Аммиак, открытый 255 лет назад, является одним из наиболее эффективных хладагентов. Высокие энергетические показатели, интенсивность теплообмена при изменении агрегатного состояния (конденсация, кипение) обеспечили широкое использование аммиака при решении задач хладоснабжения крупных предприятий с высокой холодопроизводительностью.

 

Основные преимущества аммиака обусловлены тем, что он:

- обладает термодинамическими и теплофизическими характеристиками, позволяющими получать высокий КПД в холодильных установках;

- химически нейтрален по отношению к большинству конструкционных  материалов холодильных установок, за исключением меди и сплавов на ее основе;

- не растворяется в смазочных маслах, применяемых в конструкциях холодильных установок, не чувствителен к влаге и легко обнаруживается в случае утечки;

- не способствует созданию парникового эффекта;

- имеет невысокую стоимость и легко доступен на рынке.

Вопрос преимущественного использования аммиака практически решен положительно во всем мире, несмотря на то, что у аммиака есть ряд серьезных недостатков. В частности, это вещество:

- обладает высокой токсичностью (предельно допустимая концентрация аммиака в рабочих помещениях должна быть не выше 20 мг/м3,) однако даже при более слабой концентрации характерный запах аммиака в случае его появления вызывает сильную панику; при более высоких концентрациях появляются серьезные затруднения дыхания вплоть до удушья; смертельная концентрация аммиака – 30 г/м3);

- является взрывоопасным (при концентрации в воздухе 200-300 г/м3 возникает угроза взрыва; температура самовоспламенения равна 650 °С);

- создает опасность ожогов при растворении в воде, поскольку этот процесс сопровождается выделением значительного количества тепла;

- имеет высокую температуру нагнетания при сжатии в холодильных компрессорах.

 

Ощутив весь объем неприятностей, связанных с «парниковыми» фреонами, Европа стала активно ограничивать или вовсе запрещать их применение. Дания с 2007 г. ввела, а Австрия и Швейцария с 2008 г. вводят запрет на использование «парниковых» фреонов с GWP выше 2000. В странах ЕС вводят специальные налоги на их использование и штрафы за утечку в атмосферу.

Например, в скандинавских странах налог на фреон R404A составляет 75 Евро за 1 кг, а штраф за утечку 30% заправки в год в Нидерландах составляет 29 000 Евро. Предел единичной заправки ограничивается 300 кг на каждую установку с обязательным автоматическим контролем утечек. Вводятся жесткие меры контроля для систем с заправкой от 30 кг фреона и выше.

 

 

Вопросы глобального потепления климата и вклад в этот процесс выбросов «парниковых» газов, в том числе и фреонов, выдвигаются в ряд жизненно важных и обсуждаются на самом высоком уровне как на встречах глав «восьмерки» ведущих государств мира, так и в ООН и в различных международных комитетах. Согласно последнему докладу ООН в 2007 г. «GEO-4», межправительственной группы экспертов по изменению климата Земли (IPCC) потепление климата неоспоримо доказано и подтверждается ростом средних мировых температур воздуха и океана, а также повсеместным таянием материковых ледников и океанических ледниковых полей Арктики и Антарктики

 

Альтернативой «парниковым» фреонам ведущие специалисты и ученые промышленно-развитых стран мира считают аммиак и диоксид углерода, а также комбинированное их сочетание в холодильных системах.

Уже сейчас 75% промышленного холодильного оборудования Европы (кроме Франции и Нидерландов, где это значение ниже) работает на аммиаке и эта тенденция носит заведомо растущий характер с введением в строй  каскадных систем на аммиаке в сочетании с диоксидом углерода, либо двухконтурных систем, где диоксид углерода работает как хладоноситель.

Существенной деталью разработки новых холодильных установок и систем с аммиаком в мире стало обеспечение дозированной заправки хладагента и разделение на блоки в рамках крупных централизованных систем хладоснабжения, применение защитной автоматики и систем контроля концентрации аммиака в помещениях.

Имея историю использования в промышленном холоде более 130 лет, аммиак укрепляет свои позиции в Канаде, США, Австралии, в ряде стран Азии и в большинстве стран Европы.

 

Большинство существующих аммиачных холодильных установок построены по типовым проектам 50-60 годов прошлого века и не соответствуют современным требованиям промышленной безопасности. Холодильные камеры оснащены оборудованием, в котором циркулирует в больших количествах аммиак. Перевод систем охлаждения камер на менее аммиакоемкие практически не реализуется.

Опасность объектов с аммиаком возрастает из-за организации на территории хладокомбинатов предприятий мелкооптовой торговли. На площадках самих объектов и в помещениях холодильных камер находится большое количество посторонних лиц, не ознакомленных с опасностью и действиям при возникновении аварийной ситуации, что может привести к человеческим жертвам при аварии или инциденте с выходом аммиака из системы.

На холодильных объектах в большинстве случаев используются аммиакоемкие системы охлаждения камер с централизованными разветвленными насосно-циркуляционными схемами непосредственного кипения аммиака. В трубных приборах охлаждения (пристенные и потолочные батареи) находится большое количество аммиака. Общее количество аммиака на каждом объекте исчисляется десятками тонн.

 

Вопросам безопасности аммиачных установок и изменениям в концепции такой безопасности традиционно уделялось большое внимание. С 30-х годов XX века в СССР было разработано несколько изданий «Правил устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок», каждое из которых соответствовало своему уровню развития холодильной техники. Были разработаны также «Мероприятия по повышению безопасности аммиачных холодильных установок» (1979 г.) и «Методические указания по контролю за соблюдением правил техники безопасности на холодильных установках (1984 г., 1991 г.).

В последнее время в связи с ростом числа новых предприятий, производящих, среди прочего, мороженое, пиво, напитки, колбасные изделия и т.д., потребность в холодильных установках резко возросла.

 В соответствии с требованиями Федерального закона от 21.07.97 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» были разработаны

Правила безопасности аммиачных холодильных установок ПБ 09-595-03, содержащие организационные, технические и технологические требования, выполнение которых способствует обеспечению безопасности при использовании стационарных компрессорных холодильных установок (систем хладоснабжения), работающих по замкнутому циклу с аммиаком в качестве холодильного агента.

 

Аммиачные холодильные установки являются объектами повышенной опасности, аварии которых из-за токсичности аммиака, а также из-за расположения АХУ на предприятиях в населенных пунктах могут привести к тяжелым последствиям.

 

Основные элементы аммиачных холодильных установок, обеспечивающие протекание технологического процесса получения холода, — сосуды, трубопроводы и компрессоры.

Лицензирование аммиачных систем хладоснабжения обеспечивает значительное увеличение безопасности их эксплуатации. При этом предприятия были вынуждены привести в надлежащий порядок проектную и эксплуатационную документацию, провести дооснащение аммиачных систем необходимыми для безопасной эксплуатации техническими средствами

 

Основной нерешенной проблемой подконтрольных организаций является применение устаревших технологий, моральный и физический износ эксплуатируемого оборудования.

Темпы обновления производств и замены изношенного оборудования практически в каждой отрасли не соответствуют современным требованиям и условиям экономического роста. Собственники объектов не всегда заинтересованы в финансировании мероприятий по повышению уровня технологической безопасности.

 

 

 

Действующие аммиачные холодильные установки, построенные в советское время, в своем большинстве имеют существенные отступления от современных норм безопасности.

 

Эти отступления можно разделить на следующие группы:

 

1) помещения аммиачных холодильных установок. Встречаются следующие отступления: оборудование АХУ располагается в подвальных и цокольных помещениях; недостаточна площадь легкосбрасываемых конструкций; отсутствуют тамбур-шлюзы между машинными (аппаратными) отделениями и вспомогательными помещениями; недостаточно количество эвакуационных выходов; эвакуационные пути из вспомогательных помещений проходят через машинные и аппаратные отделения; отсутствуют противопожарные стены между машинными (аппаратными) отделениями и

вспомогательными помещениями; отсутствуют поддоны под ресиверами;

2) холодильное оборудование. Несоответствие производительности оборудования тепловым нагрузкам: недостаточна мощность испарителей, конденсаторов. Не соблюдаются нормативные расстояния между оборудованием. Завышена вместимость линейных ресиверов. Отсутствуют воздухоотделители, водоподготовка, поплавковые регуляторы уровня на дренажных линиях после оттаивания приборов охлаждения. Общая

изношенность оборудования и трубопроводов. Загрязненность теплообменной поверхности аппаратов. Работа на неэкономичных режимах;

 

3) автоматизация аммиачных холодильных установок. Отсутствует автоматическое регулирование температуры охлаждаемых объектов и холодопроизводительности компрессорного оборудования перерасход электроэнергии на выработку холода. Отсутствуют или находятся в неработающем состоянии регуляторы уровня жидкого аммиака в сосудах и аппаратах, реле уровня для аварийной остановки оборудования и предупредительной сигнализации; соленоидные вентили; приборы и системы противоаварийной защиты. Не действуют защитные блокировки;

 

4) отсутствует система контроля уровня загазованности;

5) инженерное оборудование. Системы вентиляции выполнены с нарушениями: Отсутствует противопожарное водоснабжение, автоматическая пожарная сигнализация, автоматическое пожаротушение, молниезащита, сигнализация «Человек в камере», аварийное освещение, I категория электроснабжения для потребителей аварийной вентиляции, аварийного освещения и пожарной сигнализации, кнопки общего аварийного отключения оборудования и включения вентиляции, телефонизация и система оповещения.

 

При реконструкции и новом строительстве неизменным является требования:

- технические решения и проекты должны быть высокого качества, и в  проектах должны быть заложены самые передовые достижения.

К сожалению, отечественное машиностроение сегодня производит холодильное оборудование и арматуру, работающее на аммиаке, не отвечающее запросам Заказчика  поэтому в проекты приходится закладывать только импортное оборудование.

 Наиболее явно на холодильном рынке представлено промышленное оборудования  фирм-производителями оборудования высокого качества: «Йорк» (Джонсон Контролс) , «Геа Грассо Рефрижерейшн» и «Майком».

 

- максимальное снижение их аммиакоемкости.

 В зависимости от специализации предприятия, его месторасположения возможны три пути решения задачи:

– замена аммиакоемких трубных систем охлаждения на эффективные малоаммиакоемкие воздухоохладители;

– реконструкция установок с использованием промежуточного хладоносителя в приборах охлаждения;

– создание новых систем охлаждения с промежуточным хладоносителем на базе охладителей жидкости (чиллеров) с малой (дозированной) заправкой аммиаком. Применение чиллеров обеспечивает меньшее суммарное количество аммиака в системе.

 

 

Уровень опасности действующих АХУ может быть снижен, если применять  компенсирующие мероприятия т.е. технические мероприятия, направленные на: уменьшение испаряемости жидкого аммиака за счет уменьшения поверхности розлива аммиака (использование поддонов или приямков под сосудами); а также подавление испарения паров аммиака; приведение в соответствие с требованиями Ростехнадзора систем контроля загазованности воздуха парами аммиака и совершенствование работы вентиляции.

 

  С этой целью необходимо:

 

1. Разработать индивидуальные проекты по модернизации и реконструкции аммиачных холодильных установок предприятий, имея ввиду значительное - на порядок и ниже, снижение аммиакоемкости систем охлаждения и внедрения современных систем автоматизации и сигнализации работы установок.

2. Основным мероприятием по снижению аммиакоемкости систем холодоснабжения считать замену устаревших трубных приборов охлаждения камер на современные воздухоохладители как непосредственного охлаждения, так и с применением вторичного хладоносителя - без циркуляции аммиака в камерах.

3. В машинных отделениях целесообразно применить современное малоаммиакоемкое холодильное оборудование, используя при этом аммиачные холодильные установки блочного типа с малой заправкой аммиака .

 

Одним из важных результатов после проведения указанных мероприятий станет резкое повышение уровня эксплуатации холодильных установок, что обеспечит в дальнейшем их безаварийную работу.

 

Наша общая задача – обеспечить необходимый уровень защищенности жизненно важных интересов личности и общества путем целенаправленного повышения промышленной безопасности опасных производственных объектов, эксплуатирующих аммиачные холодильные установки.