Turvallinen tuotannonlaajennus ammoniakki-glykolijäähdyttimen avulla

Mack Hajjar, Projects Engineer, Tri Tech Refrigeration Australia

Vuonna 1994 perustettu Tri Tech Refrigeration Australia on yksi Australian johtavista teollisten kylmäjärjestelmien urakoitsijoista ja palveluntarjoajista. Yhtiö on keskittynyt erityisesti luonnollisten kylmäaineiden, ammoniakin ja hiilidioksidin käyttöön.

Zammit Ham & Bacon Curers on perheyritys. Se sai alkunsa vuonna 1954, kun teurastaja Francis Zammit muutti Maltalta Australiaan ja alkoi poikiensa kanssa valmistaa maltalaisia makkaroita paikalliselle yhteisölle. Vuonna 1958 Zammitin perhe laajensi toimintaansa ja alkoi valmistaa kinkkutuotteita, joista yritys on nykyään tunnettu. Zammit Ham & Bacon Curers valmistaa pientuotteet alusta asti itse. Se luo ainutlaatuisia tuotteita hyödyntämällä uusinta teknologiaa, jolla se ohjaa ja seuraa tuotteiden palvausta, kypsennystä ja pakkaamista Sydneyn Pendle Hillissä sijaitsevassa tehtaassaan.

Tri Tech Refrigeration Australia suunnitteli, asensi ja otti käyttöön ammoniakkijäähdytyslaitteet Zammitin tehtaassa Pendle Hillissä. Vuonna 2018 rakennettiin kaksi uutta tuotantoaluetta, joissa siivutetaan ja pakataan pientuotteita. Alueet sijaitsevat kaukana olemassa olevasta glykolijäähdytysinfrastruktuurista. Siksi tarvittiin valmis glykolijäähdytin- ja pumppupaketti, joka voitiin kytkeä olemassa oleviin ammoniakki-, korkeapaineneste- ja imuputkistoihin. Se piti kytkeä myös kahden uuden tuotantoalueen uusiin glykoliputkistoihin. Tuotantoalueilla, joissa työskentelee paljon ihmisiä, käytetään ammoniakin sijaan usein glykolia turvallisuussyistä.

Ehdotetun glykolijäähdyttimen ja pumpun piti käyttää ammoniakkia, tehtaan ensisijaista kylmäainetta, jäähdyttämään 30-prosenttista propyleeniglykoliliuosta. Sitä taas käytettiin toissijaisena kylmäaineena jäähdyttämään kaksi uutta tuotantoaluetta 8–12-asteiseksi. Tarvittiin 250 kW:n lämmönsiirrin, joka voisi jäähdyttää saapuvan 30-prosenttisen propyleeniglykolin +1,5 – -3,5 asteen lämpöiseksi ammoniakilla höyrystymislämpötilan ollessa -9 °C.

Tri Tech Refrigeration Australia arvioi monia lämmönsiirrintyyppejä ja -kokoonpanoja. Lopulta se valitsi Vahteruksen PSHE 5/4HH Combined Plate & Shell -lämmönsiirtimen seuraavista syistä:

Kompakti koko: valittu Vahteruksen yksikkö mahtui pienemmälle alustalle kuin tavanomaiset levylämmönsiirtimet, joita oli asennettu muualle tehtaaseen vuonna 2014 ja joista kahdella oli samankaltainen kapasiteetti.
Pienemmät kustannukset: valittu Vahteruksen yksikkö pienensi kokonaiskustannuksia, koska siihen ei tarvittu ulkoista pisaranerotinta eikä liitäntäputkia ja venttiilejä. Myös eristys oli yksinkertaisempaa.
Parempi turvallisuus: täysin hitsattu rakenne pienensi vuotoriskiä osittain hitsattuihin/tiivisteellisiin tai juotettuihin levylämmönsiirtimiin verrattuna.

Kokoonpano:

Pinnankorkeuden säätö: Danfoss SV4 -pilot-ohjausventtiili ja PMFL 80-3 -pääventtiili, jotka nopeuttavat käyttöönottoa ja joihin tarvitaan vähemmän PLC-ohjaimia.
Korkeanpinnan säätö: Hansenin HLLe-sarjan uimuri korkean pinnan katkaisulla EVM NC -pilotissa kytkettynä PMFL 80-3 -yksikön SI-porttiin ja päälaitoksessa toissijainen ammoniakin erotin myötäsuuntaan.
Painesuojaus: Hansenin kaksi ylipaineventtiiliä säädettynä 1 800 kilopascaliin vaippapuolella ja glykolipiirin paine rajoitettuna 600 kilopascaliin.
Ammoniakin säätö: imulinjassa Danfoss ICS 80-3. SI- ja SII-porteissa EVM- ja CVP-venttiilit, jotka voidaan avata tai sulkea -9 celsiusasteessa (kylläisen imukaasun lämpötila) (201 kPa(g)). P-portissa on CVP-venttiili, joka on asetettu rajoittamaan painetta 0 asteessa (kylläisen imukaasun lämpötila) (328 kPa(g)).
Glykolin säätö: glykoli asetettu täydelle virtaukselle mahdollisimman pienellä ohivirtauksella käyttämättä pumpun taajuusmuuttajaa. Glykolin lämpötilaa säädetään avaamalla ja sulkemalla imupuolen EVM-venttiilejä (ja samalla siis avaamalla ja sulkemalla pääimuputkien venttiilejä), jotta glykolin lähtölämpötila on -3 – -4 °C epäherkkyysalueella.

Yksikkö asennettiin joulukuussa 2017 ja otettiin käyttöön maaliskuussa 2018. Yksikkö toimi odotetusti, eikä suorituskyvyn, lämpötilojen tai painehäviön kanssa ole ollut ongelmia. Pinnankorkeuden säätö ja öljynpalautus/ öljynerotintilavuus toimivat hyvin.

Käyttöönoton aikana oli ongelmana korkea ammoniakkipitoisuus käynnistyksessä glykolin korkean lämpötilan vuoksi. Ongelma ratkaistiin ohjelmoimalla ulospumppaus yksikön pysähtyessä ja syöttämällä ammoniakkinestettä sykäyksittäin käynnistyksessä. Suurempi vaippa pisaranerotukseen käynnistyksen yhteydessä on vaihtoehto mutta kalliimpi ratkaisu.

Tämä yksikkö oli ensimmäinen Vahteruksen Plate & Shell Combined -lämmönsiirrin, jota Tri Tech Refrigeration Australia käytti omassa projektissaan. Sittemmin yhteistyötä on jatkettu seuraavissa hankkeissa:

Kahden Vahteruksen glykolijäähdyttimiä käyttävän, USA:ssa kootun paketin käyttöönotto tammikuussa 2018.
Kahden uuden laitoksen suunnittelu ja asennus. Niissä on kolme ammoniakkia ja hiilidioksidia kylmäaineena käyttävää kaskadilauhdutinta, ja ne otettiin käyttöön tammikuussa 2019 ja tammikuussa 2020.
Viiden Mayekawan rakentaman NewTon-laitteen asennus ja käyttöönotto heinäkuussa 2019. Niissä on käytetty Vahteruksen Plate & Shell -teknologiaa.
Toisen 800 kW:n ammoniakki-glykolijäähdyttimen suunnittelu. Se on tarkoitus rakentaa ja asentaa vuoden 2020 toisella neljänneksellä. Käyttöönotto vuoden 2020 kolmannella neljänneksellä.
Valikoima lisäsiirtimiä suunnittelussa olevissa potentiaalisissa tulevaisuuden projekteissa, jotka vaativat kompakteja Plate & Shell -lämmönsiirtimiä ammoniakki/hiilidioksidikaskadi-, ammoniakkitulistuksenpoistin-, glykolinjäähdytin- tai ammoniakin alijäähdytyssovelluksissa.

Turvallinen tuotannonlaajennus ammoniakki-glykolijäähdyttimen avulla

Resources page

Contact Us