Блочные теплоэлектростанции (БТЭС)

У компрессоров этого типа сжатие газа происходит с помощью ротора, совершающего обкаточно-вращательное движение по внутренней стенке эксцентрично расточенного цилиндрического корпуса (статора). Разделение пространств всасывания и нагнетания осуществляется при помощи одной или нескольких пластин (шиберов), расположенных па статоре.

Пластинчатый компрессор

В пластинчатом ротационном (пластинчато-роторном) компрессоре сжатие возникает под действием эксцентрично установленного вращающегося ротора с расположенными па нем несколькими пластинами (шиберами), которые прижимаются к стенке цилиндрического корпуса под действием центробежной силы. В результате возникают отдельные межлопаточные пространства, где поочередно происходит сжатие (рис. 10.14). Пластинчатые компрессоры очень хорошо подходят для больших объемов перекачиваемой жидкости при малой разности давлений, и поэтому их часто применяют как ступень низкого давления при двухступенчатой компрессии.

Турбокомпрессор

В турбокомпрессоре сжатие возникает в результате ускорения потока газа в крыльчатке с превращением кинетической энергии потока в повышенное давление в диффузоре.

Турбокомпрессоры находят применение в крупных холодильных установках, которые редко встречаются на пивоваренных предприятиях.

Конденсаторы

Конденсаторы представляют собой теплообменники, в которых накопленная хладагентом теплота (теплота испарения и теплота сжатия) отдается охлаждающей среде (воздуху или воде). Процесс сжижения включает три ступени:

· отбор избыточной теплоты до достижения температуры насыщенного пара;

· отведение теплоты испарения;

· охлаждение жидкости (рис. 10.15).

Существуют три типа конденсаторов:

· водяные или проточные конденсаторы;

· воздушные конденсаторы;

· испарительные конденсаторы.

Водяные конденсаторы

Наиболее распространенным типом является кожухотрубный конденсатор. Он состоит из горизонтально расположенного цилиндра с приваренными к его торцам фланцами, внутри которых закреплены трубы (рис. 10.16).

Кожухотрубные конденсаторы отличаются простой конструкцией, их можно довольно легко прочистить. Используются они в тех случаях, когда в больших количествах имеется дешевая вода (или права на водозабор из озер или рек).

Воздушные конденсаторы

Как правило, они представляют собой оребренную систему. Так как воздух имеет низкий коэффициент теплопроводности, то при помощи вентиляторов его прогоняют мимо ребер или пластин. Оребренные трубы обычно располагаются горизонтально.

Испарительные конденсаторы

Если в воздушном конденсаторе дополнительно распылять воду, то в результате ее испарения холодопроизводительность существенно повышается.

Поэтому испарительные конденсаторы работают с использованием циркуляционной воды и при достаточном ее запасе (рис. 10.17). Недостаток — загрязнение, обусловленное испарением воды в открытом потоке воздуха.

Для процесса конденсации требуется значительное количество холодной воды. Вода нагревается хладагентом, но за счет испарения она охлаждается. В зависимости от влажности окружающего воздуха, даже при его высоких температурах, устанавливается температура воды около 25°С.

Для снижения удельного расхода энергии сконденсированный хладагент можно еще дополнительно охладить в теплообменнике(переохлаждение).

Регулирующий клапан

Количество жидкого хладагента, протекающего из конденсатора в испаритель, должно регулироваться в зависимости от холодопроизводительности с одновременным понижением давления. В современных установках такая регулировка повсеместно осуществляется при помощи автоматического регулирующего клапана.

Для этих целей обычно применяют поплавковый клапан, который обозначают в зависимости от типа подключения:

· на участке высокого давления (со стороны конденсатора) как поплавковый клапан высокого давления;

· на участке низкого давления (со стороны испарителя) как поплавковый клапан низкого давления.

Поплавковый клапан высокого давления (см. рис. 10.18) имеет шарообразный поплавок, плавающий на поверхности жидкого аммиака. При понижении уровня жидкости шарик опускается, перекрывая подвод к испарителю.

Воздушный клапан (4) необходим для отвода воздуха из системы, иначе воздух будет препятствовать подводу жидкости.

10.3.2.5. Накопитель ледяной воды (рис. 10.19)

Под накопителем ледяной воды понимают резервуар, в котором пресная вода (техническая) охлаждается до 0°С или ниже.Охлаждение производится собственным холодильным агрегатом (1) или за счет испарения аммиака холодильной установки. Теплообмен осуществляется через поверхность пластин (2) или труб, в которых протекает хладагент. Насос (4) качает воду через пластины или трубы, при этом вода постепенно замерзает, а вокруг пластин или труб образуется все более толстая ледяная шуба (рис. 10.20).

Таким образом помимо ледяной воды с температурой 0-1°С образуется резерв холода в виде льда, который в ночные часы можно запасать впрок. Взятая ледяная вода при протекании через пластинчатый охладитель или через охлаждающие трубы нагревается и возвращается в накопитель льда немного подогретой. Там она снова охлаждается ледяной шубой, в то время как слой льда постепенно тает.

Желательно, чтобы слой льда был не толще 25-30 мм. Если слой льда очень толст или если лед нарастает между змеевиками, то температура испарения снижается, а КПД падает.

Ледяная вода используется для охлаждения бродильных чанов и танков, а также для дополнительного охлаждения в пластинчатых охладителях. Пивоваренные предприятия, в которых варку производят только днем, за счет ночного запаса могут покрывать значительную часть своей потребности в холоде, и поэтому накопители ледяной воды можно встретить главным образом на относительно небольших и средних пивоваренных предприятиях.

Читайте также:

Величина потери мощности зависит от фазового сдвига. На рис. 10.27 ток с фазовым сдвигом разбит (разложен) на компоненты, при помощи которых можно определить активную составляющую тока (активный ток). Эффективный ток показан смещенным по отношению к эффективному напряжению на угол φ. Значение реактивного и активного тока выражается через опущенный перпендикуляр. Чем больше φ, тем выше реактивный ток и тем меньше активный ток.

Если это выразить через тригонометрическую функцию, то

,

,

при трехфазном токе

Коэффициент cos φ называется в электротехнике коэффициентом мощности. Если угол сдвига фаз φ = 0, то cos φ = 1, в то время как при φ = 90°, cos φ = 0.

Экономическое значение коэффициента мощности cos φ

Чтобы довести до потребителя определенную мощность, требуется тем больший ток (I), чем меньше коэффициент мощности cos φ.

Например, по сети переменного тока напряжением 220 В необходимо передать 10 кВт активной мощности. Какова будет сила тока, если

1. cos φ = 0,8

2. cos φ = 0,4

1.

2.

Это означает, что если коэффициент мощности уменьшится наполовину, то для получения одинаковой активной мощности необходимо использовать в два раза больший ток.

Таким образом, из-за низкого коэффициента мощности электродвигателей требуется несравнимо больший ток, в результате чего снижается экономичность оборудования.

Кроме того, при низком значении cos φ электрическая проводка должна иметь большее сечение. Это в свою очередь означает более высокие расходы кабельных материалов, а также более высокие потери на омическое сопротивление.

В среднем считают, что cos φ составляет от 0,7 до 0,8.

Улучшение коэффициента мощности cos φ

Плохой показатель коэффициента мощности зачастую обусловлен продолжительной недогрузкой двигателей и трансформаторов. При недогрузке cos φ меньше, чем при полной нагрузке, и поэтому двигатели, долгое время эксплуатирующиеся с недогрузкой, необходимо заменить на двигатели, соответствующие требуемой мощности.

Для улучшения значения коэффициента мощности обычно используют «косинусный конденсатор» (стационарный конденсатор для силовых установок). Конденсатор в цепи переменного тока вызывает опережение фазы тока относительно напряжения конденсатора. Такие конденсаторы, состоящие из двух тонких металлических пластин, разделенных слоем изоляции, действуют как стационарный фазорегулятор. У них почти нет потерь энергии, и стоят они относительно недорого. В общем при компенсации достигается значение cos φ = 0,9 и не более, поскольку дальнейшие меры по его улучшению приносят лишь очень незначительный фазовый сдвиг и не дают практических преимуществ.

10.4.3. Преобразование (трансформация) электрического тока

Выше было показано, что на пивоваренное производство электрический ток поступает в форме трехфазного тока с тремя смещенными фазами. В такой форме его можно непосредственно использовать только для определенной части двигателей и установок, а во многих местах необходимы иные параметры. В частности,

· напряжение 220 В (например, для освещения и работы небольших приборов);

· в некоторых устройствах, где нельзя исключить контакта с человеком (ручные светильники, например) безопасное пониженное напряжение не должно превышать 42 В;

· многие двигатели в настоящее время приводятся в действие постоянным током;

· от многих двигателей во время эксплуатации требуется изменение частоты переменного тока.

Для выполнения таких разных задач и требований необходимы определенные электрические установки.

Трансформаторы

Трансформаторы преобразуют подводимый на них трехфазный ток определенного напряжения и частоты (50 Гц) в трехфазный ток с другим напряжением, но той же частотой. Благодаря включению одной фазы на ноль можно снимать обычное напряжение 220 В. С помощью трансформаторов можно вырабатывать любое пониженное напряжение.

Преобразователи

Преобразование переменного тока в постоянный происходит при помощи преобразователя.

Преобразователи:

· преобразующие переменный ток в постоянный, называются выпрямителями;

· преобразующие постоянный ток в переменный, называются инверторами.

Преобразование в постоянный ток можно осуществлять различными способами:

· с помощью двигателя-генератора, это двигатель переменного тока, который сопряжен с генератором постоянного тока и непосредственно приводит в действие этот генератор, вырабатывая таким образом постоянный ток, однако КПД таких двигателей-генераторов невысок (75-80%);

· с помощью одноякорных преобразователей двигатель и генератор объединены в один агрегат, обмотка якоря работает одновременно как обмотка двигателя и генератора, поэтому КПД этих преобразователей выше (до 95%).

В настоящее время оба этих типа преобразователей не имеют большого значения.

· На смену выпрямителям вращательного типа все чаще приходят полупроводниковые выпрямители (сухие выпрямители), они преобразуют ток без шума и почти без потерь.

· Преобразователи частоты в целом ряде задач требуется изменение числа оборотов двигателей. Для сохранения полной мощности двигателя применяются статические преобразователи частоты, которые преобразуют сетевые частоту 50 Гц и напряжение в переменные частоту и напряжение. В результате становится возможным плавное регулирование числа оборотов трехфазных двигателей.

Тем самым появляется хорошая возможность, как для повышения экономичности, так и для стабилизации потоков и давления, моментов вращения и мощности.

Меры безопасности

Правом устанавливать электрооборудование, осуществлять его ремонт или технический уход за ним обладают только специалисты-электрики. Правила, распространяющиеся на эти виды работ, изложены в специальных инструкциях.

Специалистам других специальностей — к ним относятся и пивовары, и специалисты солодовенных предприятий — запрещается проводить какие-либо работы на электрооборудовании или вносить в него изменения.

Для надлежащей работы на электрических установках необходимо соблюдать меры безопасности, предусмотренные для эксплуатации электроустановок напряжением выше 50 В, которые гарантируют:

· защиту от несчастных случаев;

· защиту от скачков напряжения;

· неповрежденность изоляции установки;

· наличие заземления.

Во избежание несчастных случаев электрические установки должны иметь защиту от прямого и косвенного контакта с ними человека.

Осуществить это позволяют следующие меры безопасности:

· изоляция для защиты от прикосновения;

· защитное пониженное напряжение (ниже 42 В);

· защитное заземление;

· зануление;

· система защитных соединений;

· схема защиты от короткого замыкания на корпусе;

· схема дифференциальной защиты

· защитное разделение (гальваническое).

Во избежание несчастных случаев запрещается прикасаться к деталям электрических машин и установок, находящихся под напряжением. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы в электрооборудование не могли проникнуть инородные предметы или вода. В зависимости от места расположения установки и цели ее эксплуатации требуется особая защита от случайного прикосновения, до-падания воды или инородных тел.

Во избежание недопустимого нагревания электрической проводки и перегрузки подключенного оборудования сечение проводов должно быть рассчитано на определенную предельно допустимую длительную нагрузку, которую в интересах производственной безопасности не следует превышать. Контроль за состоянием электрической проводки осуществляется при помощи предохранителей и защитных выключателей. Задачей этого защитного оборудования является надежное отключение электрических цепей в случае превышения допустимой величины тока. Срабатывание защиты является явным указанием на перегрузку электролинии.

Каждый пивовар обязан неукоснительно соблюдать указания по эксплуатации электрических установок и содействовать безопасной работе персонала и оборудования.

Рекомендации по экономичному расходу электроэнергии

В настоящее время расход электроэнергии составляет в среднем около 10-12 кВт • ч/гл пива, причем организации энергосбыта заинтересованы в ее максимально возможном равномерном потреблении во избежание пиковых нагрузок. В период теплых летних ночей это особого значения не имеет, однако зимой по понедельникам с утра потребление электроэнергии очень высокое.

Во избежание таких пиков предприятия энергоснабжения предусматривают рабочий тариф и оплату (по тарифу) за предоставляемую мощность

Рабочий тариф учитывает потребленное количество киловатт-часов и, как и в быту, фиксируется постоянно. Стоимость кВт • ч различна и колеблется от 0,15 до 0,20 немецких марок/кВт • ч.

Оплата за предоставляемую мощность рассчитывается по максимальной потребленной мощности в кВт (точнее, в кВА) в пиковый отрезок времени, составляющий 15 минут, при этом пик нагрузки фиксируется самописцем, после чего устанавливается величина тарифа оплаты запредоставляемую мощность. В Германии цена электроэнергии по тарифу оплаты за предоставляемую мощность колеблется от 100 до 350 немецких марок/кВт. Часто эта устанавливаемая на год базовая цена дифференцируется. При этомможет случиться так, что в конечном итоге 1 лишний кВт•ч электроэнергии может стоить 250 немецких марок.

Таким образом, оплата за предоставляемую мощность становится финансовым рычагом, вынуждающим пивоваренное предприятие избегать пиков энергопотребления, так как иначе расходы на электроэнергию быстро вырастут до огромных размеров. Поэтому на пивоваренном производстве действуют следующие принципы:

· Холодильные компрессоры как наиболее крупные потребители электроэнергии на полную мощность следует включать главным образом ночью для создания запаса холода.

· Резервуары большой емкости, заполненные рассолом и ледяной водой предназначены для создания резерва холода. Полностью заполнять их следует в ночное время.

· Так как пиковая мощность делится на коэффициент мощности cos φ, то важно добиваться максимально высокого его значения.

· Для подержания высокого значения cos φ коэффициент мощности всей установки можно компенсировать с помощью конденсаторного блока.

· Экономия электроэнергии является всеобщей задачей и касается всех сотрудников. Для освещения необходимо использовать энергосберегающие лампы, так, при одинаковой яркости освещения люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания потребляют меньше электроэнергии.

Как правило, максимальный ток регистрируется в пятнадцатиминутном временном интервале. Однако помимо всех прочих мер предосторожности, зачастую для безаварийной работы устанавливают приборы контроля мощности, которые при определенной величине силы тока отключают приборы и двигатели в заданной последовательности, чтобы избежать превышения пика мощности («автоматический сброс нагрузки»). Другой возможностью экономии является использование более дешевой электроэнергии в ночное время.

Читайте также:

На многих участках пивоваренного производства или солодовни необходимо транспортировать жидкости, пастообразные продукты или газы. В зависимости от вида и объема перемещения этих сред применяются насосы, компрессоры или вентиляторы. (Насосами называют нагнетатели, перемещающие капельные жидкости. Нагнетатели, перемещающие газы и создающие избыточное давление до 0,15 бар, называют вентиляторами, от 0,15 до 3 бар — воздуходувками, свыше 3 бар — компрессорами. Следует отмстить, что разница между воздуходувками и компрессорами во многих случаях может быть установлена с большим трудом. Зачастую отличием компрессора от воздуходувки считают наличие устройства для охлаждения сжимаемого газа. — Прим. ред.)

Насосы

Насосы представляют собой гидравлические машины для перемещения жидкостей в результате преобразования подводимой энергии (потенциальной и кинетической) в энергию потока жидкости. При этом происходят следующие процессы:

· преодоление перепада по высоте;

· повышение давления в системе;

· дозирование жидкости.

В пивоваренном производстве насосы применяются главным образом для транспортировки или дозирования жидких и высоковязких материалов:

· холодных жидкостей — таких, как пиво или вода;

· горячих жидкостей — таких, как сусло или горячая вода;

· вязких жидкостей, например, дрожжей пли кизельгуровой суспензии;

· продуктов густой консистенции типа дробины.

Типов насосов существует очень много. В пивоваренном производстве применяются в первую очередь

· лопастные насосы;

· объемные насосы и, в меньшей степени;

· струйные насосы.

Лопастные насосы

Наиболее распространенными в пивоваренном производстве являются лопастные насосы разных размеров, применяемые на различных участках производства.

Принцип действия лопастных насосов основан на том, что жидкость, подающаяся вдоль оси лопастей рабочего колеса, подхватывается ими и выбрасывается радиально в напорный трубопровод. Повышение давления образуется за счет радиального ускорения жидкости в лопастях рабочего колеса.

Лопастные насосы имеют целый ряд преимуществ,делающих их незаменимыми в пивоваренном производстве, а именно:

· равномерная подача;

· надежная ипростая конструкция без заслонок и клапанов;

· простота регулирования транспортируемого потока;

· благодаря возможности применения различной конфигурации лопастей рабочего колеса они обладают высокой производственной гибкостью.

Конструктивно различают следующие типы лопастных насосов, используемых впивоваренной промышленности:

· центробежные насосы;

· вихревые насосы;

· фекальные насосы;

· полуосевые насосы.

10.5.1.1.1. Центробежные насосы (рис. 10.28)

Центробежные насосы — нормально всасывающие насосы, то есть у них всасывающий трубопровод не может сам по себе выпускать воздух (он не самовсасывающий). Это означает, что всасывающая способность насоса проявляется только тогда, когда всасывающий трубопровод и насос заполнены жидкостью, и поэтому их, как правило, устанавливают под перекачиваемой средой. По форме и конфигурации различают следующие типы рабочих колес (рис. 10.29):

· закрытое рабочее колесо (а) для чистых жидкостей;

· открытое рабочее колесо (b) для жидкостей с определенным содержанием твердых веществ для щадящей перекачки;

· рабочее колесо со свободным протоком (с);

· рабочее колесо с каналами (d) для специальных целей.

В пивоваренном производстве центробежные насосы монтируются в основном в системах трубопроводов для перекачки сусла и пива. Для транспортировки продукта на большую высоту или для повышенного давления эти насосы могут иметь несколько ступеней (рис. 10.30).

Насос может быть соединен с приводным двигателем (рис. 10.31):

· с помощью жесткой втулочной муфты (а) или

· путем расположения рабочего колеса насоса на удлиненном валу двигателя в одном корпусе (моноблочное исполнение, вал двигателя является валом насоса) (b) или

· с использованием промежуточного подшипника (с). Соединение валов при этом производится через упругую муфту. (Насос имеет отдельную опорную стойку — Прим.ред).

Вихревые насосы

Вихревые насосы внешне мало отличаются от центробежных, однако способны самостоятельно осуществлять всасывание. Поэтому их иногда называют «самовсасывающими лопастными насосами».

Чтобы насос всегда оставался заполненным жидкостью, всасывающий и нагнетательный патрубки должны выходить наверх.

Принцип транспортировки (рис. 10.32) заключается в том, что рабочее колесо (1) вращается в цилиндрическом корпусе с небольшим боковым зазором на стороне, где расположено всасывающее отверстие (2). На другой боковой стенке корпусе расположено выходное отверстие. В боковых стенках имеется вначале углубляющийся и в конце снова сравнивающийся концентричный канал (3) (начинающийся у отверстия всасывающего патрубка и заканчивающийся у нагнетательного патрубка. — Прим. ред.).

При включении насоса заполняющая насос жидкость захватывается рабочим колесом и с ускорением направляется в боковой канал. Давление в насосе возникает главным образом благодаря передаче импульса, при этом жидкость в рабочем колесе, вращающемся с большой скоростью, снова и снова отдает энергию частицам жидкости, медленно протекающей в боковом канале (рис. 10.33). Такие насосы используются для съема дрожжей и лагерных осадков, для отбора проб или в качестве насосов для возврата моющих средств в системах оборотной мойки.

Фекальные насосы

По принципу работы такие насосы аналогичны центробежным насосам. (Рабочее колесо одностороннего входа закрытого типа имеет от 2 до 5 лопастей обтекаемой формы. Благодаря увеличению ширины колеса и малому числу лопастей образуются межлопастные каналы значительных размеров, через которые можно пропускать жидкость с крупными механическими примесями. В отечественном машиностроении фекальные насосы имеют обозначение Ф и относятся к группе центробежных насосов. В последних отечественных каталогах такие насосы получили обозначение СД и название «насосы для сточных жидкостей». — Прим. ред.)

Применяются они в основном для транспортировки густых масс (затора), а также для перекачки замоченного ячменя вместе с водой при производстве солода.

Читайте также:

У насосов этого типа всасывание и повышение давления происходят за счет возвратно-поступательного движения поршня. Благодаря клапанам, подсоединенным к всасывающим и нагнетательным трубопроводам, достигается импульсная подача и предотвращается возвратный поток. К насосам этой группы относятся:

· поршневые насосы и

· диафрагменные (мембранные) насосы.

Поршневые насосы

Поршневые насосы являются наиболее старыми насосами, применяемыми в пивоварении. В течение продолжительного времени ручные поршневые насосы представляли собой единственную возможность транспортировки жидких материалов в рамках пивоваренного производства. Вплоть до начала 50-х годов XX века подобные насосы эксплуатировались для перекачки молодого пива в лагерное отделение и в фильтрационной установке в качестве регуляторов давления с большими буферными емкостями, предназначавшимися для компенсации ярко выраженной пульсации насоса. В такой буферной емкости, имеющей воздушное пространство, при каждом поступательном движении поршня давление воздуха незначительно увеличивалось, гася тем самым пульсацию. Даже в настоящее время на многих сельскохозяйственных предприятиях и на дачных участках ручные плунжерные насосы применяются для водоснабжения.

В поршневых насосах применяются клапаны (всасывающий и нагнетательный, рис. 10.43), которые направляют транспортируемый поток всегда в одном направлении. Иногда эти насосы используются в пивоварении в качестве дозаторов для моющих и дезинфицирующих средств.

Диафрагменные насосы

Принцип действия диафрагменных насосов аналогичен поршневым, при этом, однако, поршень отделен от жидкости эластичной мембраной (рис. 10.44). Такие насосы используются на участках с повышенными гигиеническими требованиями. Такого рода мембранный поршневой насос нам уже знаком — он используется в дозаторах кизельгура.

Диафрагма может быть также связана с приводом:

· путем соединения с геометрическом замыканием;

· с силовым замыканием при помощи промежуточной рабочей жидкости.

Диафрагменные насосы применяются для дозирования химических реагентов, а также для транспортировки дрожжей и кизельгуровой суспензии.

Расчет параметров насосов

В связи с тем, что разновидностей насосов существует очень много, необходимо правильное его выбрать для той или иной области применения. Основными параметрами насосов, являющимися критериями для их выбора являются:

· необходимая производительность (подача),

· напор;

· мощность (приводного двигателя);

· КПД;

· число оборотов.

При этом следует учесть, что у объемных насосов производительность (теоретически — прим.ред) не зависит от создаваемого ими напора, в то время как у центробежных насосов она напрямую зависит от предельной высоты подъема.

Кавитация

При эксплуатации центробежных насосов могут возникать шумы, которые поначалу едва воспринимаются, но затем становятся весьма заметными, словно внутрь попал камень, кроме того, возникает сильная вибрация. Такое явление обозначают кавитацией.

Причина возникновения кавитации заключается в том, что в результате падения давления в области всасывания насоса происходит достижение или превышение определенной критической точки, соответствующей давлению насыщенных паров перекачиваемой жидкости при данной температуре. Вследствие этого возникают пузырьки пара, которые уносятся потоком в область с давлением выше критического, расположенную в нагнетательной зоне насоса и вследствие резкой конденсации паров разрушаются или, как принято говорить, «захлопываются» с ударом, вызывая шумы (и скачкообразное изменение режима работы гидравлической машины — прим. ред.). При кавитации возникают касательные напряжения, отрицательное действие которых на качество затора и сусла нам уже известно.

Причиной падения давления при кавитации всегда является превышение допустимой высоты всасывания или очень низкая высота подачи. Уменьшение высоты подачи означает увеличение объемного расхода транспортируемого продукта, что в свою очередь может привести к превышению допустимой высоты всасывания.

Для лопастных насосов в непосредственной зависимости от кавитации находится высота всасывания, которая характеризуется величиной NPSH (net-positive-suction-head). (Термин «net positive suction head» буквально означает «чистое (нетто) положительное гидростатическое давление на стороне всасывают». Например, для случая, когда резервуар, из которого отбирают жидкость, находится выше насоса, величина NPSH оборудования (установки, линии, участка) рассчитывается по формуле

где:

Р_с — давление на входе в установку, бар;

Р_b — атмосферное давление, бар;

Р_d — давление паров жидкости при данной температуре, бар;

р — плотность, т/м²;

g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

V_c — скорость потока на входе в установку, м/с;

H_V,S — гидравлические потери на всасывающей линии, м;

H_{z, geo} ^— геометрическая высота подпора на всасывающей линии, м.

Читайте также:

На многих участках пивоваренного производства необходим сжатый воздух, который должен удовлетворять самым разным требованиям. Так, на некоторых участках необходимо особо высокое давление и большие массы воздуха, в то время как на других участках требуется сжатый воздух без масляных привесей и свободный от микроорганизмов — вредителей пивовареного производства.

Для снабжения подобных потребителей воздуха необходима компрессорная установка. Так как воздух должен выполнять различные задачи, то сжатый воздух, обеспечение которым стараются по возможности организовать в виде сети сжатого воздуха, обычно подразделяют на:

· технологический или стерильный воздух;

· рабочий воздух, например, для подъемных механизмов разливочного автомата;

· управляющий воздух, используемый для приведения в действие клапанов.

Самые высокие требования к компрессорной установке предъявляет стерильный, свободный от масла технологический воздух. Даже следы масла при попадании в пиво разрушают пену. Единственный очаг заражения вредными микроорганизмами может поставить под сомнение надежность обеспечения качества пива. Контакт технологического воздуха с пивом допускается лишь:

· для интенсивной аэрации сусла;

· для аэрации дрожжей после их съема;

· для опорожнения танков (при соблюдении определенных условий).

Известно, что любые иные контакты воздуха с пивом недопустимы из-за возможного нарушения стойкости вкуса и аромата.

В использовании рабочего воздуха или воздуха управления клапанами существует несколько задач, например:

· рабочий воздух для пневмотранспортировки. Несмотря на высокие энергетические затраты, широкое распространение получило применение сжатого воздуха для удален ия взвесей и подачи солода. К качеству этого воздуха не предъявляют особых требований;

· рабочий воздух для пневмоприводов, например, для приведения в действие захватывающих механизмов установок розлива в бутылки и кеги, а также для другой арматуры.

Сжатый воздух или СО₂ под давлением требуются на следующих участках пивоваренного производства (см. табл.).

Потребность в расходуемом воздухе составляет, в зависимости от вида используемого оборудования от 4 до 10 м³ на 1 гл товарного пива, причем от этого количества расходуется:

· от 50 до 60% — в цехе бутылочного розлива;

· от 5 до 10% — в цехе розлива в бочки;

· от 7 до 10% — в системах управления;

· остальное — в лагерном и варочном цехах.

Компрессорная установка состоит из:

· воздушного фильтра, очищающего всасываемый воздух от микроорганизмов;

· компрессора, сжимающего всасываемый воздух до необходимого давления;

· охладителя, охлаждающего нагретый в процессе компрессии воздух;

· сушильного аппарата, осушающего охлажденный воздух;

· ресивера, служащего в качестве буферной емкости;

· разветвленной сети трубопроводов.

Последовательность размещения агрегатов может варьироваться.

Вопреки распространенному в настоящее время мнению о необходимости наличия отдельной установки для каждой ступени давления, последние результаты научных исследований показали возможность экономии от 22 до 23% потребляемой электроэнергии, если вместо этого установить централизованную компрессорную станцию со ступенью давления в 4 бара и получать необходимое повышение давления при помощи небольших локальных дополнительных компрессоров.

Сжатый воздух для транспортировки дробины должен вырабатываться отдельным компрессором, рассчитанным на необходимую высоту подъема. Этот воздух не требует сушки.

Для возможной продувки ЦКТ и емкостей под давлением при эвакуации СО₂ может быть использована воздуходувка высокого давления (р_изб > 1 бар).

Отдельные компоненты компрессорной установки требуют более подробного рассмотрения.

Компрессоры

В компрессоре происходит сжатие воздуха. При компрессии газ уменьшается в объеме, а давление повышается. За счет уменьшения объема газа неизбежно повышается температура сжатого газа:

где:

P₁ — давление до компрессии;

Р₂ — давление после компрессии;

V₁ — объем до компрессии;

V₂ — объем после компрессии;

Т₁ — температура до компрессии (К);

Т₂ — температура после компрессии (К);

Так как с возрастанием температуры продолжает повышаться и давление, то возникает необходимость в последующем охлаждении сжатого воздуха.

С охлаждением воздуха снижается его способность удерживать влагу, и если затем выделяется вода, то это составляет проблему. Поэтому приходится отделять имеющуюся в нем влагу путем дальнейшего охлаждения воздуха и удалять ее в сушильном аппарате.

Компрессор сжатого воздуха — важнейший узел всей компрессорной установки.

Во избежание попадания масла в сжатый воздух из системы смазки компрессора в настоящее время используют в основном воздушные компрессоры, работающие без использования масла, например:

· поршневые компрессоры;

· трехлепестковые двухроторные компрессоры;

· спиральные компрессоры;

· однозубчатые двухроторные компрессоры;

· винтовые компрессоры,

· турбокомпрессоры.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры производятся в настоящее время в вертикальном исполнении в виде компрессоров с сухим ходом поршня. Избыточное давление, создаваемое ими па выходе, составляет для:

· одноступенчатой конструкции — до 7 бар;

· двухступенчатой конструкции — от 10 до 12 бар.

Для условий пивоваренного производства приемлемы только компрессоры одноступенчатой конструкции.

Компрессор с сухим ходом поршня (рис. 10.45) состоит из привода (1), который приводится в действие через клиноременную передачу от мощного электродвигателя. При помощи сбалансированного коленчатого вала, шатуна и крестовины вращательное движение коленчатого вата преобразуется в возвратно-поступательное движение. Благодаря циркуляции смазочного масла осуществляется смазка всего механизма коленчатого вала. Шток поршня герметизирован газовым сальником. Конечно, самой важной деталью является поршень, который за счет возвратно-поступательного движения вдоль цилиндра сжимает газ.

Так как при компрессии образуется тепло, его необходимо отводить. Это происходит с помощью водяного или воздушного охлаждения.

Поступление воздуха и отведение сжатого воздуха осуществляется автоматическими клапанами на всасывающей и напорной сторонах. Этот процесс сопровождается сильным шумом и поэтому его пытаются уменьшить за счет предварительного подключения к всасывающему каналу глушителя.

Поршневые компрессоры в настоящее время все еще остаются самым экономичным оборудованием для выработки сжатого воздуха.

Спиральные компрессоры

Принцип работы спирального компрессора (рис. 10.46) заключается в том, что воздух сжимается с помощью неподвижной спирали и спирали, совершающей круговое движение по эксцентрической траектории. Всасываемый воздух попадает в камеру всасывания по внешней стороне спирали. После всасывания воздуха вращающаяся спираль перекрывает впускное отверстие, и затем воздух вытесняется во все более сужающееся пространство, покидая спираль через выпускное отверстие. В результате вырабатывается поток сжатого воздуха без пульсаций.

Спиральные компрессоры работают практически бесшумно и выпускаются в расчете па малую мощность (до 3,7 кВт).

Читайте также:

В этой системе два динамически сбалансированных вращающихся элемента своеобразной формы (рис. 10.47) вращаются во встречных направлениях, при этом они не соприкасаются не только между собой, но и со стенкой корпуса. Принцип действия этих вращающихся элементов приведен на рис. 10.48.

Всасывание: воздух попадает в пространство сжатия, вспомогательный ротор перекрывает впуск.

Начало фазы сжатия: впускное и выпускное отверстия закрыты, воздух, находящийся между двумя роторами, сжимается за счет уменьшения пространства, в результате чего давление повышается.

Окончание фазы сжатия: воздух, находящийся в замкнутом пространстве, сжат, впускное отверстие открыто для повторения процесса.

Выпуск: открывается выпускное отверстие, и сжатый воздух устремляется наружу.

Такие компрессоры иногда выполняются одноступенчатыми, но чаще в двухступенчатыми исполнении с воздушным или водяным охлаждением и мощностью до 55 кВт. На каждой ступени компрессии воздух нагревается свыше 100°С, так что после каждой компрессионной ступени (рис. 10.49) его необходимо охлаждать.

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры применяются довольно часто. Два винтовых ротора, уже знакомые нам по холодильным компрессорам, соединяются между собой асимметрично расположенными винтами. Благодаря мощной подшипниковой опоре и работе без взаимного контакта роторов эти компрессоры не требуют использования масла (рис. 10.50).

Двухступенчатые винтовые компрессоры (рис. 10.51) имеют воздушное или водяное охлаждение. Они конструируются на номинальную мощность двигателя до 700 кВт, однако для выработки сжатого воздуха на пивоваренном производстве требуются компрессоры существенно меньшей мощности.

Турбокомпрессоры

Под турбокомпрессорами понимают компрессоры самой высокой производительности, которые при мощности от 500 до 2700 кВт создают воздушный поток объемом до 30 000 м³/ч. Поэтому в пивоваренном производстве турбокомпрессоры практически не используются.

Осушители воздуха

Во всасываемом воздухе содержится водяной пар, концентрация которого зависит от температуры и с ее понижением уменьшается.

Температура, при которой в смеси воздуха и водяного пара достигается давление насыщения, называется точкой росы. Если температура падает ниже точки росы, то вода выделяется в виде конденсата.

При уменьшении давления воздуха точка росы понижается пропорционально изменению объема. Эту зависящую от давления температуру можно назвать компрессионной тонкой росы.

Осаждающаяся в виде конденсата вода:

· нарушает технологический процесс;

· вызывает образование ржавчины и коррозии;

· образует условия для размножения вредной микрофлоры.

В связи с этим содержащуюся в воздухе воду стремятся удалить, для чего используют осушители воздуха.

Существуют два способа осушения воздуха:

· путем охлаждения воздуха до нужной компрессионной точки росы;

· путем применения адсорбционных осушителей.

В отличие от последних, абсорбционные осушители в пивоваренном производстве практически больше не используются.

Для регенерации адсорбционных осушителей имеются следующие возможности:

· с помощью специально выработанного горячего воздуха;

· с помощью неохлажденного сжатого воздуха;

· с помощью осушенного редуцированного сжатого воздуха.

Осушители воздуха часто применяются в виде адсорбционных осушителей (рис. 10.52). Воздух, сжатый в двух ступенях компрессии (3 6), охлаждается (4 9) и в таком холодном и насыщенным влагой состоянии попадает в котел. Там ему предстоит пройти сквозь медленно вращающийся барабан, который разделен на множество небольших секторов, пропитанных адсорбентом. При этом воздух отдает влагу, высушивается и отводится. После этого впитавшие влагу секторы барабана следует просушить.

Для этого на отрезке до дополнительного охладителя (9) отводится сжатый, но не охлажденный воздух. Так как воздух теплый, то он способен поглощать влагу. Затем этот воздух направляют через верхнюю часть барабана в направлении, противоположном потоку охлажденного воздуха, и таким образом барабан просушивается (рис. 10.53). Постоянное осушение воздуха происходит благодаря медленному вращению барабана.

Во многих осушителях используется способ, при котором сжатый воздух направляется вдоль охлажденных теплопроводящих поверхностей (оребренных труб) и тем самым охлаждается. При температуре около 0°С вода конденсируется, а воздух в результате осушается.

После этого холодный сухой воздух проходит через теплообменник для предварительного охлаждения теплого невысушенного сжатого воздуха.

Способом сушки путем охлаждения можно достичь температуры точки росы в зависимости от давления от 1 до 2°С (способом с адсорбционными осушителями — от -25 до -40°С).

Простой, по эффективный метод сушки сжатого воздуха состоит в том, что воздух направляют через воду, температура которой поддерживается с помощью труб охлаждения (с прямым или косвенным охлаждением) на уровне 0°С. Воздух охлаждается до 0°С, одновременно понижается температура точки росы, а влага из воздуха переходит в воду, на выходе воздух становится холодным, как лед, и сухим.

В большинстве установок осушитель воздуха подключен за компрессором. Однако в настоящее время осушитель включают отдельно на всасывающей стороне. Примером является осушитель Госслера (Gossler), в котором всасываемый воздух охлаждается до -25°С. В результате снижается объем воздуха, всасываемого компрессором, однако условием при этом является 100%-ная герметизация установки, так как из-за подсасываемого воздуха ее КПД ухудшается. Этот метод по сравнению с традиционными способами сушки позволяет сэкономить от 5 до 10% энергии.

Ресивер

В любой магистрали сжатого воздуха имеется ресивер, задача которого состоит в том, чтобы за счет относительно большого объема компенсировать колебания давления в магистрали и тем самым поддерживать постоянное давление. Одновременно предохранительный клапан предохраняет магистрали от слишком высокого давления (он необходим только для компрессора, вырабатывающего давление выше допустимого для данной установки).

Читайте также:

На рис. 11.7 и 11.8 (см. с. 840-843), где в виде функциональных схем (также называемых гидравлическими схемами. — Прим. ред.) трубопроводов и арматуры показан путь прохождения сусла, можно заметить, что информационное насыщение схемы по сравнению с предыдущими диаграммами существенно выросло. Вместе с тем видно, что информационное насыщение затронуло не технологические аппараты, а исключительно систему сопряжения, приведенную на рис. 11.7 в виде схемы полной жесткой трубной обвязки с клапанами дистанционного управления, а на рис. 11.8 изображен фрагмент схемы жесткой трубной обвязки с комбинацией дистанционных клапанов и ручным переключением трубопроводов с помощью перекидных калачей.

Обе схемы трубопроводов и арматуры строятся на одной и той же схеме технологического процесса, о многозначности которой при известных условиях уже говорилось в разделе 11.2.2.2 како преднамеренной. Наряду со схемами, приведенными на рис. 11.7 и 11.8, вполне допустимы и другие альтернативные схемы трубопроводов и арматуры. По принципиальной технологической схеме невозможно однозначно определить объем поставки и уровень необходимого оснащения, так что функциональная схема обязательно должна служить основой договора купли-продажи оборудования.

Более подробные комментарии к схеме трубопроводов и арматуры будут даны в разделе 11.4, где в рамках интеграции технологического процесса будут рассмотрены и иные, еще не обсуждавшиеся критерии, которые в ходе автоматизации пивоваренного производства необходимо учитывать при создании системы сопряжения.

11.2.2.6. Этап проектирования 6: функциональный план в соответствии с DIN 40 719 и IEC 848

Представление компонентов КИПиА и рабочих цепей в схемах трубопроводов и арматуры согласно DIN 19 226 выполняет важную задачу по разъяснению функций регулирования в данном процессе, но из этого не следует никаких организационных указаний по реализации современных проектов автоматизации с использованием электронных систем управления с их многоуровневой интеграцией системных механических и других компонентов.

Этой теме посвящены стандарты DIN 40 719 и IEC 848, стандартизирующие отображение комплексных взаимосвязей в рамках технологических установок в форме функциональных планов. На рис. 11.9 (см. с. 844) приведен небольшой фрагмент маршрута сусла согласно рис. 11.7 и 11.8 — сначала в форме словесного описания технологии, а затем в виде функционального плана в соответствии с DIN 40 719. Как видно, спланированный производственный процесс зафиксирован в функциональном плане настолько однозначно, что полную ответственность за функционирование установки несет технолог-проектировщик, а при программировании контрольно-измерительных приборов у инженера по КИПиА имеется намного меньше возможностей для интерпретации, чем в случае словесного описания технологии. Если бы у кого-то возникло желание с такой же точностью выполнить словесное описание технологии, то объем подобного описания стал бы очень большим, а общее представление о закономерностях было бы утрачено.

Выводы из подобной ситуации будут подробнее рассмотрены в разделах 11.3.1 и 11.4.

Из этого примера уже ясно, что в задачу пивовара в процессе проектирования не может входить составление и детальная проверка функционального плана. Приемлемым для него может быть составление словесного технологического описания, которое он готовит совместно с поставщиком и согласует в виде «техзадания». Функциональный план вместе с функциональной схемой должны стать в последующей практической эксплуатации обязательным источником информации для обслуживающего и технического персонала, так как они отлично документируют заданное состояние установки и содержат всю детальную информацию, необходимую для понимания поведения установки в ходе эксплуатации и возможном возникновении неисправностей.

Персонал, эксплуатирующий установку, должен заботиться о том, чтобы функциональная схема, функциональное описание и руководство по эксплуатации включали в себя последние изменения. Об этом вплоть до приемки надлежит позаботиться поставщику (внесение всех изменений должно стать непреложным правилом подготовки документации), позднее ответственность за эти процедуры должна перейти к руководству пивоваренного предприятия, которому следует разработать эффективные организационные и дисциплинарные меры по безусловному постоянному обновлению документации так, чтобы любые, даже кажущиеся несущественными изменения в установке могли осуществляться лишь по письменному разрешению руководства.

Читайте также:

В диаграмме занятости инженер по интеграции технологических процессов сводит результаты производственного плана со временем, необходимым для протекания процессов мойки. Это касается:

· всех участков технологических линий, начинающихся в одном резервуаре и заканчивающихся в другом (например, процесс охлаждения сусла, начинающийся с опорожнения вирпула, включая дозирование дрожжей и заканчивающийся заполнением бродильного танка, или процесс перекачки молодого пива на дображива-ние, начинающийся с опорожнения бродильного танка, с последующим глубоким охлаждением пива и заканчивающийся заполнением лагерного танка, или процесс фильтрования, начинающийся с опорожнения лагерного танка и заканчивающийся заполнением форфаса и т. д.);

· всех маршрутов продукта (например, процесс съема дрожжей из бродильного танка в дрожжевой танк, отбор сусла из линии охлаждения сусла и подача его в установку разведения чистой культуры дрожжей, сбора лагерных осадков в дрожжевой танк для последующей реализации, и г. д.);

· всех маршрутов мойки линий, трубопроводов и емкостей, включая задействованную при этом мощность станции CIP.

При этом в качестве упрощенного правила можно принять ежедневный нормальный период занятости маршрутов и отдельных установок, не превышающий 16 часов, обеспечивающий необходимый резерв гибкости. Так как при этом впервые в данном процессе проектирования последовательно учитывается занятость оборудования процессами безразборной мойки (CIP), то это может привести к необходимости корректировки запланированной мощности технологических линий и маршрутов. Кроме того, благодаря учету фактора одновременности более четко устанавливается необходимое число маршрутов циклов CIP, работающих независимо друг от друга. Параллельно этому, частично в виде взаимозависимого процесса (см.раздел 11.3.1.1.2) происходит следующий подэтап.

Подэтап проектирования 5.3: составление функциональной схемы

К техническим требованиям, упомянутым в разделе 11.2.2.5, добавляется задача разработки схемы обвязки оборудования трубопроводами, представляющей собой оптимальный компромисс между требованиями к максимальной гибкости при минимальных инвестиционных затратах.

Методы интеграции стандартизированных производственных линий в проекте автоматизации пивоваренного предприятия

Важную задачу интегрирования приобретаемого оборудования в общую концепцию можно решать по-разному. Конечно, целью должно быть оснащение всей производственной цепочки едиными компонентами, отвечающими концепции сквозной интеграции (клапанами, измерительными датчиками, арматурой, насосами), независимо от того, что оборудование (отдельные аппараты или линии) вероятно было закуплено в силу необходимости у разных поставщиков. При этом необходимо обратить особое внимание на возможность их последующего обслуживания и наличие резерва запасных частей,

Эту цель можно реализовать согласно двум кардинально различным организационным принципам.

Вся производственная линия от единого поставщика

Основной подрядчик вместе с отобранными им субподрядчиками оснащает всю установку.

Подрядчик (поставщик) выполняет проектные и конструкторские работы по всей технологической линии (включая купленные им или предоставленные заказчиком машины) и аппараты и оснащает их унифицированными соединительными компонентами. Как правило, данный организационный принцип предлагают крупные поставщики, располагающие достаточным капиталом и которые сами производят большую часть используемой техники.

В такой ситуации не подвергается сомнению единообразие блоков и универсальность концепции автоматизации установки. Правда, у единого поставщика существует стремление оснастить линию по возможности исключительно компонентами собственного производства, сведя таким образом использование имеющихся у заказчика отдельных установок и уже закупленных им изделий к минимуму, так как они усложняют выполнение заказа и снижают собственный оборот подрядчика. Если дополнительные закупки комплексных технологических линий у третьих фирм ограничиваются лишь важнейшими компонентами, то возникает опасность, что специализированный технико-технологический опыт субподрядчика останется не востребованным и не будет оптимально использован в производственной линии заказчика.

Вся производственная линия «в одних руках»

Поставщик интегрированного производственного оборудования гарантирует функциональность всей производственной линии благодаря тому, что он оснащает соединительной арматурой навтоматизируетимеющиеся блоки, предоставленные заказчиком, и координирует работу субподрядчиков, выбранных непосредственно заказчиком.

Не являясь конкурентом субпоставщиков производственных линий, машин и аппаратов, поставщик интегрированного производственного оборудования стремится получить от партнеров комплексные производственные линии, включая технико-технологические ноу-хау, по возможности учитывая в процессе планирования их опыт.

В этом случае на унификацию оборудования и концепцию автоматизации можно повлиять с двух сторон.

1. Инженер по интеграции технологических процессов на основании технологической схемы и предоставленного субподрядчиками технического описания разрабатывает новые, специфические для данной производственной линии функциональные схемы, закупленных у субпоставщиков производственных линий в соответствии со стандартом автоматизации и оборудования, определенным для производственной линии заказчика. Если заменять придется только компоненты других поставщиков, имеющие однако ту же конструкцию и функции, то при этом в значительной степени можно заимствовать функциональные схемы и функциональный план субподрядчика.

2. Инженер по интеграции технологических процессов задает субподрядчикам согласованный с заказчиком стандарт автоматизации и соединительных компонентов, а также точки сопряжения пограничных зон производственной линии, и лишь компонует их в составе соответственно оснащенных комплексных производственных линий.

Систему управления производственными линиями поставщик интегрированного оборудования либо заново разрабатывает, исходя из предоставленных субподрядчиками функциональных планов и схем, либо пытается интегрировать в общую систему управления оригинальный вариант субподрядчика в виде «модуля». Если второй, в принципе менее затратный, путь увенчается успехом, то при разработке концепции своей системы управления изготовитель производственных линий должен обладать большим даром предвидения в вопросах точек сопряжения. И в том, и в другом случае инженер по интеграции технологических процессов разрабатывает вопросы, связанные с интеграцией систем CIP в пределах производственных линий и общие меры по организации монтажных и пуско-наладочных работ. Необходимость присутствия инженера по интеграции технологических процессов на строительной площадке при осуществлении двух последних упомянутых этапов работ зависит от конкретной ситуации, сложности отдельных частей установки, качества составленной на них документации и имеющихся договоренностей.

Обязательным условием во всех описанных выше случаях является то, что лицо, отвечающее за данную производственную линию, и инженер по интеграции технологических процессов обмениваются информацией и оказывают содействие друг другу. Эта схема работает тем лучше, чем выше их доверие друг к другу (в том смысле, что переданное ноу-хау не будет использовано конкурентами).

Поэтому фирмы, специализирующиеся исключительно на интеграции производственных процессов и не вступающие в конкуренцию ни с одним из поставщиков оборудования, Просто созданы для реализации принципа «вся установка «под одним хозяином»». Пивоваренные предприятия, для которых важно самим участвовать в создании установок «под себя», которые самостоятельно принимают решение о подборе специалиста по технологическим линиям и все-таки хотят заказывать комплексную установку «под ключ», найдут своего партнера в поставщике интегрированного оборудования производственного процесса.

11.4.2. Системы и компоненты трубопроводов, обеспечивающие несмешиваемость сред и отвечающие требованиям безразборной мойки CIP

В функциональной схеме инженер по интеграции технологических процессов определяет подбор соединительных компонентов. Большинство из этих деталей используется в производственной линии сотни и даже тысячи раз. Поэтому их конструктивные недостатки, ухудшающие работу или возможности системы CIP или требующие частого технического обслуживания, могут иметь очень серьезные последствия. Здесь требуется тщательность и бескомпромиссность выбора, и ложная экономия в этом звене особенно неоправданна.

Конечно, хотелось бы подробно представить весь широкий спектр подобных компонентов, иногда существенно отличающихся по качеству, однако из-за недостатка места ниже остановимся лишь на некоторых принципиальных моментах.

Трубное соединение

Пивовары хорошо знакомы с традиционным молочным резьбовым соединением трубопроводов согласно DIN11 851, но в качестве соединительного элемента для жесткой трубной обвязки оно плохо подходит. Тепловое расширение трубопровода (например, при мойке CIP с температурой 90°С) непоправимо деформирует уплотнения, а при охлаждении (например, пива до 0°С) резьбовое соединение теряет герметичность. «Мертвая» затяжка накидных гаек устраняет протечки, однако из-за попадающих в пространство между уплотнением и поверхностью металла остатков продукта создаются предпосылки для его непрерывного инфицирования.

Классическим «противоядием» являются изогнутые (термокомпенсирующие) трубы со скользящими опорами, которые способны сделать систему трубопроводов настолько подвижной, что это поможет сохранить прокладки. Как показывает опыт, этих мер, которые впрочем все равно необходимы для защиты трубопроводов и креплений, зачастую бывает недостаточно. Более надежными в этом отношении представляются фланцевые соединения, соединения с зажимными хомутами и модернизированные резьбовые соединения (см. рис. 11.10), в которых прокладки точно «садятся» в паз, образующийся на стыке металлических поверхностей, и которые не деформируются даже в случае экстремальных колебаний температуры.

При выборе таких элементов следует обращать внимание на то, чтобы

· точки стыка металлических поверхностей находились за пределами зоны контакта с продуктом;

· прокладки полностью заполняли пазы так, чтобы при сильных перепадах давления продукт не смог просочиться между эластомером и стенкой металла;

· использовались по возможности простые стандартные прокладки (например, кольца с круглым сечением) нормированных размеров;

· неизбежный зазор в месте соединения по возможности был закрыт прокладкой заподлицо с внутренней поверхностью трубы (см. рис. 11.10).

Прокладки, изготовленные в соответствии с изложенными конструктивными принципами, для оптимальной герметизизации настолько сильно сжаты в собранном состоянии, что под действием химических и физических производственных нагрузок обычно сохраняют приобретенную при сжатии форму. Как правило, после демонтажа их невозможно снова точно поставить в прежнее положение, но если их все-таки снова смонтируют на место, то это вызовет протечку, которую обычно можно обнаружить лишь при эксплуатации, а в худшем случае они становится источником скрытого инфицирования. Поэтому после демонтажа жестких трубопроводных систем рекомендуется прокладки заменять.

Конечно, эта рекомендация не относится к резьбовым соединениям перекидных калачей, которые при определенных обстоятельствах в течение дня бывает необходимо многократно перебрасывать. Так как с другой стороны, в этих точках отсутствует проблема, изначально присущая современным резьбовым трубным соединениям, то можно с успехом использовать «старое доброе» молочное резьбовое соединение по DIN 11 851, уплотнение которого (если его правильно затянуть) при демонтаже после использования восстанавливает свою первоначальную форму.

Читайте также: