Энергосберегающие хладоносители: надежность в эксплуатации, экологичность, утилизация и регенерация

Энергосберегающие хладоносители:
надежность в эксплуатации,
экологичность,
утилизация и регенерация
Галкин Михаил Леонидович,
технический директор, почетный химик,
д.т.н., академик МАХ
Спектропласт Москва, Россия, тел. (495) 966-08-09, e-mail: info@splast.ru
Таблица 1. Сравнительные оценки опасностей хладоносителей
Температурный
интервал
эксплуатации, °С
до + 2
Основа хладоносителя
Органолептика
Вода
СП-В
5
5
5
5
2
5
4
4
5
5
3
3
ХНТ-СНВ
2
4
5
5
1
5
5
5
4
3
4
4
3
3
3
4
–20 ÷ –40
+2 ÷ –20
Этиленгликоль
Спирты
Пропиленгликоль
Этиловый спирт
Тосол; Термосол;
Hot Blood; Dowtherm SR-1
ХНТ-40; Pekasol L; Dowcal N;
Ambitrol NTF
Экофрост
Глицерин
ХНТ-НВ
Экономичность
Спирты
Пропиленгликоль
Эфиры
Этилкарбитол
Экосол
3
3
3
3
CaCl2, NaCl, MgCl2,
Бишофит
Хлориды, рассолы
2
5
4
5
Карбонат калия
Асол-К
5
5
5
4
4
4
5
5
3
Неорганические соли
Ацетат калия
Ацетат калия
+ формиат калия
Арктика; Pekasol 2000; Нордвей
4
3
3
Freezium
3
5
4
3
Дифенил, дифенилоксид
Dowtherm A, Dowtherm HT
4
4
2
3
Кремнийорганические
Syltherm 800, Syltherm XLT, Syltherm
HF
5
4
2
1
Нитраты, сульфаты
Органические
соли
до –100
Пожаро- Тепловзрыво- физиопасческие
ность свойства
Название
хладоносителя
Безводные
Вязкость
Таблица 2 . Теплофизические свойства хладоносителей с
температурой начала кристаллообразования минус 40 оС.
Динамическая вязкость, мПа•с
Название
хладоносителя
-40˚С
-20˚С
0˚С
ХНТ-40
950
110
23
ХНТ-НВ-40
190
43
10
ХНТ-СНВ-40
36
12
6
Тосол ОЖ-40
100
25
9
Ацетат Калия
65
16
6
Формиат Калия
20
8
4,5
Москва, тел. (495) 966-08-09, e-mail: info@splast.ru
Влияние коррозионных процессов учтено при оценке энергоэффективности СХ с ВК
через среднюю стоимость удельных затрат на отведение СХ с ВК теплоты (S):
где Рк – затраты на потребленную компрессорами ХС электроэнергию; Рn– затраты на
потребленную циркуляционными насосами ВКСХ электроэнергию; Мr – затраты на
ремонт хладоносителя, ХС и ВК; Мс - непредвиденные затраты, связанные с работой ХС
с ВК; Mр - расходы на обслуживающий персонал.
где Se – цена потребленной насосом электроэнергии; GV – объемный расход
хладоносителя; H – напор насоса; ρ – плотность хладоносителя; ηn – коэффициент полезного
действия насоса; g - ускорение свободного падения.
Расчет влияния вязкости хладоносителей на потребленную насосами мощность
учитывали при расчете требуемого напора по формуле:
, где
4
Водный раствор пропиленгликоля
Рабочий
Выдержанный 200 часов
Москва, тел. (495) 966-08-09, e-mail: info@splast.ru
Спектропласт Москва, Россия, тел. (495) 966-08-09, e-mail: info@splast.ru
Язвенная коррозия в системе
Спектропласт Москва, Россия, тел. (495) 966-08-09, e-mail: info@splast.ru
Для восстановления системы
необходимы:
1. Механическая фильтрация с доведением содержания
общего железа в хладоносителе до 300 мг/л ;
2. Введение коагулянтов и снижение продуктов коррозии
менее 100 мг/л ;
3. Механическая и химическая очистка оборудования от
продуктов коррозии; пассивирование поверхности;
4. Снижение коррозионного воздействия хладоносителя на
медь, латунь, сталь, чугун, алюминий ниже 0,1 г/м2 в
сутки (в соответствии ГОСТ 28084-89) путем введения
концентратов противокоррозионных добавок .
В совокупности вышеперечисленные мероприятия восстанавливают
эффективность теплообмена системы до 95% проектной и сохраняет 100%
технологического оборудования
Москва, Россия, тел. (495) 966-08-09, e-mail: info@splast.ru
Регенерация хладоносителя
Мониторинг состояния
хладоносителя и контура
Исследование Исследование Исследование
химического коррозионной физических
состава
агрессивности свойств
Контроль
концентрации ионов,
дисперсных частиц,
посторонних примесей
Разработка комплекса
добавок для восстановления
теплообменных и гидродинамических характеристик
вторичного контура
Регулирование
температуры
замерзания,
вязкости,
пенообразования
Восстановление рабочих характеристик хладоносителя
Анализ динамики состава и свойств хладоносителя на основе
пропиленгликоля, объем 140м3, холодопроизводительность 1 МВт
Наименование
показателя
Методы
исследования
Пропиленгликоль,
%
Фактические измерения показателей
Даты отбора проб из общего контура
08.06.05
20.07.05
27.06.06
30.09.07
10.11.08
22.05.09
29.03.10
Газовая
хроматография
35
39
35
38
35
35
33
tначала крист., ºС
Термометрия
-17
-20
-17
-18
-16
-16
-15
Плотность, г/см3
Денсиметрия
1,030
1,034
1,033
1,029
Индекс рефракции,
nd20
Рефрактометрия
1,372
1,3728
1,3728
1,3720
1,3714
Ингибитор КПГ-ПК,
%
Жидкостная и
тонкослойная
хроматография
4,52
4,26
2,99
1,8
3,3
3,1
2,3
рН
Ионометрия
8,2
7,2
7,8
8,1
8,9
8,3
8,5
Углеводы, г/л
Спектрофотометри
я по ГОСТ 26176-91
0,45
9,0
30
6,8
Железо (Fe2+
+Fe3+)*, мг/л
Никель (Ni2+)**, мг/л
Хлориды (Cl-), мг/л
Сульфаты(SО42),
мг/л
Атомная
адсорбционная
спектрометрия
Атомная
адсорбционная
спектрометрия
Титритметрия
по ПНД Ф
14.1:2.4.96-97
Гравиметрия
по ПНД Ф 14.1:2.24007
72
88
81
79,0
30,68
8,6
46,21
250
1,3
3,8
1,58
2,49
2,9
3,76
70
137,7
103,5
158
125
146
195
265
185
338
345
132
385
360
11