氨制冷系统是如何实现自动化

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氨制冷不论是单级压缩还是双级压缩系统，要完全彻底地实现自动化，它有一个很重要前提，那就是把传统的制冷工艺进行科学地简化和必要改进。

只有这样，实现自动化才能更容易、更安全、更可靠。

在这里，我介绍一下某肉类加工厂制冷系统是如何实现自动化的。

该加工厂是一家中外合资搞牛羊屠宰及牛羊肉深加工企业。

于1986年进行制冷系统安装、调试，1987年正式投产，其排酸库容量为300T，结冻库容量为30T，储藏库容量为500T。

其系统为配组式双级压缩制冷系统（二次节流），完全自动化控制。

平常一人定时巡视即可，如有故障会自动报警，安全运转了二十多年，未发生过任何事故，图1和图3是该制冷系统简图（氨油分离器、空气分离器、安全阀等省略）仅供参考。

图1所示，五台制冷压缩机均为烟台冷冻机厂（现冰轮）产品，制冷系统结构简单紧凑，高压储液桶及排液桶被取消，由冷凝器1冷凝下来的液氨通过浮球式节流阀4进行第一次节流进入中冷器2储存。

而低压循环桶3液面低于液面控制器9时，该控制器将电磁供液阀5打开，中冷器中的液体经过电磁供液阀5进行二次节流进入低压循环桶3，反之液面控制器9将电磁供液阀5关闭，保障了低压循环桶3有稳定的液面。

当中冷器液面高于液位报警器7时，该报警器将整个系统压缩机关闭，并把氨泵及冷库制冷强制打开，同时发出报警和信号。

当低压循环桶液面高于液位报警器8时，该报警器将低压系统压缩机及供液电磁阀
5关闭，并把低压系统氨泵及冷库制冷强制打开，同时发出报警和信号。

上网查阅《一种氨制冷系统介绍》该文章对整个制冷系统工作过程有详细介绍，在此不在过多阐述。

一制冷压缩机的自动开启和自动停机
五台制冷压缩机均设有电机过流保护、两个高压（排气）保护、一个低压（吸气）保护、油压压差保护和排气温度过高保护。

启动方式为星形转三角形，高压级压缩机功率调节为三档，即：33%、66%、100%。

低压级压缩机功率调节为二档，即：50%、100%。

任何一台制冷压缩机的启动，缸盖冷却水水泵都会自动开启，如有故障会自动转为备用泵。

为了便于维修，各台压缩机、各台循环水泵、各台缸盖冷却水泵以及各台氨泵均有二种开启模式，手动模式和自动模式。

均设有选择开关：手动←0→自动。

a 高压级制冷系统（－10°C）压缩机自动开启和停机
高压级系统共有三台6AW—12·5制冷压缩机，功率为75KW，开机顺序通过选择开关进行选择，分别为：1—2—3、2—3—1、3—1—2.。

在制冷压缩机吸气总管道上装有一个压力控制器通过它来控制该系统蒸发压力，由于冷库的运转等，系统内压力会增高，当压力达到设定值上限时，压力控制器开始通过一个脉冲继电器启动第一台压缩机，压缩机并在星形转为三角的同时，打开第一级能量(33%)电磁（断电）阀，当脉冲继电器第一次脉冲45秒（10—60秒可调）后，再次脉冲打开第二级能量（66%）电磁（断电）阀，45秒钟后，打开第三级能量（100%）电磁阀，系统压力仍处于设定值上限时，45秒种后打开第二台压缩机……。

由于压缩机的运转，系统内压力下降，
当压力降为设定值时，压力控制器将给脉冲继电器断电，停止脉冲，所启动的压缩机继续运转。

当压力下降为设定值下限时，压力控制器再通过另一个脉冲继电器进行脉冲，与开机过程反向进行缷载，同样间隔45秒逐步进行卸载、停机……使压力回到设定值，而压缩机处于最低负荷运转，甚至全部停机，起到了节能作用。

图2为该选择开关电器控制图（局部）
b 低压级制冷系统（—43°C）压缩机自动开启和停机
低压级系统共有二台8AS12·5制冷压缩机，功率为45KW,开车顺序分别为：1—2和2—1。

由于该系统在运行过程将有二种工作状况，一是结冻（—43°C）工况，二是冷藏（—30°C）工况。

平常系统为冷藏工况，一旦某结冻库需要工作的话，它会自动转为结冻工况，结冻库工作（时间继电器控制）完结后再自动回到原来工况。

而这二种工况分别各有一个压力控制器安装在该系统吸气总管道上，来完成制冷压缩机自动开机和停机，其开启和停机过程与高压级压缩机的开启和停机过程相同。

二. 蒸发式冷凝器循环水泵及风机的自动开启和关闭
共有二台水泵其中一台为备用，通过选择开关进行选择，当运转水泵发生故障会自动转换备用泵开启并发出警报。

蒸发式冷凝器共有三台风机。

它们的开启和关闭是由冷凝压力的大小来控制，同样由安装在排气管道上的一个压力控制器并通过脉冲继电器进行脉冲来完成，保证了冷凝压力恒定。

为了充分地利用冷空气，通过一个安装于室外的温度控制器来自动完成冬季和夏季的工作状况转换，夏季和冬季它们开启顺序是相反的。

夏季开启顺序是：水泵→一台风机→二台风机→三台风机。

冬季开启顺序是：一台风机→二台风机→三台风机→水泵。

缸盖冷却用水与冷凝器用水是同一循环水，水池中装有一个温度传感控制器，在冬季循环水泵有时不需要开启，由于缸盖冷却用水，会造成循环水温度上升，当温度高于设定值时，温度传感器将强行开启循环水泵进行降温，水温下降后，恢复原来状态。

三. 各种冷库及工作间制冷的自动开启和停止
不论是结冻库、储藏库还是排酸库及工作间，均设有高温（延时）报警保护、风机过热（过流）报警保护。

任何一个冷库或工作间开始工作，相应系统的氨泵会自动启动，如果氨泵压差保护会停止，10分钟后自动恢复运行，如果发生故障（过流）保护，会转为备用泵并发出报警信号。

低压级（—43°C）系统共有二个结冻库，编号为：1＃库和2＃库。

四个储藏库，编号为：3＃、4＃、5＃和6＃库。

高压级（—10°C）系统共有四个排酸库，编号为：7＃、8＃、9＃和10＃库。

五个工作间，编号为：11＃、12＃、13＃、14＃和15＃。

图3中所示为：1＃结冻库、3＃储藏库、7＃排酸库和11＃工作间蒸发器工作流程简图，其他各冷库及工作间蒸发器省略。

a 排酸库及工作间
排酸库库温设定为1°C，温差为±1°C，库内有3台蒸发器，每台蒸发器有三个风机。

在制冷运转中有二种工作模式，一是冷却模式：9台风机运转。

二是储存模式：3台蒸发器各有一台风机运转。

由于排酸库的特殊性，还有另一种模式：不需制冷只风机运转。

预选开关：风机←0→储存→冷却。

当需要冷却（大量进入牛酮体）时，开关选择“冷却”，通过时间继电器（3—30小时可调）控制其运转，到时间后自动转为储存。

除“风机”模式外，另二种工作模式均由安装于库内的一个温度传感器来控制，
当库温上升到上限时，同时打开供液电磁阀14、电磁恒压一体阀15（见图3）和开启风.机，由氨泵6（图1）来的氨液经过供液电磁阀14进入蒸发器12蒸发，产生的湿蒸气经过电磁恒压一体阀15回到（图1）—10°C储液循环桶2。

当库温降到下限时，同时关闭供液电磁阀14、电磁恒压一体阀和风机。

所有工作间温度均为12°C，选择开关：手动←0→自动。

当温度高于上限时，同时打开供液电磁阀17和风机，氨液经过供液电磁阀17进入蒸发器13，蒸气经过背压阀18（可调，控制蒸发压力）回到系统中。

反之则关闭。

b 结冻库及储藏库
结冻库前面已介绍，有二种工况。

选择开关：结冻←0→储藏。

当选择“结冻”，由时间控制器控制结冻时间，终了时自动转为储藏状态。

结冻库温度—35°C，不论何种状态，其自控方法与排酸库方法相同（略）
储藏库温度为—25°C，选择开关：手动←0→自动。

自控方法排酸库方法相同（略）四. 冷库自动融霜
除工作间不用融霜外，各库均采用热氨融霜，融霜压力为：5—6㎏∕C㎡。

每个冷库均设一个选择开关：手动←0→自动。

自动融霜周期和融霜时间由时间继电器控制完成。

只要开始融霜，该库
附：制冷系统运行状态显示图
不论处于何种工作模式均停止。

在融霜时间（或手动）之内，蒸发器翅片温度（融霜温度25°C—30°C）达到设定值（安装于翅片内的温度传感器控制）时，会终止融霜。

温度下降后则继续。

融霜完毕后延时5分钟恢复制冷状态。

为了有足够的热氨，一个冷库融霜将自动转为另一个冷库需强制制冷，融霜完毕后恢复原来状态。

如高压级系统7＃库融霜，8＃库强制制冷，8＃库融霜，9＃库强制制冷，以此类推……。

低压级系统几个冷库也是如此。

以7＃排酸库为例介绍一下融霜过程：该库融霜时，同时关闭供液电磁阀14、回气电磁恒压一体阀15和风机，开启融霜电磁阀16。

由制冷压缩机排出的热氨经过融霜电磁阀16进入接水盘盘管再进入蒸发器，开始升压并加热，当压力达到5—6㎏∕C㎡时，将克服电磁恒压一体阀15阀体压力进行排放，该阀保证了融霜压力恒定。

湿蒸气经回气管道去—10°C储液循环桶2进行气液分离。

融霜完毕后关闭融霜电磁阀16，延时5分钟后打开供液电磁阀14、电磁恒压一体阀15和风机，恢复制冷状态。

为了防冻，1＃—6＃库，融霜水下水管道缠绕电热丝加热并保温。

高温库不需要。

五废热回收系统（略）
六 . 总结
综上所述，该制冷系统自动化的实现，有几个部（器）件，起着很关键、很重要的作用：
浮球式节流阀（结构图略）：该阀在系统中除了把高压常温液体节流以外，还将把高压常温气体阻止，不让其进入低压系统区，另外把系统内（进入空气最容易存在于此）空气排出。

高压级循环桶（结构图略）：作用有三个：储液、气液分离、中间冷凝。

脉冲继电器：也叫“步进器”，在压缩机启动上载…… 缷载……停机过程中很关键。

电器控制总图：（略）
虽然它的设计、安装已过去二十多年，但愿它对今后氨制冷系统自动化的真正实现，能够起到抛砖引玉的作用。

现在国内计算机技术已在冷库制冷行业中得到了应用，这将使氨制冷自动化的实现，会更加完美和简易。