速凍隧道技術(shù)文件2

1、自動速凍隧道技術(shù)文件煙臺市奧威制冷設(shè)備有限公司自動速凍隧道介紹一、設(shè)計生產(chǎn)能力：外型尺寸：45.6米8.62米5.9米，聚氨脂庫板厚度200mm，內(nèi)部貨架101個，每個貨架擺貨10層，層高240mm,每層擺貨8盤（盤，630mm440mm120mm）按每盤貨重16計算，庫體內(nèi)存貨量為129T。設(shè)計凍結(jié)時間為8小時，即每小時出入貨量為13T，平均速度為816盤h。二、自動速凍隧道特點：1、 全自動運行，全部設(shè)備皆在數(shù)控編程PLC,伺服控制下自動運行。2、 采用下進貨、上出貨方式，更利于庫內(nèi)冷熱空氣交換。3、 進出貨全部由傳送帶和液壓裝置來完成，無須人員操作。4、 蒸發(fā)器熱氨、水除霜分區(qū)沖霜，大大

2、的提高了速凍效率，最終保證庫溫恒定。三、自動速凍隧道運行原理：1、 分割肉食品在托盤內(nèi)，通過傳送帶自動傳送到隧道內(nèi)，裝盤推送裝置自動將托盤推到貨架上，如果貨架上有凍結(jié)完畢的貨物，出盤推送裝置同時將凍結(jié)完畢的貨物推到出料傳送帶上輸送至包裝區(qū)。2、 貨架裝滿待凍貨物后，進料液壓裝置（1）推動貨架向隧道內(nèi)凍結(jié)貨物區(qū)，同時將隧道內(nèi)另一端貨架推行至升降裝置（2）上，由升降裝置（2）將貨架提升至上一層貨物凍結(jié)區(qū)高度。3、 另一套液壓裝置（2）推動貨架進入上層凍結(jié)區(qū)，向貨物進口方向前進，同時將需出貨貨架推送至進貨端提升裝置（1）上。4、 提升裝置（1）分級降落，每降落一層貨架，該層貨物就被出盤（箱）推送裝置

3、推到出貨傳送帶，同時進貨裝盤裝置則將進貨傳送帶上的貨物推到該貨架上的空貨架層上。5、 當(dāng)該貨架每層的貨物全部出貨，空貨架每層又被裝滿貨物后，液壓裝置（1）自動推動貨架向隧道內(nèi)前進，開始下一輪貨物的凍結(jié)循環(huán)。貨物沿運行方向不斷移動，每一貨架在設(shè)定的時間內(nèi)通過隧道的整個行程，如此做往返循環(huán)工作，貨物在隧道內(nèi)連續(xù)不斷地移動，肉類食品凍結(jié)均勻。結(jié)構(gòu)示意圖如下： 自動速凍隧道是一次小量入貨，隧道內(nèi)不會出現(xiàn)短時間大熱量的現(xiàn)象，溫度波動很小,庫內(nèi)溫度始終恒定在設(shè)定的溫度，進來的貨物能夠快速在表面形成冰膜，有效阻止了肉類食品的干耗。制冷部分配置第一部份：設(shè)計依據(jù)1、建設(shè)規(guī)模：本設(shè)備為組合式速凍裝置，建筑尺寸為

4、45.6米8.62米5.9米，速凍存貨量為129噸，凍結(jié)物為雞產(chǎn)品，810小時出貨，按8小時計算，每小時速凍量為13噸。2、設(shè)計參數(shù)： （1）室外計算溫度：車間內(nèi)空調(diào)溫度15（2）設(shè)計庫內(nèi)溫度：-35,蒸發(fā)溫度：-42（3）食品入貨溫度：15（4）食品出貨溫度：-15第二部分：末端制冷設(shè)備配置制冷劑：R717（氨） 一、耗冷量計算 設(shè)備耗冷量包括貨物熱量、圍護結(jié)構(gòu)傳熱量、電機耗冷量、操作耗冷量等，還包括出入貨帶來的室內(nèi)外空氣流通耗冷量。1、 圍護結(jié)構(gòu)熱量Q1：速凍隧道采用200mm厚聚氨酯夾芯板，地面保溫采用200厚聚氨酯噴涂，則Q1=KF（T0 T1）式中：K庫體材料傳熱系數(shù)W/ C.m2F

5、冷庫外表面積（m2）；T0T1環(huán)境溫度與庫溫的溫差（），按車間15計算。 經(jīng)計算，考慮一定安全系數(shù)，200厚聚氨酯夾芯板和地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)全部取0.13 W/ C.m2總圍護結(jié)構(gòu)外墻及地面面積約1384平米。耗冷量為Q1=0.131426（15 +35）=9269w，按10KW計算2、貨物熱量Q2:貨物熱量包括食品本身熱量和包裝物熱量。1) 食品熱量：入貨溫度15，食品焓值為280.7 kj/kg 出貨溫度-15，食品焓值為4.6 kj/kg可計算出貨物熱量為：13000（280.7-4.6）3600997KW2) 包裝物熱量：貨物包裝材料和運載工具重量系數(shù)取0.3（鐵皮類），每小時入包裝箱重量大

6、約130.3=3.9噸。比熱容取0.42kj/kg(鐵皮類),溫差取50耗冷量為39000.4250360023Kw。庫內(nèi)框架及圍護結(jié)構(gòu)因提前降溫不考慮耗冷量。本項小計Q2=1020Kw3、電機運轉(zhuǎn)熱量Q3：一套風(fēng)冷式速凍裝置，要想達到理想的速凍能力，必須有比較好的冷空氣與貨物的換熱效率和冷空氣與翅片管蒸發(fā)器之間良好的熱交換。按速凍間通常設(shè)計，冷風(fēng)風(fēng)速無貨物時達到1.52m/s才能更好的進行熱交換，而蒸發(fā)器截面風(fēng)速要大于3m/s以上換熱效率更高，考慮風(fēng)量損失，庫內(nèi)風(fēng)量配置以2m/s無貨物截面風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)。庫體內(nèi)部分為上下兩個區(qū)域，每個區(qū)域用于貨物冷凍截面積為37.3米2.8米，約104平米，則配

7、風(fēng)量為10423600=748800m3/h。在此截面上均配48臺軸流風(fēng)機，則每臺軸流風(fēng)機風(fēng)量應(yīng)大于15600 m3/h。為既保證冷風(fēng)能夠在貨物之間良好的熱交換，又使風(fēng)機功率不至于過大浪費電力增加熱負(fù)荷，根據(jù)速凍裝置內(nèi)設(shè)備布置及貨物擺放方式，軸流風(fēng)機風(fēng)壓以200Pa左右為宜。選擇克萊特菲爾的JZL/SD6.3型軸流風(fēng)機，每臺標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量16500m3/h，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓195Pa，額定功率1.5KW，48臺共792000m3/h風(fēng)量，符合風(fēng)量要求。上下兩個區(qū)域共需要軸流風(fēng)機96臺，總功率144KW。這樣，軸流風(fēng)機耗冷量為144KW，加上提升電機、油泵電機和輸送電機功率約35KW，電機耗冷量Q3=179K

8、W。通過13項計算得知，圍護結(jié)構(gòu)、貨物、通風(fēng)換氣、電機耗冷量總共為10+1020+179=1209KW，即速凍隧道理論總耗冷量為1209KW。實際上，裝置運行還存在著其他未計算的冷量損失，比如出入貨空氣交換、傳送帶進出庫體等，還要考慮貨物溫度可能高于設(shè)計溫度、年長日久庫體保溫性能的下降等因素的影響，則耗冷量配置加上15%安全系數(shù)，為1390KW。二、冷風(fēng)機蒸發(fā)器選型：因為鋼質(zhì)材料蒸發(fā)器強度明顯高于其他材料的蒸發(fā)器，安全性較好，而熱浸鋅處理后的蒸發(fā)器防腐性能大大提高，所以本裝置配置鋼管鋼片翅片式熱浸鋅冷風(fēng)機，經(jīng)試驗室檢測其換熱系數(shù)為12.7w/.（國家規(guī)范數(shù)值為12 w/.）。蒸發(fā)溫度取-42，

9、庫內(nèi)溫度按-35計算，溫差7，則總蒸發(fā)面積F=1000Q/KT=1000139012.77=15636根據(jù)庫體設(shè)備及貨物擺放情況，為保證空間布置合理高效，共設(shè)計32臺冷風(fēng)機蒸發(fā)器，則每臺蒸發(fā)器設(shè)計蒸發(fā)面積約為488.6平米，實際配置蒸發(fā)面積為500平米/臺，共16000平米。本配置已經(jīng)考慮霜層系數(shù)等影響。第三部分：庫內(nèi)布風(fēng)設(shè)計庫內(nèi)布風(fēng)是否合理直接關(guān)系到速凍速度和速凍均勻度。根據(jù)速凍裝置特點，采取蒸發(fā)器錯開布置，風(fēng)機分體安裝的方法，力求布風(fēng)均勻合理，如下圖所示：以裝置上部區(qū)域為例，布風(fēng)流程為下層軸流風(fēng)機抽取貨架中較高溫度的空氣，送至上層蒸發(fā)器降溫，冷風(fēng)沿上面部分貨架方向流動，與貨物之間發(fā)生熱交換

10、，溫度升高后被上層軸流風(fēng)機吸入，送至下層蒸發(fā)器降溫，降溫后的冷風(fēng)沿下層部分貨架流動，與貨物發(fā)生熱交換后溫度升高，被下層軸流風(fēng)機吸入，完成一個冷風(fēng)循環(huán)。另外，裝置進出貨方式為下部區(qū)域進貨上部區(qū)域出貨。因為貨物進入速凍裝置初始溫度很高，熱交換劇烈，極易可能造成進貨區(qū)溫度明顯高于出貨區(qū)，傳統(tǒng)的上進貨下出貨方式則起到了推波助瀾的作用，上部進貨溫度高，需要大量熱負(fù)荷，空間限制又不可能增加很多蒸發(fā)面積，下部出貨區(qū)域需要熱負(fù)荷較少，溫度明顯低于上部區(qū)域，但是因為冷空氣不可能上升到上部進貨區(qū)域，造成部分冷量浪費。我們改為下進貨上出貨方式，正可以利用上部區(qū)域的冷空氣自然下行的特點，對進貨區(qū)域進行冷量補充，使布風(fēng)

11、更合理，溫度場更均勻。第四部分：裝置沖霜設(shè)置本速凍裝置蒸發(fā)器較多，空間有限，如果采用一次性全部停運沖霜，勢必造成庫體內(nèi)短時間溫度升高，影響裝置速凍速度和產(chǎn)品質(zhì)量，所以宜采用分區(qū)沖霜方式，裝置并不全部停止運行，保持庫內(nèi)溫度相對穩(wěn)定。速凍裝置制冷系統(tǒng)比較合理的管路設(shè)計是設(shè)置8路供液回氣管路，這樣蒸發(fā)器沖霜按區(qū)域分為8個區(qū)域，上下各4個，如圖所示：制冷管路設(shè)計為ABCD 4個區(qū)域，各設(shè)置一路供液回氣管路，熱氨融霜時流程如下：A區(qū)4臺蒸發(fā)器融霜時，AB兩區(qū)軸流風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)，A區(qū)熱氨融霜結(jié)束，轉(zhuǎn)入B區(qū)熱氨融霜，也可以AB兩區(qū)同時熱氨融霜，兩區(qū)融霜結(jié)束后轉(zhuǎn)入運行狀態(tài)，間隔一段時間后轉(zhuǎn)入CD兩區(qū)熱氨融霜。進

12、貨區(qū)域和出貨區(qū)域都采用這種方法。要特別注意的是，每一路制冷管路末端蒸發(fā)器都要在一個平面上，蒸發(fā)器高度不同極易造成熱氨融霜不均勻。如果采用水沖霜，同樣A區(qū)4臺蒸發(fā)器沖霜時，AB兩區(qū)蒸發(fā)器都要停止運行，A區(qū)沖霜完畢轉(zhuǎn)入B區(qū)沖霜，全部完畢后經(jīng)一定滴水時間轉(zhuǎn)入正常運行，間隔一段時間轉(zhuǎn)入CD兩區(qū)沖霜。如果水量充足，也可以兩個區(qū)域同時沖霜。供液回氣管路設(shè)計路數(shù)越多，沖霜區(qū)域設(shè)置越多，庫內(nèi)溫度越穩(wěn)定。第五部分：地坪防凍問題本速凍裝置可能長期運行，雖然地面保溫可以加厚，但是天長日久冷量傳遞，如果地坪防凍設(shè)施設(shè)計不合理，極易可能造成地坪凍鼓。地坪防凍可通常有兩個途徑解決：一是采用地坪加熱設(shè)施，可以利用電加熱方法

13、，也可以采用熱油管加熱，熱油管加熱可以將機房內(nèi)增加排氣熱回收裝置，回收的熱量通過換熱器將導(dǎo)熱油溫度升高，通過輸送泵打入速凍裝置地下預(yù)埋的加熱盤管中為地坪加熱。這種方法有著不可克服的缺點，就是電加熱損壞后無法維修，即使采用熱油管加熱也有管道從外部腐蝕、管道內(nèi)污物堵塞等不可維修的問題，熱回收換熱器也有堵塞和結(jié)垢的弊病，所以我們不推薦地坪加熱的方法。二是傳統(tǒng)的地坪通風(fēng)方法，我們認(rèn)為也是比較合理的。廠區(qū)布置速凍裝置靠近冷藏庫，冷藏庫地面肯定采用了地坪通風(fēng)方法，可以連通利用，冷庫通風(fēng)管合理的布局應(yīng)該是南北通透型自然通風(fēng)型，與速凍區(qū)域發(fā)生關(guān)系的可能性不大，所以建議采用機械強制通風(fēng)方法。電器部分配置1. 控

14、制元件選型1） 可編程控制器采用德國西門子作為主控元件，完成系統(tǒng)控制任務(wù)；選用北京昆侖通態(tài)嵌入式一體化工控機作為人機界面，進行人機數(shù)據(jù)交換。2） 控制系統(tǒng)的低壓電氣，選用瑞士ABB；中間繼電器采用日本歐姆龍產(chǎn)品。3） 伺服電機及控制器采用德國SEW。4） 傳感器采用士研電器（臺灣）。2. 控制方案先進的伺服控制技術(shù)，可以實現(xiàn)貨架的準(zhǔn)確定位；變頻器驅(qū)動傳送帶實現(xiàn)軟起軟停，延長電機的壽命；每個動作點均有兩只傳感器并聯(lián)組成，做到一備一用，確保動作連貫性；HMI界面友好，易操控，實時溫度、報警，歷史數(shù)據(jù)追溯方便查找；程序內(nèi)置多種控制模式，便于在正常的速凍、倒庫切換以及維修時的單獨控制。設(shè)備安全運行措施

15、設(shè)備安全操作是日常生產(chǎn)中特別需要注意的事情，制冷及電氣操作要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行，否則容易發(fā)生安全事故。在電器設(shè)計中，我們已經(jīng)考慮了周全的安全保護元件和程序，遇到不正常狀況自動保護，但是制冷系統(tǒng)完全依靠操作工人安全操作，大部分氨制冷系統(tǒng)只有壓力保護、液位保護等，對于末端設(shè)備僅有低壓循環(huán)桶上的安全閥進行低壓力保護，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足的。我們經(jīng)?？梢砸姷侥┒酥评湓O(shè)備或者管道不正常爆裂現(xiàn)象，這種事故一旦發(fā)生就可能造成巨大人員和財產(chǎn)損失，已經(jīng)有很多令人心寒的案例了。我們知道，制冷設(shè)備出廠全部經(jīng)過高于運行壓力很多的壓力測試，制冷管道也經(jīng)過壓力試驗，正常工作壓力是不可能造成管道設(shè)備爆裂的，產(chǎn)生這種非正常爆裂需要

16、非常高的壓力，這些壓力的產(chǎn)生途徑并非制冷劑氣體壓縮能夠完成的，只有液體無空間膨脹才能產(chǎn)生。如果系統(tǒng)運行時按照正常操作規(guī)程操作的一般不會出現(xiàn)安全事故，但是在實際操作中，很多情況不盡如人意，違反操作規(guī)程現(xiàn)象比比皆是，典型表現(xiàn)為系統(tǒng)沒有做抽氨處理或者抽氨時間不足就關(guān)閉系統(tǒng)閥門，一旦系統(tǒng)中充滿氨液，溫度上升后缺少膨脹空間，很容易將系統(tǒng)內(nèi)管道或者設(shè)備漲爆，造成重大損失。為杜絕這種現(xiàn)象發(fā)生，我們建議在氨制冷系統(tǒng)中，所有回氣調(diào)節(jié)站支管都要安裝安全閥保護系統(tǒng)，特別是車間用低溫氨制冷設(shè)備更要注意，以減少氨液泄露危害的發(fā)生。相關(guān)產(chǎn)品說明書按此規(guī)定修改改進方法如下：如圖所示，在系統(tǒng)回氣調(diào)節(jié)站操作閥門與蒸發(fā)器之間管路上加裝安全閥，安全