安全装置
压力监视及其安全设备
压力监视
制冷系统的运转是否处于安全状态,其主要监视手段是通过压力表显示系统各部位的压力。这样,一方面便于进行正常的操作管理,另一方面是为能及时地察觉制冷设备内有无异常或超压现象,予以控制或报警。
对分散式制冷设备的氨制冷系统,每台氨制冷机的吸排气侧、中间冷却器、油分离器、冷凝器、储氨器、氨液分离器、低压循环储液桶、排液桶、低压储氨器、氨泵、集油器、加氨站、热氨管道、油泵、滤油装置以及冻结设备,均须装有相应的压力表。
这里必须强调指出,氨压力表盘上注有明显的“氨”字样。这是因为普通压力表是由铜合金制造的,当接触到氨制冷剂时,很快就被腐蚀。氨压力表是用钢材制造的,对氨有着相应的化学稳定性。所以,氨压力表不允许用普通压力表
代替。
制冷系统上的压力表,必须经过检验部门检验合格,并铅封好的,方可使用。
压力保护安全设备
为了防止超压运行,在制冷设备上皆设置安全阀或压力控制继电器,或压差控制继电器,以及自动报警等压力保护安全设备。一旦工作压力发生异常,出现超压运行时,安全设备即自动动作,把设备内的气体排至大气一部分,或自动停机,以保证制冷系统不致因超压运行而发生事故。因此,压力保护安全设备不得任意调整或拆除。
安全阀制冷机器和设备上设置安全阀是严格的。例如,在氨制冷机的高压侧、冷凝器、储氨器、排液桶、低压循环储液桶、低压储氨器、中间冷却器等设备上均须装有安全阀。
为了便于检修和更换,要求在安全阀前设置截止阀。但是,这些阀都必须处于开启状态,并加以铅封,以免失去安全保护作用。
制冷设备上的安全阀必须定期检验,每年应校验一次,并加铅封。安全技术规程还规定:在运行过程中,由于超压,安全阀启跳后,需重新进行校验,以确保安全阀的功能。z
在校验和维护安全阀时,有时需要清洗和研磨,然后应进行气密性试验。试验压力为安全阀工作压力的l.05~l.1倍,气密性试验合格的安全阀经过校正调整到指定开启压力,加以铅封。调整及复验时使用的压力表精度不低于1级。例如,氨制冷机上的髙压安全阀,其开启压力为吸排气侧之间的压力差达到1570奸3^,应自动开启。对于两级压缩,压力差达到590逆?1时,应能自动开启,以保护氨制冷机。
在冷凝器、储氨器等高压设备上的安全阀,当压力达到1810kPa时,应能自动开启。在中间冷却器、低压循环储液桶、低压储氨器等设备上的安全阀,当压力达到1230kPa时,安全阀应能自动开启。
常用制冷剂(1^12、1^22、11717)所用制冷设备的安全阀开启压力见实际。
实际安全阀开启压力
制冷剂名称开启压力/kPa
项目R12R22R717
冷凝器和髙压储液器157018101810
中间冷却器、低压循环储液桶、排液桶、低压储液器98012301230
R22两级压缩机的低压机,其中安全阀自动开启的压力与两级氨压机相同,所以不再重复叙述。规程规定:氨制冷系统高压侧的最高工作压力不得超
过1470kPa。那么,为什么高压设备上安全阀的开启压力1810kPa比最高工作压力还高出340kPa呢?这主要是由于安全阀一旦在超压时自动开启,往往不容易恢复到完全密封状态,而造成制冷剂的经常泄漏损失。在这种情况下,绝对禁止用拧紧弹簧式安全阀的调整螺栓来消除泄漏(这也是安全阀必须铅封的主要原因之一)。所以,规定安全阀的开启压力值髙于最高工作压力,这样不会因压力波动就开启,更不会经常开启。不允许操作人员任意调整和提高安全阀的开启压力。
在设备上设置安全阀,最重要的一点是要求它在达到开启压力时必须具有足够的排气能力。因此,要求出厂的安全阀应经过额定排量试验合格。排放系统的气流阻力尽可能要小而且畅通,其管道的截面积应符合实际的要求,以确保迅速排除超压部分的制冷剂。
实际安全阀的通道直径与容器内储液置的关系
储液量容器内制冷剂存储量/kg
安全阔规格/<4000>4000
安全阀通道直径1020304050
目前,在制冷系统的氨泵回路和中间冷却器中,广泛应用的自动旁通阀是弹簧式安全阀的一种特定形式,也起着安全保护的作用,即当压力超过调定值时,阀门自动开启,起旁通降压作用。
继电器保护安全设备制冷系统的压力安全保护,除设有安全阀、带电信号的压力表和紧急停机装置外,还采用压力继电器、压差继电器等安全设备,以实现制冷机的高压、中压、低压保护,油压保护,以及制冷设备的断水保护。
制冷机髙压保护的目的是当制冷机排出压力过高时切断电源,以防止发生事故。在生产运行中往往由于冷却水断水故障,或制冷系统中进入大量空气,或高压系统的阀门误操作等原因,使制冷机的排出压力超过规定值。此时,高压保护装置立即动作,制冷机自动停机。
高压压力继电器常与安全阀并用,在这种情况下,高压压力继电器切断开关的动作压力,应调整到比安全阀的开启压力稍低为宜。因为,在发生异常高压时,压力继电器首先动作可以避免万一发生事故,同时也不会伴随有安全阀开启后所带来事后处理的麻烦。只有在高压压力继电器发生故障不能动作,或因火灾等异常情况下,安全阀才开启。
低压保护是当制冷机在运转过程中,由于制冷剂泄漏,供液不足等原因,产生吸气压力过低,甚至出现抽空现象时的安全保护。此时,低压保护装置动作,制冷机作为故障停机,以便操作技工检查停机原因,消除故障。使用低压压力继
电器的机组,应与感温控制阀相配合,能充分地发挥其作用。
中压保护是指两级压缩中的低压级排出压力的安全保护,其目的同单级压缩的高压保护相仿。
当低压级排气压力(中压压力)超过规定值时,压力继电器立即动作切断电源,使制冷机作事故停机。凡单机双级制冷机,都需设置中压保护,而用单级机配套的双级制冷机,其中压保护可以用低压级制冷机的高压压力继电器,但其压力应调整到中压的安全保护调定值。
髙压和低压继电器的调整压力值,依制冷剂的种类而定。实际列出了常用的R12、R22和R717制冷剂,其压力继电器触点断开和启动的调整压力值。
实际离压和低压压力继电器的调整压力值
制冷剂髙压压力(表压)/MPa低压压力(表压)/MPa
断开启动断开启动
R1212.7比高压断开压力低比蒸发温度低5t:的相应饱比低压断开压力髙
2.94和压力,其值不宜小于0.0980.69~0.98
R2216.2比高压断开压力低比蒸发温度低5C的相应饱比低压断开压力高
R7170.2.94和压力,其值不宜小于0.0980.1.96
中压压力继电器的调整值,应根据实际经验确定,一般情况下,其调整压力不大于784kPa。对中、小型氟利昂制冷剂的制冷系统,一般不设置安全阀,仅用高、低压力继电器作安全保护设备。
压力继电器和压差继电器还可用于断水事故保护。一般采用两种方法:发出断水警报信号,并作事故停机,或者发出断水警报,经过一段延时作事故停机,延时时间约为30s左右。
冷冻油压差保护,是在制冷机运行时确保一定的油压。当油压低于某一定值时,压差继电器动作,制冷机必须停机,以免发生设备事故。油压保护不能使用压力继电器,只能采用压差继电器,因为曲轴箱或油箱是与制冷机吸人侧相通。其压差继电器动作的调定值是:旧式活塞式制冷机为49kPa;带卸载装置的系列活塞式制冷机为147kPa。
压差继电器,也是氨泵不上液的安全保护设备。用于氨荥的压差继电器的特点是量程范围小,在9.147kPa的范围内,动作较为灵敏,同时采用延时措施。
综上所述,随着制冷系统自动控制程度的提高,压力保护安全设备也曰益
完善。
熔塞在储液器和冷凝器上设置的熔塞也是一种安全设备,可以防止
因火灾而出现的爆炸事故。熔塞因火灾等外部发生的高温而熔化。它和因操作管理上的失误而产生的髙压、所设置的安全阀和压力继电器等安全设备不同。异常高压时,熔塞不起安全保护作用。
熔塞是镶在压力容器壁上的易熔合金塞子,其主要成分是铋(Bi)、铅(Pb)和锡(Sn)组成,其熔点为60~80亡。
液位监视及其安全设备
为防止制冷机湿冲程,必须在气液分离器、低压循环储液桶、中间冷却器上设置液位指示、控制和报警装置,在低压储液器上设液位指示和报警装置。排液桶、集油器等均应装设液位指示器。
如使用玻璃液位指示器时,必须采用高于最大工作压力的耐压玻璃管,不得以锅炉用玻璃管代替,并设有自动闭塞装置(例如弹子角阀器则更好)。为了保证使用安全,液位计应经耐压试验,其试验压力见实际。
实际液位计的试验压力
制冷剂最小试验压力/kPa髙压侧试验压力,相当制冷剂的饱和温度/1C
低压侧高压侧
R7171176196051
R12980161765
R221176196052
注:耐压试验,是用水和压缩机润滑油为介质的液压试验,不应用制冷剂作试验介质。
液位计内应清洁,防止堵塞,玻璃管式液位计应设有金属保护管,定期检查液位指示、控制和报警装置,并保证灵敏可靠。
温度监视及其安全设备
制冷机的吸排气侧、轴封器端、分配站、热制冷剂的集管上均设有温度计,以便监视和记录制冷系统的运行工况。
为避免排气温度过高,一般还在制冷机排气管上装置温度控制器。在大、中型电机上也设有温度计。
所用的温度计种类主要有热电偶温度计、电阻温度计、半导体温度计和电接点的水银温度计等。
制冷机的排气温度、冷冻油温度、冷却水的进出口温度、电机温度以及库房温度等都是检查制冷系统安全运行的重要参数。所以,要求温度显示准确可靠,并能进行有效地控制,测温元件的位置应全部浸入被测介质中,或被介质所包围,不得随意改变测温点的位置,以避免造成温度的异常或滞后。
采用电接点的水银温度计测温时,应采用电压为36V的电源。
制冷机吸排气侧的温度变化能反映出机器运转是否正常、中间冷却器供液的多少,甚至还能反映出阀片的损坏情况等,所以要求在制冷机排气管上的温度控制器感温元件应尽可能靠近排气腔。如果采用温度套管的形式,应在套管内加人冷冻油,以便准确和迅速地反映排气温度的变化。当排气温度超过调定值时,即发出警报并使制冷机作为故障停机。
设置在制冷机曲轴箱中的温控器感温元件,当油温超过允许值时,温控器动作,发出警报,并使制冷机作故障停机;对于高速、多缸活塞式制冷机,其冷冻油温的保护值可取60t:(最高不超过70X:)。
在氟利昂制冷系统中,由于冷冻油中溶解有大量制冷剂,会造成开机时不起油压,使机器断油。为防止这一现象的发生,可以在曲轴箱内装设电加热器,在起动前,电加热器先自动加热,使溶解在油中的制冷剂受热蒸发,然后再自动起动制冷机。
电气参数的监视及其安全设备
机器间应设置电压表,并定时记录电压数值。当电网的电压波动接近规定幅度时(即不应低于340V,不高于420V),应密切注意电流变化和电机温升,以防止发生电机烧毁事故。
每台制冷机、氨泵、水泵、风机都应单独装设电流表,并有过载保护装置。
冷藏库须设置库内解救报警装置,一旦有人困在库内,可在库门附近发出呼救信号。同时向机器间或值班室人员传达报警,以便及时解救。报警线路应采用36V以下电压。
冷库的隔热材料,如聚苯乙烯等,属于易燃物质,应注意电缆和电器设备不得直接与这类隔热板建筑物接触,制冷机组以免因电器事故引起火灾。
其它安全防护设备
为避免制冷剂倒流,在制冷机的高压排气管道和氨泵出液管上,应分别装设止回阀。这里值得提醒的是,中间冷却器、蒸发器、气液分离器、低压储液器等设备的节流阀禁止用截止阀代替,以避免因供液不当而使制冷机出现湿冲程。
冷凝器与储液器之间设有均压管,在运行中均压管应是开启状态,两台以上储液器之间还分别设有气体和液体均压管。这些均压管不得处于切断状态,使其起到保证高压设备之间的压力均衡、液态制冷剂流动畅通以及液位稳定的作用。
高压储液器设在室外时,应有遮阳棚,以防止日光直晒,不致使温度升髙而影响安全运行。
机器的转动部位均需设置安全保护罩,设在室外的设备应设有防止非操作人员人内的围墙或栏杆。
在机器间和设备间内应设有事故排风设备,以便在事故发生时能及时排除有害气体。在运行或检修时,也可减少室内空气的污染。其排风能力要求是室内空气更换不少于8次/h。而且在室内和室外都装设事故排风机的按钮开关,备有事故电源供电供在紧急情况下确保风机工作。
机器间和设备间的门应向外开,并应留有两个进出口,以保证安全。机器间外设有事故开关、消火栓,机房配备带靴的防毒衣,橡皮手套、木塞、管夹、氧气呼吸器等防护用具和抢救药品,并把它们放在便于索取的位置,要专人管理、定期检查、确保使用。
为避免对邻近环境的污染和影响安全,要求安全阀的泄压管高出机房屋檐lm以上,或高出冷库四周50m以内的最高建筑物lm以上,或髙出冷凝器操作平台3m以上,而且要确保泄压管的畅通。
制冷系统中的安全装置对生产运行中所出现的异常危险情况,防止发生爆炸或重大事故起到了良好的保证作用。但是,由于错误的操作,或违反安全技术规程而造成的重大事故还时有发生。因此,还必须制定科学而合理的安全操作规程,并严格遵守执行才能杜绝事故发生。
为了使制冷系统安全运转,有三个必要的条件:第一是使系统内的制冷剂蒸气不得出现异常髙压,以免设备破裂;第二是不得发生湿冲程、液爆、液击等误操作,以免设备被破坏;第三是运动部件不得有缺陷或紧固件松动,以免损坏机械。
阀门的安全操作
阀门是控制制冷系统安全运转所必不可少的部件,在制冷系统内应该有一定数量的调节阀、截止阀和备用阀。
向容器内充灌制冷剂时,阀门的开启操作应缓慢打开。过快的加载速度会
性就越大,所以,向容器内加载时,缓慢打开阀门,有利于保证容器的安全。
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