Залог успеха или мы делимся опытом!!!

Кликните, чтобы увеличить фото

Денис Алексеевич Ефремов, инженер эксплуатации холодильного оборудования и систем кондиционирования воздуха (сотрудник Стадиона «Химик»), является автором статьи , размещенной в первом информационно-аналитический интернет-портале о применении низкотемпературной техники и технологий во всех сферах бизнеса (http://www.holodunion.ru/analyst/full_analyst/analyst/holodosnabzhenie_i_ekspluatatciya_ledovyh_aren/)

Холодоснабжение и эксплуатация ледовых арен на стадионе «Химик» (г.Кемерово)

Холодильная станция

Искусственный холод является неотъемлемым элементом технического оснащения спортивных комплексов. Поэтому залогом успеха ледового катка является хорошо отлаженная современная холодильная установка, которой отведена особая роль на стадионах с искусственным льдом.

Стадион «Химик» расположен в столице Кузбасса - городе Кемерово и является одним из самых крупных спортивных центров России. Открытый стадион и крытый модуль, вмещающие до 20 тысяч зрителей одновременно, образуют уникальный спортивно-зрелищный комплекс, и являются одними из крупнейших в мире арен для хоккея с мячом. Традиционно здесь проходят матчи чемпионата России и крупнейшие российские и международные турниры.

Холодильная станция стадиона, общей холодопроизводительностью 2300 кВт, была смонтирована и введена в эксплуатацию в 2003 году. С 2003 по 2007 гг. работала только на открытую арену с искусственным ковровым покрытием, а в 2007 году к холодильной станции подключен еще и закрытый модуль с бетонным покрытием. Каждое из полей делится на 3 сектора.

Холодильная станция была рассчитана для функционирования при среднесуточных температурах воздуха не более +10°С. Система холодоснабжения обеспечивается десятью компактными винтовыми компрессорами марки Bitzer CSH 8571-140Yпо 230 кВт каждый. Компрессоры соединены попарно (всего 5 пар) и каждая пара имеет свои общие всасывающий и нагнетательный коллекторы. Также каждый компрессор оснащен экономайзером. Охлаждение хладоносителя производится с помощью пяти пластинчатых испарителей. Для правильной работы холодильной станции также установлено 10 вертикальных линейных ресивера, по 2 на каждую пару компрессоров. В состав блочной контейнерной станции общей площадью 86,4 м² (12х7,2 м) входят также 5 воздушных V-образных конденсаторов фирмы Fincoilмощностью по 737 кВт, которые установлены на крыше холодильной станции. Температура кипения холодильного агентаt0=-18°С, температура конденсации +30 °С. В качестве холодильного агента используется газ R22. Хладоноситель - 34%-й раствор Freezium. При эксплуатации двух ледовых арен в системе обращается около 90 тонн раствора. Циркуляция хладоносителя в системе охлаждения обеспечивается тремя насосами фирмы Kolmeks мощностью по 37 кВт. Рабочее давление в системе хладоснабжение 2,5 - 4 бара. В блочной контейнерной станции установлены 3 мембранных расширительных бака для предотвращения аварийных ситуаций и компенсации температурных перепадов.

Регулировка производительности компрессорных установок происходит с помощью системы автоматики и электронного ТРВ компании Danfoss. Все параметры работы холодильной станции выводятся на компьютер.

Электроснабжение для оборудования станции холодоснабжения обеспечивается от трёх электрических щитов, установленных внутри станции. Общая электрическая мощность оборудования станции холодоснабжения составляет 1500 кВт и распределяется следующим образом: 1-й и 3-й блоки контейнерной станции (по 4 компрессора) - по 600 кВт и 2-й блок станции (2 компрессора) - 300 кВт.

Закрытая ледовая арена оснащена своей насосной станцией, которая содержит систему экстренной оттайки закрытой ледовой арены, включающая в себя пластинчатый теплообменник, а также запорной арматурой и манометрами.

Также в коллекторной установлены дополнительные насосы, обеспечивающие циркуляцию хладоносителя по закрытому ледовому полю.

Краткое описание системы хладоснабжения.

На каждом спортивном объекте с искусственным льдом имеется собственная, по-своему уникальная, система хладоснабжения - у кого-то поле состоит из 2-х секторов, а у кого-то используется многосекторная система. Систему делят на сектора для того, чтобы равномерно распределить потоки хладоносителя по ледовому полю.

Как было отмечно ранее, в нашем спортивном сооружении имеются 2 поля: закрытое и открытое, которые работают от одной холодильной установки. Каждое из полей делится на 3 сектора и для каждого - свой циркуляционный насос. Распределение потоков производится в коллекторной за счет открытия или закрытия дисковых затворов (их же можно использовать, как балансировочные вентили).

Для осуществления циркуляции хладоносителя используется три основных рабочих схем хладоснабжения:

  • индивидуальная
  • последовательная
  • параллельная

Индивидуальная схема предусматривает работу только с одним полем (либо с открытым, либо с закрытым). Но так как обычно мы начинаем эксплуатацию с закрытого поля и завершаем сезон на нем же, поэтому эту схему мы используем в основном для модуля. При этом, с целью экономичного использования энергоресурсов, рекомендуется использовать один циркуляционный насос. Также необходимо равномерно распределить потоки хладоносителя по секторам поля балансировочными вентилями, расположенными на обратном трубопроводе. Данная схема предусматривает работу от одного до четырех компрессоров в зависимости от тепловой нагрузки на ледовую поверхность.

Последовательная схема предусматривает работу с двумя полями. Эта схема считается у нас самая экономичная. При такой схеме работает минимальное число компрессоров (или не работают вообще) и функционирует всего 1 насос. Поток хладоносителя по подающему трубопроводу с помощью насоса поступает на закрытую арену. При прохождении через поле он подогревается на 2-3°С и далее подогретым идет на открытое поле, где за счет окружающей среды охлаждается на эти же 2-3°С. То есть получается, не затрачивая дополнительной энергии, мы эксплуатируем 2 ледовых поля. Такая система называется Free Cooling, что в переводе с англ. «свободное (естественное) охлаждение». Free Cooling является экономичным способом использования низких внешних температур наружного воздуха для охлаждения хладоносителя, который затем будет использован для производственного процесса. Плюсом такой схемы является то, что при низких температурах возможно не только естественное охлаждение, но и подогрев открытого поля, что в значительной степени сокращает вероятность появления трещин на поверхности льда при изменении температуры окружающей среды. К другим преимуществам Free Cooling можно отнести значительную экономию электроэнергии в зимний период, экономию ресурса системы, за счет меньшего времени работы компрессоров, а как следствие - уменьшаются затраты на ремонт и обслуживание.

Правда стоит отметить, что данная схема работает эффективно, когда температура окружающего воздуха не выше -10°С. Если температура окружающего воздуха находится в интервале от -10°С до -5°С, то дополнительно включаются компрессоры. Выше -5°С - данная схема не работает.

Параллельная схема используется при температуре окружающей среды от -5°С до +10°С. Она является самой затратной с точки зрения энергопотребления, т.к. работают два, или три насоса и, в зависимости от погодных условий, от двух до десяти компрессоров. При такой схеме идет равномерное распределение на 2 потока: на открытое и закрытое поле.

Подготовка холодильной станции к сезонной эксплуатации.

От систематичности проведения профилактических работ и профессионализма обслуживающего персонала, напрямую зависит срок службы холодильной станции. Регулярный осмотр и профессиональное обслуживание – это страховка от поломок и гарантия бесперебойной работы. Поэтому заранее должен быть составлен график ППР с целью грамотного планирования профилактики и ремонта оборудования и определения приоритетности профилактических работ.

Сразу же после остановки холодильного оборудования необходимо отключить электрические щиты управления. Часто рекомендуют при остановке чиллеров на длительный срок перекрывать запорную арматуру на системе хладоснабжения. Это действительно надо выполнить, если системе хладоснабжения необходим ремонт (т.е. сброс хладоносителя). Если ремонт не требуется, не стоит их перекрывать. Дело в том, что при остановке ХС хладоноситель в системе еще имеет отрицательную температуру, а при нагреве начинает, как любая жидкость, расширяться. Расширение это принимают на себя расширительные баки, которые расположены обычно в ХС, или вблизи насосной группы. Если закрыть запорные вентили, то сообщения между полем и баками не будет и может произойти порыв трубы на поле, или разгерметизация муфтового соединения, поиск которого займет много времени и сил персонала.

Далее следует провести тщательный профилактический осмотр всего холодильного оборудования: на наличие масляных подтеков, микротрещин, вмятин. Также стоит проверить все соединения на утечки. Обязательно надо проверить уровень хладагента в линейных ресиверах, и записать в виде схемы в сменный журнал, чтобы потом сравнить уровни при пуске ХС. Дело в том, что время простоя оборудования составляет 2-3 месяца, и перед запуском ХС необходимо замерить и сверить уровни в ресиверах: если уровень незначительно повысился - это нормальное явление. В нашем случае конденсаторы находятся выше линейных ресиверов, и при изменении погоды на улице происходит перетекание хладагента в ресиверы. Из ресивера фреон, естественно, никуда не денется - не даст установленный перед ресивером обратный клапан, а после ресивера соленоидные клапана. Если же уровень в каком-нибудь ресивере понизился, то это явный признак утечки хладагента, либо пропускают соленоидные клапана, установленные после ресивера.

Но вернемся к профилактике оборудования. Важно проверить все сварные и резьбовые крепления, подверженные вибрационному воздействию (крепления компрессоров, крепления конденсаторов, магистральные трубопроводы, крыльчатки вентиляторов конденсатора).. Далее, после ревизии фреонового контура, осмотру подвергаются открытые части трубопроводов системы хладоснабжения. На закрытой арене частично открываются технические каналы, где расположены коллекторные подающие и обратные трубопроводы с целью осмотра соединений и просушки самого канала. На открытом поле трубопроводы хладоснабжения находятся под искусственным ковром, и с целью профилактики, выборочно откапываются коллекторы и проверяется протяжка муфтовых соединений. Этот краткий перечень осмотра позволяет выявить проблемные места в холодильной установке в целом.

В процессе осмотра проверяются приборы КИПиА. И последнее: обязательно, после каждой операции осмотра, результаты записать в журнал для составления подробного плана ремонтных работ.

Подготовка к пуску холодильной станции.

Перед началом заливочного процесса ледовой арены подводятся итоги ревизионных работ и начинается очередной (самый ответственный) профилактический осмотр оборудования холодильной станции перед запуском в эксплуатацию. Как было сказано в предыдущем разделе, проводится осмотр по тому же сценарию (не забываем про уровни фреона в ресиверах перед запуском компрессоров). Проверяем (еще раз) герметичность фреонового контура, герметичность контура хладоснабжения, изоляцию на трубопроводах. Важно провести корректировку давлений на линиях хладоснабжения. Теперь переводим в «боевую готовность» саму холодильную станцию. Проверяем задвижки на системе хладоснабжения, соленоидные вентили и переводим потоки на индивидуальную схему (закрытая арена), проверяем вентиля на расширительных баках, при этом все сервисные вентиля на компрессорах, на линейных ресиверах, на масляных линиях и на всем фреоновом контуре должны быть открыты. Визуально проверяются уровни масла в компрессорах.

В это же время сверяются настройки всех контроллеров управления автоматикой, для чего на выключенном оборудовании проводится тест на срабатывание аварий. Важно не забыть за 6 часов до запуска компрессоров включить подогрев картера. Для чего это делается? На период простоя ХС масло в картере компрессора поглощает определенное количество хладагента, в зависимости от давления и температуры в картере. При остановке компрессора, количество поглощенного маслом хладагента может быть настолько большим, что уровень масла поднимется и, следовательно, уровень будет казаться значительно большим. При пуске компрессора без предварительного подогрева давление в картере падает, масло вскипает, выделяя пары хладагента. Масляная пена попадает в полость сжатия компрессора, что может привести к гидравлическому удару и повышенному попаданию масла в систему.

Поглощению маслом хладагента способствует то обстоятельство, что если место, где расположен компрессор, имеет более низкую температуру, чем другие части системы, то в этом случае, когда система не работает, возможно скапливание хладагента в самой холодной части системы. Информация о том, что возможная концентрация хладагента в масле наименьшая при высоких температурах и одновременно низком давлении в картере, позволяет сделать заключение о необходимости применения подогревателя картера.

Подогреватель картера поддерживает масло в картере компрессора при такой температуре, которая выше, чем температура самой холодной части системы. ТЭН нагревается до температуры, при которой, в случае правильной установки, перегрев масла невозможен. Подогреватель картера помогает предотвратить гидроудар, вспенивание и унос масла при пуске компрессора. Однако, гидроудар может стать результатом неправильного устройства линии всасывания и, как следствие, накапливание там хладагента и масла, от этого подогреватель защитить не может. Этого можно избежать, если правильно и внимательно сконструировать линию всасывания.

Как видно, для того, чтобы продлить срок службы холодильного оборудования и максимально уменьшить затраты на его ремонт необходимо выполнять не такие уж сложные правила по его эксплуатации и обслуживанию.

www.holodunion.ru



Министерство спорта туризма и молодежной политики Российской Федерации

Департамент молодежной политики и спорта Кемеровской области

Администрация г. Кемерово

Управление культуры, спорта и моложежной политики администрации города Кемерово

Кемеровский городской совет народных депутатов

Спортивный портал Кемеровской области «Кузбасс спортивный»

ХК «Кузбасс»

Наша страница Вконтакте


Многофункциональный центр предоставления государственный и муниципальных услуг в г.Кемерво

Официальный интернет-портал правовой информации

Портал госуслуг Российской Федерации

регистрация на портале

МСАУ "Стадион Химик"
г. Кемерово, ул. Кирова, 41, тел. +7(3842) 348851