TIỂU LUẬN môn kỹ THUẬT AN TOÀN NHIỆT LẠNH NHÓM 3 đề tài AN TOÀN CHO THIẾT kế và CHẾ tạo THIẾT bị LẠNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG  BÀI TIỂU LUẬN MƠN KỸ THUẬT AN TỒN NHIỆT LẠNH NHĨM ĐỀ TÀI: AN TỒN CHO THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ LẠNH Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phùng Anh Xuân Sinh viên thực hiện: Đặng Long Vũ – 19819120120 Trần Ngọc Huy - 19819120112 Nguyễn Ngọc Huy- 19819120125 Nguyễn Phúc Minh Hiếu - 19819120135 Nguyễn Công Hoan - 19819120121 Nguyễn Văn Hoàng - 19819120147 Phạm Văn Hiệp - 19819120137 Hà Nội ngày…tháng…năm 2022 Họ tên Đặng Long Vũ Phân công làm tiểu luận Đánh giá Chương I Chương III Hoàn thành tốt Trần Ngọc Huy Chương II (2.1) Hồn thành tốt Nguyễn Cơng Hoan Chương II (2.2) Hoàn thành tốt Phạm Văn Hiệp Chương II (2.3) Hoàn thành tốt Nguyễn Phúc Minh Hiếu Chương II (2.4, 2.5) Hoàn thành tốt Nguyễn Văn Hoàng Chương II (2.6) Hoàn thành tốt Nguyễn Ngọc Huy Chương II (3.7, 3.8) Hồn thành tốt ( Trưởng nhóm) Bảng đánh giá phân cơng thành viên nhóm MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I NHỮNG QUY ĐỊNH CHUNG TRONG AN TOÀN LẠNH1 1.1 Nguy tác dụng trực tiếp nhiệt độ 1.2 Nguy áp suất cao 1.3 Nguy tác dụng trực tiếp ga lỏng .2 1.4 Nguy xì vỡ ga lạnh 1.5 Phạm vi áp dụng 1.6 Định nghĩa thuật ngữ CHƯƠNG II AN TOÀN CHO THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ 2.1 Các yêu cầu áp suất 2.3 An toàn thiết bị áp lực 12 2.4 Đường ống ga, van phụ kiện 13 2.5 Các chi tiết chứa ga lạnh khác 17 2.6 Các dụng cụ đo lường báo 17 2.7 Bảo vệ áp 18 2.8 Thiết bị điện 29 CHƯƠNG III BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA VÀ KHẮC PHỤC SỰ CỐ HỆ THỐNG LẠNH 32 3.1 Các cố thường gặp nguyên nhân 32 3.2 Bảo dưỡng khắc phục cố .32 KẾT LUẬN .34 TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, kinh tế đất nước giới ngày phát triển khoa học cơng nghệ phát triển nhanh chóng Ngành kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ, sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày mở rộng trở thành ngành kỹ thuật vô quan trọng, thiếu đời sống kỹ thuật tất nước Trong an tồn kỹ thuật lạnh việc thiếu chuyên ngành lạnh trang bị kiến thức cần thiết đảm bảo an toàn cho người thiết bị trình thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sửa chữa bảo dưỡng hệ thống lạnh điều hoà khơng khí Những nguy hiểm ngành lạnh chủ yếu từ đặc tính lý hố ga lạnh, chủ yếu từ áp suất nhiệt độ chu trình lạnh Cần phải quan tâm đến vấn đề như: Nổ vỡ thiết bị nguy hiểm mảnh kim loại văng ra, phun trào ga lạnh phát thải ga lạnh rò rỉ vận hành khơng cách Do cơng nghiên cứu an tồn sử dụng lạnh khơng ngừng cải thiện phát huy, số hạn chế khơng thể phủ nhận đóng góp tìm kiếm to lớn nhà khoa học giúp sống ngày đại tiện nghi Để tìm hiểu sâu chuyên ngành lạnh việc làm sau nhóm chúng em tìm hiểu đề tài “An toàn cho thiết kế chế tạo thiết bị lạnh.” Mặc dù nhóm em cố gắng hồn thiện nội dung đề trình độ chun mơn có hạn nên tiểu luận cịn nhiều hạn chế mong thầy thơng cảm góp ý để tiểu luận hoàn chỉnh CHƯƠNG I NHỮNG QUY ĐỊNH CHUNG TRONG AN TỒN LẠNH Kỹ thuật an tồn hệ thống lạnh đòi hỏi thiết kế, chế tạo, vật liệu, thử kín, thử áp lực, thiết bị an tồn, cơng tác lắp đặt vận hành, bảo dưỡng sửa chữa, nhằm đảm bảo cho an toàn máy, thiết bị hệ thống lạnh, giảm đến mức thấp nguy hiểm người tài sản Các ga lạnh, mặt tác động đến bên hệ thống lạnh cho tính chất vật lý ga lạnh với tính chất vật liệu chế tạo, thiết bị hệ thống nhiệt độ áp suất ga lạnh chu trình lạnh, mặt khác tác động đến bên ngồi chứa chất độc hại, dễ cháy nổ Những nguy xảy cho người, hàng hoá sở vật chất gây cháy, độc hại, làm ngạt thở, hư hỏng ăn mòn… 1.1 Nguy tác dụng trực tiếp nhiệt độ - Giòn, gãy kim loại nhiệt độ thấp - Vỡ ống đóng băng chất tải lạnh lỏng (nước, nước muối) - Ứng suất nhiệt - Làm hư hại tồ nhà đóng băng móng - Gây thương tổn cho người nhiệt độ thấp 1.2 Nguy áp suất cao - Áp suất ngưng tụ tăng, khơng làm mát tốt, tích tụ nhiều khí khơng ngưng tích tụ dầu ga lỏng - Áp suất bão hoà tăng nguồn nhiệt bên ngoài, phá băng dàn lạnh, nhiệt độ môi trường cao máy lạnh không làm việc - Khí lỏng chứa đầy ắp bình mà nhiệt độ mơi trường tăng (theo kỹ thuật an tồn, chứa nhiều đến 80% dung tích bình) - Khi bị cháy 1.3 Nguy tác dụng trực tiếp ga lỏng - Nạp đầy thiết bị kiểu ngập lỏng - Có lỏng máy nén tượng xi phông hay ngưng tụ máy nén - Mất bôi trơn dầu bị nhũ tương hố 1.4 Nguy xì vỡ ga lạnh - Cháy, nổ, độc hại, hoảng loạn, ngạt thở 1.5 Phạm vi áp dụng - Quy chuẩn áp dụng cho dạng hệ thống lạnh, ga lạnh bốc bốc ngưng tụ ngưng tụ tuần hồn vịng tuần hồn kín, bao gồm bơm nhiệt hệ thống hấp thụ, trừ hệ thống sử dụng nước khơng khí làm ga lạnh Đối với hệ thống lạnh chuyên dụng đặc biệt khác hệ thống lạnh dùng khai thác mỏ hệ thống lạnh vận tải (đường bộ, đường sắt, tàu thuỷ, máy bay ) có tiêu chuẩn quy chuẩn riêng Khi đó, quy chuẩn thứ yếu Tiêu chuẩn chuyên ngành xếp lên - Các tiêu chuẩn an toàn riêng cho kiểu hệ thống máy lạnh tương tự sai khác với yêu cầu đề quy chuẩn để phù hợp với yêu cầu riêng, nhiên khơng giảm mức độ an tồn quy định - Quy chuẩn áp dụng cho hệ thống máy lạnh chế tạo mới, mở rộng cải tiến hệ thống máy lạnh có hệ thống máy lạnh di chuyển từ vị trí vận hành sang vị trí vận hành khác Hệ thống phép vận hành đạt mức an toàn tương đương theo quy chuẩn - Quy chuẩn áp dụng cho hệ thống máy lạnh chuyển đổi từ ga lạnh sang ga lạnh khác, ví dụ từ R11 sang R123, từ R12 sang R134a 1.6 Định nghĩa thuật ngữ Để hiểu đúng, hiểu xác nội dung quy phạm an tồn, thuật ngữ có định nghĩa sau: - Nguy cháy bất thường (abnormal fire risk): Nguy cháy mà có khả phát triển vượt khỏi khả chữa cháy phương tiện chữa cháy thông dụng chỗ - Hệ thống lạnh hấp thụ, hấp phụ (absorption, adsorption refrigerating system): Hệ thống lạnh mà ga lạnh sinh dàn bay hấp thụ môi trường trung gian áp suất thấp nhiệt độ thấp, sau bị đẩy khỏi mơi trường trung gian nhiệt độ cao, áp suất cao đốt nóng để vào dàn ngưng tụ - Người có thẩm quyền (authorized person): Người định để thực nhiệm vụ chun an tồn, có đầy đủ kinh nghiệm kiến thức kỹ thuật, đảm bảo hoàn thành nhiệm vụ giao công tác an toàn - Mối hàn đồng (brazed joint): Mối hàn nối kín (nối ống) chi tiết kim loại giống khác que hàn hợp kim có nhiệt độ nóng chảy lớn 450°C nhỏ nhiệt độ nóng chảy chi tiết hàn - Đĩa nổ (bursting disk): Chi tiết hình đĩa nổ áp suất định trước để bảo vệ thiết bị bị áp - Van chuyển đổi (changeover valve): Van để lắp van an toàn lên trên, chuyển đổi cho van an tồn vào vị trí làm việc Van cịn lại tháo đưa kiểm định sửa chữa, bảo dưỡng - Dàn ống (coil, grid): Bộ trao đổi nhiệt hệ thống lạnh chế tạo từ ống thẳng thành dạng ống xoắn nhờ tê, cút ống cong để đảm bảo diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu - Van đối, van khối (companion valves, block valves): Một cặp van chặn cho phép phần hệ thống nối thông với sau mở chúng tách khỏi hệ thống sau đóng chúng - Máy nén (compressor): Máy dùng để nén ga lạnh - Tổ máy nén (compressor unit): Máy nén với phần chuyển động phụ kiện (động cơ, rơle, thiết bị đo kiểu, khung, bệ ) - Bộ ngưng tụ (condensor): Bộ trao đổi nhiệt ga lạnh hoá lỏng làm mát - Tổ ngưng tụ (condensor unit): Tổ hợp gồm nhiều máy nén, ngưng tụ, bình chứa cao áp phụ kiện thông dụng - Dàn ngưng tụ (condenser coil): Bộ ngưng tụ kết cấu Ống xoắn - Điểm tới hạn (critical pviut): Một điểm đường bão hồ nơi ga lạnh lịng có mật độ, thể tích entanpy - Nhiệt độ tới hạn áp suất tới hạn (critical temperature and critical pressure): Nhiệt độ áp suất điểm tới hạn - Mật độ tới hạn (critical density): Mật độ (khối lượng riêng) ga lạnh điểm tới hạn - Thể tích riêng tới hạn (critical volume): Thể tích ga lạnh điểm tới hạn - Áp suất thiết kế (design pressure): Áp suất dư (áp suất đọc áp ke) dùng để tính tốn thiết kế độ bền kết cấu thiết bị - Bộ bốc (evaporator): Bộ trao đổi nhiệt hệ thống lạnh ga lỏng bốc để sinh lạnh - Tổ máy nén bốc (evaporating unit): Tổ hợp gồm nhiều máy nén, bốc hơi, bình chứa lịng (nếu cần) phụ kiện thông dụng khác - Lối thoát hiểm (exit): Lối thoát tức thời cửa, cho phép người nhanh chóng ngồi tồ nhà - Nút chảy (fusible plug, fusible component): Một cấu dạng nút kim loại nóng chảy nhiệt độ định trước để xả ga lạnh vào khí tránh nổ bình - Áp suất dư (gauge pressure): Hiệu áp suất tuyệt đối hệ thống áp suất khí nơi - Hành lang (hallway): Khoảng chung tầng nhà nơi người qua - Ống góp (header): Ống chi tiết hình ống hệ thống lạnh mà đường ống khác nối vào để phân phối thu gom lưu chất chảy ống - Chất tải nhiệt (heat-transfering liquid): Chất lỏng cho phép truyền tải nhiệt từ nơi đến nơi khác mà không gây thay đổi trạng thái chất lỏng - Chất tải lạnh: Chất tải nhiệt dùng để tải lạnh từ bay đến hộ tiêu thụ lạnh - Máy nén lạnh kín (hermetic refrigerant motor compressor): Tổ hợp máy nén động lắp vỏ hàn kín Động làm việc môi trường ga lạnh - Blốc: Máy nén lạnh kín - Phía áp suất cao (high-pressure side): Phần hệ thống lạnh có áp suất cao (tương đương áp suất ngưng tụ) gồm: đầu đẩy máy nén, ngưng tụ, bình chứa cao áp trước van tiết lưu - Khơng gian có người (human-occupied space): khơng gian có người làm việc trừ buồng máy buồng kho lạnh - Dung tích thơ (internal gross volume): Dung tích tính từ kích thước bên khoang chưa trừ dụng tích chiếm chỗ thiết bị lắp đặt bên - Dung tích tình (internal net volume): Dung tích tính từ kích thước bên khấu trừ dung tích chiếm chỗ thiết bị lắp đặt bên - An toàn áp suất (intrinsic pressure safety): Hệ thống ngân ngừa áp suất ga lạnh vượt áp suất làm việc tối đa thiết bị cấu an tồn áp suất cách hạn chế lượng nạp ga lạnh nhiệt độ lớn tương ứng với dung tích thiết bị - Phòng đợi (lobby): Tiền sảnh hành lang để lưu lại chờ đợi giải cơng việc - Phía áp suất thấp (low-pressure side): Phần hệ thống lạnh có áp suất xấp xỉ áp suất bay gỔIm từ sau van tiết lưu, bay hơi, bình tách lỏng, tích lỏng, ống hút, đến đầu hút máy nén - Áp suất thử kín (leakage test pressure): Áp suất dư sử dụng để thử độ kín thiết bị hệ thống lạnh - Hệ thống lạnh nạp hạn chế (limited-change refrigerating system): Hệ thống lạnh mà tổng lượng nạp phải hạn chế để không làm việc, áp suất cân hệ thống không vượt trị số cho phép - Buồng máy (machinery room): Buổng chứa phận hệ thống lạnh (vì lý an tồn) khơng bao gồm buồng chứa bốc hơi, ngưng tụ đường ống - Áp suất làm việc max MOP (maximum operating pressure): Áp suất dự (chỉ áp kế) mà không áp suất thiết bị hệ thống lạnh vượt được, trừ phạm vi làm việc van an toàn Áp suất làm việc max sở cho tất áp suất khác quy chuẩn (đôi sử dụng MWP - Maximum working pressure) - Máy nén động học (non-positive - displacement compressor): Máy nén mà tăng áp suất không cần đến thay đổi thể tích khoang nén - Đường ống (Piping): Hệ ống dẫn nối phận khác hệ thống lạnh - Máy nén thể tích (positive - displacement compressor): Máy nén mà tăng áp suất phải nhờ vào thay đổi thể tích khoang nén - Cơ cấu khống chế áp suất (pressure limiting device): Dụng cụ tác động áp suất điều chỉnh (ví dụ: rơle áp suất cao) thiết kế để khống chế áp suất thiết bị cách ngừng hoạt động, đồng thời báo động âm ánh sáng Cơ cấu khống chế áp suất máy trạng thái nghỉ - Cơ cấu giảm áp (pressure-relief device): Van an toàn đĩa thiết kế để giảm áp suất xả áp suất áp suất tăng mức cho phép - Van an toàn (pressure - relief valve): Van chịu tác động áp suất, giữ vị trí đóng lị xo cấu khác tự động giảm áp suất cách xả vào khí xả phía áp suất thấp vượt giá trị cài đặt Van đóng lại áp suất hạ xuống thấp - Bình áp lực (pressure vessel): Bình chứa ga lạnh có áp suất hệ thống lạnh khác với máy nén, bơm phận hệ thống hấp thụ kín, bốc hơi, dàn ống, đường ống, cấu điều khiển, ống góp - Van đóng nhanh (quick closing valve): Cơ cấu thực việc đóng tự động (bằng trọng lực, lị xo, bị đóng nhanh) có góc đóng nhỏ - Bình chứa (receiver): Bình lắp đặt sau ngưng tụ để chứa ga lạnh lỏng sau ngưng tụ - Ga lạnh (refrigerant): Môi chất trung gian dùng để hấp thụ nhiệt bay thải nhiệt ngưng tụ chu trình máy lạnh nén 10 Hệ thống lạnh với lượng nạp tới 10 kg ga lạnh nhóm tới 2,5 kg ga lạnh nhóm coi có áp suất an tồn nội áp suất vận hành tối đa MOP không vượt qua điều kiện sau đây: a) Khi dùng máy (đứng yên), áp suất vận hành tối đa không cao áp suất ga tương ứng nhiệt độ 63°C áp suất ga đo 63°C b) Khi vận hành, áp suất vận hành tối đa MỘP cao áp suất đo đạc đồng thời điều kiện thử nghiệm sau: - Nhiệt độ môi trường 32°C cao tùy thuộc vào địa phương lắp đặt hệ thống; - Nhiệt độ nước giải nhiệt vào liquid chiller (máy làm lạnh chất lỏng) không thấp 32°C miễn nhiệt độ cao nhất; - Điện áp vận hành có giá trị bất lợi 0,96 1,06 lẫn điện áp danh định dải điện áp; - Van tiết lưu (dãn nở) đóng mở để tạo áp suất cao nhất; - Dàn bốc đối lưu tự nhiên (có nhiệt độ xung quanh lên tới 32°C khơng khí đứng n); Dàn bốc đối lưu cưỡng (có nhiệt độ xung quanh lên tới 32°C quạt chạy tốc độ cao nhất) Bình bay làm lạnh chất lỏng với chất lỏng vào bình (có nhiệt độ tới 32°C bơm chạy với lưu lượng lớn nhất) - Dàn ngưng tụ khơng khí đối lưu tự nhiên với nhiệt độ khơng khí lên tới 32°C nhiệt độ khơng khí cao ứng với vùng lắp đặt hệ thống nhà chế tạo hướng dẫn - Dàn ngưng tụ giải nhiệt gió đối lưu cưỡng với nhiệt độ khơng khí lên tới 32°C nhiệt độ khơng khí cao ứng với vùng lắp đặt hệ thống điều kiện quạt ngừng hoạt động (nếu cần có nhiều quạt quạt có ảnh hưởng nhiều ngừng hoạt động) - Bình ngưng giải nhiệt nước nhiệt độ nước cho phép 32°C với van nước vào đóng mở để sinh áp suất cao bình - Các dụng cụ đóng ngắt điện để bảo vệ (ví dụ rơle nhiệt độ, rơle áp suất) với chi tiết cảm biến áp suất (cho máy nén hơi) dụng cụ tự động điều chỉnh lưu lượng chất tải lạnh lưu lượng khơng khí phải mắc nối tiếp trừ chúng thử nghiệm đặc biệt với tăng áp suất 25 - Trong hệ thống lạnh hấp thụ, tất thiết bị gia nhiệt bật đồng thời khơng có cấu khố để tránh việc gia nhiệt từ nhiều nguồn Nếu có cấu khố phải chọn nguồn gia nhiệt có cơng suất lớn (để tạo áp suất lớn nhất) - Cần bật điện trở xả băng khơng có cấu khố d) Tiêu chuẩn an tồn áp suất nội Điều kiện an toàn áp suất nội coi thoả mãn đáp ứng điều kiện sau trước đạt tới MOP mà khơng có thất ga lạnh khỏi vịng tuần hoàn ga lạnh - Máy nén chạy liên tục đạt áp suất ổn định - Máy nén dừng tải - Nguồn điện lượng cung cấp cho phận sinh áp suất bị ngắt dụng cụ tự động bảo vệ tải tác động - Một chi tiết vòng tuần hồn ga lạnh bị vỡ, ví dụ van, vịng đệm kín đầu xi lanh máy nén kín - Một van an toàn lắp đặt bên hệ thống mở thông bên cao áp với hạ áp Nếu sử dụng nút chảy để bảo vệ độ bền tối đa chi tiết phải gấp 2,5 lần áp suất bão hoà ga lạnh tương ứng nhiệt độ ghi nút chảy, phải gấp 2,5 lần áp suất tới hạn ga lạnh sử dụng Dùng trị số nhỏ trị số 2.7.3 Bảo vệ máy nén a) Máy nén thể tích - Các máy nén tiêu thụ cơng suất 10kW tích qt lớn 25 Vs phải trang bị van an toàn phía đầu đẩy, tránh gây nguy hiểm cho máy nén Van an tồn xả phía hạ áp vào khí - Nên cho van an tồn xả vào khí xả đường hút, bị ảnh hưởng áp suất hút, nữa, làm hư hỏng máy nén độ nhiệt lớn 26 - Các máy nén có van khoá đường dây máy nén tiêu thụ công suất 10 kW phải trang bị dụng cụ giới hạn áp suất cài đặt b) Máy nén động học Máy nén động học không cần trang bị van an tồn áp suất máy nén khơng thể vượt q MOP c) Bơm thể tích Trong vịng tuần hồn ga lạnh, có lắp bơm thể tích phải bảo vệ van an tồn có đường xả nối đầu hút xả vào khí 2.7.4 Bình áp lực - Các bình chịu áp lực có chứa ga lỏng có van khố cách ly với hệ thống lạnh, cần phải trang bị van an toàn nút chảy với suất xả đủ lớn sau: + Bình áp lực với dung tích thơ từ 300 lít trở lên phải trang bị hai van an toàn với van chuyển đổi, van có suất xả đủ lớn vào khí Trường hợp bình áp lực đặt phía cao áp cho xả phía hạ áp + Bình áp lực có dung tích thơ nhỏ 300 lít, lớn 100 lít trang bị van an tồn xả vào khí phía hạ áp + Bình áp lực có dung tích thố nhỏ 100 lít trang bị van an tồn trừ trường hợp sau: • Bình có đường kính danh định nhỏ 152 mm trang bị nút chảy • Bình có đường kính danh định nhỏ 76 mm khơng cần van an tồn nút chảy - Năng suất xả tối thiểu yêu cầu van an toàn nút chảy cho bình áp lực xác định biểu thức Q R= q A r Trong đó: Q R – Năng suất xả tối thiểu theo yêu cầu van an toàn, kg/s 27 q – Mật độ dòng nhiệt (10 kw/m2 ) A – Diện tích bề mặt ngồi bình, m2 r – Nhiệt ẩn hóa ga lạnh, kJ/kg 2.7.5 Dẫn nở chất lỏng Khi thiết bị chứa đầy chất lỏng có nguy nổ vỡ lớn chất lỏng dãn nở nhiệt độ tăng Vì vậy, tất phận hệ thống có khả chứa đầy lỏng phải để phòng nổ vỡ tượng 2.7.6 Lắp đặt dụng cụ bảo vệ - Dụng cụ bảo vệ phải lắp bình áp lực chi tiết hệ thống lạnh mà bảo vệ, nơi dễ dàng tiếp cận Trừ dụng cụ bảo vệ thuỷ tĩnh, tất dụng cụ bảo vệ phải lắp phía mức lỏng - Nút chảy lắp bình áp lực chi tiết mà bảo vệ Nút chảy khơng bọc cách nhiệt - Không lắp van chặn van an toàn chi tiết cần bảo vệ hệ thống Có thể lắp van chuyển đổi trước van an toàn để thử nghiệm, bảo dưỡng, sửa chữa van an tồn dễ dàng - Đĩa nổ khơng nên dùng cấu an toàn nổ, tồn lượng nạp bị tổn thất vào khí Để hạn chế tổn thất ga lạnh nên dùng đĩa nổ kết hợp với van an toàn cách lắp van an tồn lên phía đĩa nổ - Các van an tồn phía cao áp xả sang phía hạ áp với điều kiện khơng bị ảnh hưởng đối áp (áp suất phía hạ áp) phía hạ áp trang bị van an tồn để bảo vệ tất bình chứa phía hạ áp áp suất tăng mức 2.7.7 Năng suất xả Năng suất xả hệ số xả van an toàn thiết lập theo phép thử phù hợp với ISO 4126 a) Năng suất vả van an tồn 28 Trong cơng nghiệp lạnh, thường sử dụng bảng thơng số nhiệt động ga lạnh nhóm coi có tính chịu nén cao Kích thước van an tồn thường tính theo biểu thức bao gồm áp suất tới hạn dòng chảy: F min= m m = ψ K a √ p/v ψ K d √ pρ Trong F – Tiết diện nhỏ dịng chảy phía trước đế van, m2 m – Năng suất xả, kg/s ψ – Hàm số xả khí ψ= ( ) k +1 /(k−1 ) √ √( k = k k +1 √ k +1 ) (k+1)/(k−1) K d – Hệ số xả van Hệ số xả ISO 4126 chứng nhận đạt tương ứng 90% suất thử nghiệm thực tế p – Áp suất tuyệt đối khoang áp suất, Pa V – Thể tích riêng mơi chất khoang nén, m3/kg ρ – Mật độ môi chất khoang nén, kg/m3 k – Số mũ đoạn nhiệt môi chất khoang nén Năng suất danh định tính theo áp suất không cao 1,1 lần MOP Đối với số ga lạnh thông thường, hệ số k ψ cho đồ thị Khi sử dụng đơn vị thơng dụng hơn, phương trình là: F min= m √ RTZ C KdP Trong đó: R – Hằng số chất khí, J/kgK T – Nhiệt độ tuyệt đối, K Z – Hệ số chịu nén C – Hàm số dòng chảy 29 - Các đại lượng khác F min, m, K d , p giống biểu thức Tương ứng với bảng 3.1 suất danh định tính tốn theo áp suất khơng vượt q 1,1 lần áp suất vận hành tối đa Hệ số chịu nén Z hàm số dòng chảy C theo nhiệt độ bão hoà khoang áp suất số ga lạnh quan trọng Nhiệt độ bão hòa khoang áp suất, °C Hình 2.7.7-1 Số mũ đoạn nhiệt k hàm số xả khí ψ phụ thuộc nhiệt độ bão hòa ga lạnh quan trọng: N H 3; R11; 3.R12; R13; 5.R13B1; R22; R114; R500; R502; 30 10 Propan Nhiệt độ bão hịa khoang áp suất, °C Hình 2.7.7-2 Hàm số dòng chảy C hệ số chịu nén ga lạnh quan trọng N H 3; R11; 3.R12; R13; 5.R13B1; R22; R114; R500; R502; 10 Propan b) Năng suất vả nút chảy đĩa nổ Năng suất xả nút chảy đĩa nổ tính theo biểu thức, với giá trị K d khác tùy thuộc vào cách lắp đặt ống dẫn cấu an tồn bình áp lực : - Nếu ống dẫn qua tường lấy K d = 0,55 ; - Nếu xả phía lấy K d = 0,70 - Nếu giá trị K d cấu nhỏ giá trị trên, phải sử dụng giá trị nhỏ để tính tốn c) Hai nhiều dụng cụ an toàn 31 Hai nhiều dụng cụ an tồn mắc song song coi dụng cụ Hai van an toàn lắp song song van chuyển đổi, van phải có suất xả đủ lớn để bảo vệ bình d) Tổn thất áp suất đường cấp Tổn thất áp suất đường cấp vào van an tồn (kể van chuyển đổi) khơng vượt 3% MÓP, nghĩa áp suất cài đặt cho van an tồn, tương ứng dịng xả lớn e) Hiệu chỉnh suất xả ảnh hưởng đối áp Nếu đối áp vượt áp suất tới hạn, suất xả bị giảm Áp suất tới hạn Pth xác định theo biểu thức : Pth = p ( ) k +1 k/(k−1) Ngay trường hợp suất xả ngừng phụ thuộc vào đối áp mà độ nâng van khơng đổi phải sử dụng hệ số hiệu chỉnh để hiệu chinh suất bị giảm van Hệ số hiệu chỉnh suất ℋ tính sau: ℋ = ( ) P th = k +1 p k/(k−1) Hình 2.7.7-3 Hệ số hoàn chỉnh ℋ phụ thuộc vào nhiệt độ bão hòa khoang áp suất loại ga lạnh khác R12, 114, 500; R22; R11; N H 3; R502; R13B1; R13; Propan 32 2.7.8 Bố trí cửa xả - Cửa xả từ van an toàn nút chảy cần phải bố trí nơi khơng nguy hiểm cho người ga lạnh Ga lạnh khuếch tán vào khơng khí, cách xa nơi lấy gió tươi cho nhà phải xả vào lượng chất hấp thụ đủ lớn - Nếu lượng nạp ga lạnh nhóm nhỏ giới hạn cho phép loại phòng lạnh A, B, C D, ga lạnh khuếch tán vào phịng phải đảm bảo ga lỏng không dây vào người - Tất dụng cụ bảo vệ đường ống phải bọc bảo vệ chống lại tác động khí hậu - Cần phải có đường xả riêng cho phía cao áp hạ áp trừ thiết kế với suất xả tổng 2.7.9 Xả áp khẩn cấp tay Có thể xả áp khẩn cấp tay có hoả hoạn, cháy, nổ nếu: - Điểm nối đường xá nằm phía mực chất lỏng - Van xả phải đặt hộp bảo vệ có khố chìa khố lấy đập vỡ kính bảo vệ tình trạng khẩn cấp - Đường xả cần thiết kế đủ suất yêu cầu Việc bố trí cửa xả đường xả phải đáp ứng 2.8 Thiết bị điện Việc thiết kế, chế tạo, lắp đặt thử nghiệm vận hành thiết bị điện phải phù hợp tiêu chuẩn IEC 335 – – 24, -34 -40 2.8.1 Quy định chung a) Đường điện nguồn - Đường cấp điện nguồn cho hệ thống lạnh cần bố trí cho ngắt độc lập với điện nguồn cấp cho thiết bị khác nói chung, đặc biệt hệ thống chiếu sáng thơng gió 33 b) Đường điện nhánh - Thơng gió khí Theo u cầu an tồn quạt thơng gió cho phịng máy lạnh phải bố trí đường điện cho đóng ngắt phía bên bên ngồi phịng - Chiếu sáng thơng dụng Các thiết bị chiếu sáng liên tục cần lựa chọn để lắp đặt cho phòng máy lạnh cung cấp đủ sáng cho cơng tác vận hành an tồn - Chiếu sáng khẩn cấp Cần có thiết bị hệ thống chiếu sáng liên tục xách tay đầy đủ để vận hành sơ tán người hỏng hệ thống chiếu sáng thông dụng - Hệ thống báo động Cần có hệ thống báo động rò rỉ ga lạnh với nguồn điện độc lập (ví dụ ắc quy) lắp đặt theo IEC 335 – – 24 2.8.2 Quy định đặc biệt a) Ngưng tụ nước Ở nơi ngưng tụ nước, ẩm có khả tiếp xúc với khí cụ điện, cần lựa chọn sử dụng khí cụ thích hợp với nơi ẩm ướt b) Ga lạnh dễ cháy Một số ga lạnh nhóm tồn thể ga lạnh nhóm dễ cháy Khi lượng nạp hệ thống vượt 2,5 kg nhóm 25 kg nhóm (trừ NH 3) thiết bị điện buồng có lắp phận hệ thống phải tuân thủ yêu cầu khu vực nguy hiểm c) Amoniac (NH3 - R717) Các hệ thống nạp amoniac phải tuân thủ u cầu sau: - Phải có cơng tắc để ngắt tất mạch điện vào phòng (trừ mạch điện báo động điện áp thấp) Các cơng tắc phải kiểu kín phải lắp ngồi phịng máy Các cơng tắc tự động phải tác động ngắt mạch đầu dò ga lạnh 34 - Có thể sử dụng cơng tắc điều khiển tay đặt buồng máy với điều kiện người vận hành phải có mặt thường xuyên sẵn sàng tư điều khiển công tắc - Buồng máy phải trang bị hệ thống quạt thơng gió chun dùng Hệ thống phải có lưu lượng khơng nhỏ quy định Hệ thống thơng gió hoạt động nhờ đầu dò ga Động quạt phụ kiện điện kèm phải loại hồn tồn kín, khơng phải lắp ngồi phịng Đối với buồng máy mà người vận hành thường xuyên có mặt, cho phép thay đầu dị ga cơng tắc đóng mở tay cơng tắc phải lắp đặt bên ngồi phịng máy - Hệ thống quạt thơng gió phải có thiết bị báo hỏng để sửa chữa kịp thời d) Ga lạnh nhóm khống cháy - Các loại ga lạnh khơng cháy khơng có u cầu đặc biệt khác Amoniac khơng u cầu đặc biệt khác ngồi buồng máy 2.8.3 Đầu dò ga lạnh - Đầu dò ga lạnh quy định phải tác động nồng độ không vượt 25% giới hạn gây nổ - Nồng độ ga lạnh buồng máy phải kiểm tra nhiều điểm buồng máy - Khi xuất nồng độ vượt giới hạn cho trước, đầu ga phải tác động để tiến hành ứng cầu khẩn cấp 35 CHƯƠNG III BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA VÀ KHẮC PHỤC SỰ CỐ HỆ THỐNG LẠNH 3.1 Các cố thường gặp nguyên nhân - Mô tơ máy nén khơng quay: Mơ tơ có cố, dây đai căng, tải lớn điện thấp, đứt cầu chì, cơng tắc hỏng, đứt dây điện -Áp suất đẩy cao: Thiếu nước giải nhiệt, nạp nhiều ga, nước giải nhiệt phân bố không - Áp suất đẩy thấp: Ống dịch hay ống hút bị nghẽn, thiếu mơi chất lạnh, ga xì van hút van đẩy - Áp suất hút cao: Van tiết lưu mở to, phụ tải nhiệt lớn - Áp suất hút thấp: Thiếu môi chất lạnh, van tiết lưu nhỏ mở nhỏ, dầu đọng dàn lạnh - Có tiếng lạ phát từ máy nén: Ngập dịch, ngập dầu, có vật rơi vào xi lanh piston, van xả hút hỏng - Carte bị nhiệt: Tỷ số nén Pk cao, phụ tải nhiệt lớn, đệm kín hỏng, giải nhiệt dầu hỏng - Dầu tiêu thụ nhiều: Dầu cháy nhiệt độ cao, hệ thống tách dầu thu hồi dầu - Nhiệt độ buồng lạnh không đạt: Công suất lạnh thiếu, cách nhiệt buồng lạnh không tốt, ga xì, giải nhiệt cao kém, phụ tải lớn, vận hành phía dàn lạnh khơng tốt - Các trục trặc thường gặp máy nén: Dầu rỉ đệm kín, âm kêu to, chấn động máy nén lớn, máy làm việc nóng, khâu chuyển động trục trặc, bị vỡ đông đá 3.2 Bảo dưỡng khắc phục cố - Bảo dưỡng máy nén: + Kiểm tra độ kín tình trạng van xả van hút máy nén + Kiểm tra bên máy nén, tình trạng dầu, chi tiết máy có bị hoen rỉ, lau chùi chi tiết 36 + Lau chùi vệ sinh lọc hút máy nén + Kiểm tra hệ thống nước giải nhiệt + Vệ sinh bên mô tơ - Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ: + Vệ sinh bề mặt trao đổi nhiệt + Xả dầu tích tụ bên thiết bị + Bảo dưỡng cân chỉnh bơm quạt giải nhiệt + Xả khí khơng ngưng thiết bị ngưng tụ + Vệ sinh bể nước, xả cặn + Kiểm tra thay vòi phun nước, chắn nước + Sơn sửa bên + Sửa chữa thay thiết bị điện - Bảo dưỡng bình ngưng: + Vệ sinh tháp giải nhiệt, thay nước + Xả dầu + Định kỳ xả air cặn bẩn + Xả khí khơng ngưng bình ngưng + Bảo dưỡng bơm tháp giải nhiệt - Bảo dưỡng dàn ngưng tụ bay - Dàn ngưng kiểu tưới - Bảo dưỡng dàn ngưng tụ khơng khí - Bảo dưỡng thiết bị bay - Bảo dưỡng bơm, quạt 37 KẾT LUẬN Trong suốt thời gian tìm tịi làm đề tài Nhóm chúng em học hỏi thu nhận số kiến thức cho riêng mình, tích lũy cho riêng thân cách thức, kinh nghiệm làm tiểu luận môn học sau ngành Hiểu tầm quan trọng kỹ thuật lạnh kinh tế quốc dân Có kiến thức an tồn hệ thống lạnh biết cách điều chỉnh, sửa chữa hệ thống lạnh phù hợp với yêu cầu kỹ thuật mục đích sử dụng biết cách trau dồi kiến thức chuyên môn cho sau cách thức làm việc tương lai Xin gửi lời cảm ơn đến thầy Phùng Anh Xuân đưa đề tài giúp nhóm em có thêm hội để học thêm nhiều kiến thức mà thân chưa có Xin chân thành cảm ơn đến thầy! 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi Kỹ thuật an toàn hệ thống lạnh NXB Giáo dục, 2007 [2] Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tuỳ Môi chất lạnh NXB Giáo dục, 1994 [3] PSG.TS Đinh Văn Thuận – TS Võ Chí Chính Hệ thống máy thiết bị lạnh NXBKH&GD, 2004 [4] Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tuỳ Máy thiết bị lạnh NXB Giáo dục, 2009 [5] Nguyễn Đức Lợi – Vũ Diễm Hương – Nguyễn Khắc Xương Vật liệu kỹ thuật nhiệt lạnh NXB Bách khoa Hà Nội, 2008 [6] Hồng Kim Cơ Tính tốn kỹ thuật nhiệt luyện kim NXB Giáo dục, 2001 ... ngành kỹ thuật vô quan trọng, thiếu đời sống kỹ thuật tất nước Trong an tồn kỹ thuật lạnh việc thiếu chuyên ngành lạnh trang bị kiến thức cần thiết đảm bảo an toàn cho người thiết bị trình thiết kế, ... TRONG AN TOÀN LẠNH Kỹ thuật an tồn hệ thống lạnh địi hỏi thiết kế, chế tạo, vật liệu, thử kín, thử áp lực, thiết bị an tồn, cơng tác lắp đặt vận hành, bảo dưỡng sửa chữa, nhằm đảm bảo cho an toàn. .. loại 11 CHƯƠNG II AN TOÀN CHO THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ 2.1 Các yêu cầu áp suất Áp suất đề cập chương áp suất dư (áp suất dọc áp kế) Các thiết bị lạnh thử bền riêng lẻ thiết bị, sau theo cụm