速凍隧道技術(shù)文件2

1、自動(dòng)速凍隧道技術(shù)文件煙臺(tái)市奧威制冷設(shè)備有限公司自動(dòng)速凍隧道介紹一、設(shè)計(jì)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(gè)，每個(gè)貨架擺貨10層，層高240mm,每層擺貨8盤（盤，630mm440mm120mm）按每盤貨重16計(jì)算，庫體內(nèi)存貨量為129T。設(shè)計(jì)凍結(jié)時(shí)間為8小時(shí)，即每小時(shí)出入貨量為13T，平均速度為816盤h。二、自動(dòng)速凍隧道特點(diǎn)：1、 全自動(dòng)運(yùn)行，全部設(shè)備皆在數(shù)控編程PLC,伺服控制下自動(dòng)運(yùn)行。2、 采用下進(jìn)貨、上出貨方式，更利于庫內(nèi)冷熱空氣交換。3、 進(jìn)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(dòng)速凍隧道運(yùn)行原理：1、 分割肉食品在托盤內(nèi)，通過傳送帶自動(dòng)傳送到隧道內(nèi)，裝盤推送裝置自動(dòng)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(shí)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(jìn)料液壓裝置（1）推動(dòng)貨架向隧道內(nèi)凍結(jié)貨物區(qū)，同時(shí)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(dòng)貨架進(jìn)入上層凍結(jié)區(qū)，向貨物進(jìn)口方向前進(jìn)，同時(shí)將需出貨貨架推送至進(jìn)貨端提升裝置（1）上。4、 提升裝置（1）分級(jí)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(shí)進(jìn)貨裝盤裝置則將進(jìn)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(dòng)推動(dòng)貨架向隧道內(nèi)前進(jìn)，開始下一輪貨物的凍結(jié)循環(huán)。貨物沿運(yùn)行方向不斷移動(dòng)，每一貨架在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)通過隧道的整個(gè)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(dòng)，肉類食品凍結(jié)均勻。結(jié)構(gòu)示意圖如下： 自動(dòng)速凍隧道是一次小量入貨，隧道內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間大熱量的現(xiàn)象，溫度波動(dòng)很小,庫內(nèi)溫度始終恒定在設(shè)定的溫度，進(jìn)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(jì)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(shí)出貨，按8小時(shí)計(jì)算，每小時(shí)速凍量為13噸。2、設(shè)計(jì)參數(shù)： （1）室外計(jì)算溫度：車間內(nèi)空調(diào)溫度15（2）設(shè)計(jì)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(jì)算 設(shè)備耗冷量包括貨物熱量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量、電機(jī)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(hù)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(jì)算。 經(jīng)計(jì)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(hù)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(jì)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(jì)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(yùn)載工具重量系數(shù)取0.3（鐵皮類），每小時(shí)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(hù)結(jié)構(gòu)因提前降溫不考慮耗冷量。本項(xiàng)小計(jì)Q2=1020Kw3、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱量Q3：一套風(fēng)冷式速凍裝置，要想達(dá)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(jì)，冷風(fēng)風(fēng)速無貨物時(shí)達(dá)到1.52m/s才能更好的進(jìn)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(gè)區(qū)域，每個(gè)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(tái)軸流風(fēng)機(jī)，則每臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)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(jī)功率不至于過大浪費(fèi)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(jī)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(jī)，每臺(tái)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(tái)共792000m3/h風(fēng)量，符合風(fēng)量要求。上下兩個(gè)區(qū)域共需要軸流風(fēng)機(jī)96臺(tái)，總功率144KW。這樣，軸流風(fēng)機(jī)耗冷量為144KW，加上提升電機(jī)、油泵電機(jī)和輸送電機(jī)功率約35KW，電機(jī)耗冷量Q3=179K

8、W。通過13項(xiàng)計(jì)算得知，圍護(hù)結(jié)構(gòu)、貨物、通風(fēng)換氣、電機(jī)耗冷量總共為10+1020+179=1209KW，即速凍隧道理論總耗冷量為1209KW。實(shí)際上，裝置運(yùn)行還存在著其他未計(jì)算的冷量損失，比如出入貨空氣交換、傳送帶進(jìn)出庫體等，還要考慮貨物溫度可能高于設(shè)計(jì)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(jī)蒸發(fā)器選型：因?yàn)殇撡|(zhì)材料蒸發(fā)器強(qiáng)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(jī)，經(jīng)試驗(yàn)室檢測(cè)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(jì)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(jì)32臺(tái)冷風(fēng)機(jī)蒸發(fā)器，則每臺(tái)蒸發(fā)器設(shè)計(jì)蒸發(fā)面積約為488.6平米，實(shí)際配置蒸發(fā)面積為500平米/臺(tái)，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(jì)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(diǎn)，采取蒸發(fā)器錯(cuò)開布置，風(fēng)機(jī)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?yàn)槔?，布風(fēng)流程為下層軸流風(fēng)機(jī)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(dòng)，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(jī)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(dòng)，與貨物發(fā)生熱交換后溫度升高，被下層軸流風(fēng)機(jī)吸入，完成一個(gè)冷風(fēng)循環(huán)。另外，裝置進(jìn)出貨方式為下部區(qū)域進(jìn)貨上部區(qū)域出貨。因?yàn)樨浳镞M(jìn)入速凍裝置初始溫度很高，熱交換劇烈，極易可能造成進(jìn)貨區(qū)溫度明顯高于出貨區(qū)，傳統(tǒng)的上進(jìn)貨下出貨方式則起到了推波助瀾的作用，上部進(jìn)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?yàn)槔淇諝獠豢赡苌仙缴喜窟M(jìn)貨區(qū)域，造成部分冷量浪費(fèi)。我們改為下進(jìn)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(diǎn)，對(duì)進(jìn)貨區(qū)域進(jìn)行冷量補(bǔ)充，使布風(fēng)

11、更合理，溫度場(chǎng)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(yùn)沖霜，勢(shì)必造成庫體內(nèi)短時(shí)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(yùn)行，保持庫內(nèi)溫度相對(duì)穩(wěn)定。速凍裝置制冷系統(tǒng)比較合理的管路設(shè)計(jì)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(gè)區(qū)域，上下各4個(gè)，如圖所示：制冷管路設(shè)計(jì)為ABCD 4個(gè)區(qū)域，各設(shè)置一路供液回氣管路，熱氨融霜時(shí)流程如下：A區(qū)4臺(tái)蒸發(fā)器融霜時(shí)，AB兩區(qū)軸流風(fēng)機(jī)停止運(yùn)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(shí)熱氨融霜，兩區(qū)融霜結(jié)束后轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài)，間隔一段時(shí)間后轉(zhuǎn)入CD兩區(qū)熱氨融霜。進(jìn)

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(gè)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(tái)蒸發(fā)器沖霜時(shí)，AB兩區(qū)蒸發(fā)器都要停止運(yùn)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(shí)間轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行，間隔一段時(shí)間轉(zhuǎn)入CD兩區(qū)沖霜。如果水量充足，也可以兩個(gè)區(qū)域同時(shí)沖霜。供液回氣管路設(shè)計(jì)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(yùn)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(jì)不合理，極易可能造成地坪凍鼓。地坪防凍可通常有兩個(gè)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(jī)房?jī)?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(diǎn)，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(jī)械強(qiáng)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(jī)作為人機(jī)界面，進(jìn)行人機(jī)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(jī)及控制器采用德國SEW。4） 傳感器采用士研電器（臺(tái)灣）。2. 控制方案先進(jìn)的伺服控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)貨架的準(zhǔn)確定位；變頻器驅(qū)動(dòng)傳送帶實(shí)現(xiàn)軟起軟停，延長電機(jī)的壽命；每個(gè)動(dòng)作點(diǎn)均有兩只傳感器并聯(lián)組成，做到一備一用，確保動(dòng)作連貫性；HMI界面友好，易操控，實(shí)時(shí)溫度、報(bào)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(shí)的單獨(dú)控制。設(shè)備安全運(yùn)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(jìn)行，否則容易發(fā)生安全事故。在電器設(shè)計(jì)中，我們已經(jīng)考慮了周全的安全保護(hù)元件和程序，遇到不正常狀況自動(dòng)保護(hù)，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(hù)、液位保護(hù)等，對(duì)于末端設(shè)備僅有低壓循環(huán)桶上的安全閥進(jìn)行低壓力保護(hù)，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(cái)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(yùn)行壓力很多的壓力測(cè)試，制冷管道也經(jīng)過壓力試驗(yàn)，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(yùn)行時(shí)按照正常操作規(guī)程操作的一般不會(huì)出現(xiàn)安全事故，但是在實(shí)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(shí)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(hù)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(jìn)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