarkowego. Na tej ramie
zabudowana jest sprężarka SR255 z silnikiem, elementami układu olejowego wraz z pompą oleju i
chłodnicą oleju. Rama II jest prostą płaską konstrukcją usztywnianą zabudowanym na niej
odolejaczem, skraplaczem płaszczowo-rurowym i parownikiem płaszczowo-rurowym. Głównymi
zespołami maszyny GMC 1800 są:
Sprężarka śrubowa
Sprężarka zainstalowana w agregacie GMC 1800, to jednostopniowa dławnicowa sprężarka śrubowa
typu SR 255 produkcji WUCH „PZL-Dębica” S.A. z wirnikami o specjalnym zarysie asymetrycznym,
stosunkiem objętości wbudowanej Vi=2,6, suwakowym hydraulicznie poruszanym układem regulacji
wydajności i odciążenia przy rozruchu, dławnicą obrotową (typu odciążonego) wraz ze ślizgowymi
łożyskami promieniowymi i kulkowymi łożyskami skośnymi.
Parownik (parowacz) PG 1800
Parownik PG 1800 jest poziomym, dwustopniowym aparatem płaszczowo-rurowym zbudowanym na
bazie rur miedzianych i płaszcza stalowego. Składa się z dwóch zbiorników: parownika wstępnego i
parownika głównego. Woda przepływa w przestrzeni
zewnątrz rurowej, a czynnik R404A w przestrzeni wewnątrz-rurowej. Dla intensyfikacji wymiany
ciepła od strony czynnika wprowadzono specjalne rozdzielacze i elementy zawirowujące wewnątrz
parownika. Dzięki tym rozwiązaniom uzyskano schłodzenie wody o 15 K tj. z temperatury 18°C do
3°C oraz możliwość utrzymania temperatury 3°C, przy temperaturze odparowania 0,5°C,
niestabilnym przepływie wody i zmiennej temperaturze skraplania. Zmniejszając gabaryty całego
agregatu
zmuszeni byliśmy „zawinąć” parowniki tj. umiejscowić obydwie części równolegle obok siebie.
Skraplacz SG 2700
Skraplacz SG 2700 jest wymiennikiem płaszczowo-rurowym zbudowanym na bazie żebrowanych rur
miedzianych i płaszcza stalowego. Woda chłodząca przepływa wewnątrz rurek, jej przepływ jest
czteroprzepływowy. Czynnik chłodniczy jest
skraplany w przestrzeni na zewnątrz rurek. Para doprowadzana jest czterema króćcami od góry do
przestrzeni rozdzielającej równomiernie na całej długości rurek. Skraplacz został zaprojektowany dla
temperatury skraplania 42°C przy temperaturze wody na wlocie 28°C i jej temperaturze na wylocie
38°C.
Sprzęgło elastyczne metalowe
W skład sprzęgła wchodzą sprężyste wieszaki płytkowe i tuleja dystansowa umożliwiającą demontaż
sprzęgła i dławnicy obrotowej sprężarki bez potrzeby odsuwania silnika lub sprężarki. Sprzęgło jest
wyważone dynamicznie, nie posiada ono elementów gumowych, ani z tworzyw sztucznych, co
pozwala na jego zastosowanie w strefie zagrożenia wybuchem bez dodatkowych badań.
Silnik elektryczny
Silnik asynchroniczny o mocy 710 kW, 2950 rpm, napięcie zasilania 3 x 1 kV, 50 Hz.
Dwustopniowy odolejacz poziomy OHS 255G
Odolejacz OHS 255G składa się z dwóch przestrzeni: wstępnej i końcowej. W części wstępnej
znajdują się wkłady do wstępnego odolejania. Dolna, wstępna część odolejacza pełni rolę zbiornika
oleju. Z tej części olej jest zabierany przez pompę oleju do układu olejowego. W części końcowej
znajdują się demistery dokładnego odolejenia.
Chłodnica oleju GWCO 120
Chłodnica oleju GWCO 120 jest wymiennikiem płaszczowo-rurowym zbudowanym na bazie rur
miedzianych i płaszcza stalowego. Woda przepływa wewnątrz rurek, a olej jest schładzany w
przestrzeni zewnątrz-rurowej. Wodna chłodnica oleju GWCO
120 została zaprojektowana dla temperatury oleju na wlocie do chłodnicy 80°C i wylocie 54 do 60°C
przy temperaturze wody na wlocie 28°C i jej temperaturze na wylocie 38°C.
Pompa oleju
Śrubowa pompa oleju służy do utrzymania odpowiedniego ciśnienia oleju, zapewniając możliwość
chłodzenia i smarowania sprężarki oraz regulację jej wydajności. Ciśnienie oleju w zakresie 2,5 do
3,5 bar utrzymywane jest za pomocą zaworu upustowego.
Górnicza Maszyna chłodnicza GMC 1800 wyposażona jest w odpowiednie czujniki przeznaczone do
pomiaru: ciśnienia parowania, ciśnienia skraplania, ciśnienia oleju przed filtrem, ciśnienia oleju
przed sprężarką, temperatury tłoczenia, temperatury ssania, temperatury oleju w odolejaczu,
temperatury oleju za chłodnicą oleju, temperatury wody chłodzonej – wejście, temperatury wody
chłodzonej – wyjście, temperatury wody chłodzonej – łącznik pomiędzy parownikami, temperatury
wody chłodzącej skraplacz – wejście, temperatury wody chłodzącej skraplacz – wyjście, temperatury
wody na wlocie do chłodnicy oleju, temperatury wody na wylocie z chłodnicy oleju, przepływu wody
chłodzonej, przepływu wody chłodzącej skraplacz.
Górnicza Maszyna Chłodnicza GMC 1800 została wyposażona w niezbędne urządzenia
zabezpieczające i umożliwiające kontrolę jej pracy. Zabezpieczenia ograniczają możliwość wzrostu
wartości ciśnień i temperatur ponad wartości dopuszczalne,
przekroczenia dopuszczalnych różnic ciśnień wpływających na bezpieczeństwo pracy sprężarki,
pompy i filtrów.
Przeczytaj resztę artykułu
KONTAKT
MASTA
E-mail: [email protected]
WWW: www.tchik.com.pl
Tel: +48 58 522 64 70
Fax: +48 58 347 51 74
Adres:
Budowlanych 27
80-298 Gdańsk