ДИСЦИПЛИНА: «Транспортное обеспечение коммерческой

деятельности»

ТЕМА № 20: ВОДНЫЙ ХОЛОДИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ.

ХОЛОДИЛЬНЫЕ КОНТЕЙНЕРЫ

Кемерово

2008

Вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Характеристика водного холодильного транспорта.

2. Особенности холодильных контейнеров.

Введение

Установки, вырабатывающие искусственный холод, широко применяются во многих отраслях народного хозяйства. Особое значение такие установки имеют для рыбного хозяйства страны. Искусственный холод стал одним из основных технологических средств при производстве продукции высокого качества, так как с его помощью обеспечивается быстрая обработка рыбы и морепродуктов непосредственно после их добычи, а затем длительное хранение полученной продукции. Искусственный холод применяют также и при длительном хранении рыбопродукции, выработанной другими способами, например, консервированием.

1. Характеристика водного холодильного транспорта

Водный холодильный (рефрижераторный) транспорт являет­ся звеном общей холодильной цепи. Он также перевозит зерно и сжиженные газы.

Водный холодильный транспорт разделяется на морской и реч­ной. Значительная часть средств морского холодильного транс­порта обслуживает рыбную промышленность. Рыбопромышлен­ный холодильный флот состоит из судов различного назначения: добывающих (или промысловых), обрабатывающих и приемно-транспортных. Добывающие холодильные суда (средние рыбо­ловные траулеры, рыбоморозильные траулеры, большие морозиль­ные траулеры и др.) ловят рыбу и ее обрабатывают. Одни из них вырабатывают готовую продукцию (мороженую рыбу, филе, кон­сервы, рыбную муку) непосредственно в районе промысла, другие – после первичной обработки передают рыбу на обрабатывающие суда. Первые, вырабатывающие готовую продукцию, оснащены холодильной установкой, обеспечивающей получение водного льда в льдогенераторах, замораживание рыбы и филе в скороморозиль­ных аппаратах, хранение мороженой продукции в трюмах. Вто­рые имеют холодильную установку для холодильной обработки рыбы и кратковременного ее хранения.

Обрабатывающие суда (производственный рефрижератор, плав­базы) принимают от добывающих судов рыбу-сырец и полуфаб­рикат, производят готовую продукцию, доставляют ее в порт или передают ее приемно-транспортному судну. Суда этого типа ос­нащены мощной холодильной установкой для получения водно­го льда в льдогенераторах, замораживания рыбы в скороморо­зильных аппаратах и хранения охлажденной и мороженой про­дукции в трюмах.

Приемно-транспортные суда принимают от добывающих и об­рабатывающих судов, находящихся в отдаленных акваториях оке­ана, продукцию и транспортируют ее в порт. Это быстроходные суда с трюмами большой вместимости, в которых перевозят ох­лажденные и мороженые продукты.

Для перевозки продуктов между портами назначения служат транспортные речные и морские холодильные суда, которые подраз­деляются на универсальные и специализированные. Специализи­рованные суда предназначены для перевозки специфических гру­зов, например суда-контейнеровозы для перевозки холодильных кон­тейнеров, суда-газовозы (метановозы) для перевозки в цистернах (ре­зервуарах) сжиженных газов, в частности этилена, а также природ­ного газа, основным компонентом которого является метан.

Универсальные транспортные холодильные суда ежегодно пе­ревозят свыше 60 % массы скоропортящихся продуктов, участву­ющих в мировой торговле. Современные транспортные холодиль­ные суда могут перевозить различные скоропортящиеся продук­ты, упакованные на поддонах и хранящиеся навалом, при темпе­ратурах от - 30 до 14 °С. Они также способны перевозить контей­неры массой брутто 20 и 40 т (20 и 40 футов) на палубе и в трюме и различные генеральные грузы. Типовое холодильное транспорт­ное судно имеет вместимость приблизительно 14 000 м³ и вклю­чает 4 трюма, 8 температурных зон и 15 грузовых камер, каждая из которых оборудована двумя воздухоохладителями, системой воздухораспределения и оборудованием для обработки фруктов при транспортировании. Часть грузовых камер может оснащаться системой, поддерживающей в них требуемый газовый состав.

Судовые холодильные установки подразделяют: на производ­ственные, обеспечивающие проведение производственных (технологи-ческих) процессов – охлаж­дение и хранение свежевыловленной рыбы, получение льда для ох­лаждения рыбы, замораживание и хранение мороженой рыбы, охлаж­дение и хранение соленой рыбы и консервов; провизионные, предназ­наченные для хранения запасов продовольствия для экипажа и пассажиров. А на судах с неогра­ниченным районом плавания обя­зательно предусматривают холо­дильную установку для кондици­онирования воздуха.

Судовые холодильные установ­ки эксплуатируются в более слож­ных условиях, чем стационарные, к которым можно отнести, напри­мер, изменение в широком диапа­зоне температуры и влажности воздуха, температуры забортной воды, интенсивности солнечной ра­диации; высокую коррозионную активность воздуха и морской воды; наличие вибрации и качки; ограниченность численности пер­сонала и возможности проведения ремонтных работ. Поэтому к про­изводственным холодильным ус­тановкам (в отличие от установок провизионных камер) предъявля­ют особые требования, изложенные в нормативных документах – морском регистре РФ, речном ре­гистре РФ, регистре Ллойда и др. Эти технические требования на­правлены на обеспечение условий безопасного плавания, сохраннос­ти перевозимых грузов, охраны ок­ружающей среды.

Судовые холодильные установ­ки работают в основном на хлад­агентах R12 и R22. Доля аммиач­ных холодильных установок начи­нает увеличиваться из-за прекра­щения выпуска R12, но она не пре­вышает 20 %. Хладагент R407C рассматривается как альтернатива R22. Он по термодинамическим свойствам подобен R22, негорюч, неядовит, с небольшим глобальным тепловым воздействием на атмосферу Земли. Холодопроизводительность установки на R407C на 2–10 % и холодильный коэффициент на 3–5 % ниже в интерва­ле температур t₀ = - 5...- 30 °С по сравнению с установкой на R22 при прочих равных условиях. Опыт свидетельствует о возможнос­ти использования R407C вместо R22 и при модернизации холо­дильной установки, конечно, при этом потребуются некоторые из­менения, например, замена масла на полиэфирное и т. д.

Производственная холодильная установка обычно выполняет­ся централизованной. Структура ее такова, что каждый охлажда­емый объект (или объекты с одинаковой температурой кипения) имеет индивидуальную холодильную машину, которая подклю­чается к другой только для замены в случае отказа. Например, на судне имеются четыре трюма, скороморозильный аппарат и система кондиционирования воздуха, тогда холодильная установка включает шесть холодильных машин, каждая из которых обслу­живает свой объект. Современная судовая холодильная установ­ка комплектуется блочными холодильными машинами с винто­выми компрессорами, имеющими промежуточный подвод пара (по экономайзерной схеме), водяными конденсаторами и другими эле­ментами. Она имеет малую вместимость по хладагенту – в три-пять раз меньше, чем традиционная (большее сокращение отно­сится к аммиачной установке). Так, транспортное судно вмести­мостью трюмов 14000 м³, имеющее четыре одинаковые блочные холодильные машины, содержит хладагент массой (кг): если R22, то 1250 при непосредственном охлаждении и 290 при рассоль­ном; если R717, то 70 при рассольном охлаждении.

Судовое холодильное оборудование создается на базе стацио­нарного, но в так называемом морском исполнении, т. е. с неко­торыми изменениями в конструкции и заменой некоторых мате­риалов для уменьшения массы и размеров, повышения надежно­сти в условиях качки и вибрации, охлаждения морской водой.

Охлаждение скороморозильных аппаратов и льдогенераторов обычно непосредственное, а охлаждение трюмов (и твиндеков) – косвенное. Непосредственное охлаждение трюмов нежелательно из-за трудностей борьбы с утечками хладагента, связанными с постоян­ными и значительными вибрациями и деформациями корпуса суд­на, а также с тем, что во время рейса практически невозможно по­пасть в охлаждаемые помещения. Однако непосредственное охлаж­дение особенно для условий транспортных установок имеет много достоинств, так как считается, что судовые установки с рассольным охлаждением по сравнению с установками с непосредственным ох­лаждением имеют массу больше в 2,3 раза, площадь помещений больше в 1,5 раза, стоимость больше в 1,4 раза. Так как рассольное охлаждение требует повышенного на 20–25 % расхода энергии, то это вызывает соответственное изменение показателей силовой ус­тановки (массы, возимого топлива).

В соответствии с правилами морского регистра РФ аммиачные холодильные установки должны размещаться в отдельных газо­непроницаемых помещениях с двумя выходами, один из которых должен быть непосредственно на открытую палубу. В машин­ном отделении и помещениях, где расположено технологическое оборудование, в котором используется аммиак, на случай проры­ва аммиака из системы или пожара предусматриваются устрой­ства водяного орошения и водяные завесы у выходов. В то же время хладоновое холодильное оборудование может устанавли­ваться как в отдельных помещениях, так и в помещениях, общих с силовыми (энергетическими) установками и технологическим оборудованием. В правилах регистра Ллойда указывается следу­ющее. Под каждой блочной холодильной машиной должен на­ходиться поддон или приямок, способный вместить находящийся в ней объем жидкого хладагента, из которого жидкий хладагент отводится в бак с водой, расположенный ниже поддона. Машин­ное отделение должно иметь систему поглощения аммиака, вклю­чающую: вытяжные и аварийные вентиляторы, аммиакопоглощающее устройство и бак с водой. Вытяжные вентиляторы обо­соблены от других систем вентиляции и обеспечивают десяти­кратный обмен воздуха в машинном отделении в час. Аварий­ные вентиляторы включаются автоматически, если объемная доля аммиака в воздухе превысит 0,05 %. Аммиакопоглощающее уст­ройство, например камера, орошаемая морской водой, рассчиты­вается на быстрое поглощение массы аммиака, находящегося в блочной холодильной машине с наибольшим его содержанием. Воздух, выходящий из этого устройства, должен содержать объем­ную долю аммиака не более 0,002 %. Содержание аммиака должно непрерывно контролироваться: в воздухе машинного отделения; в вытяжном воздуховоде аммиакопоглощающего устройства; в помещении, где хранится запас аммиака, и в аварийных трубо­проводах, идущих от предохранительных клапанов.

Охлаждение трюмов и твиндеков на судах, оборудованных ам­миачными холодильными установками, обычно рассольное, так как правилами морского регистра РФ применение аммиака для непосредственного охлаждения трюмов на судах запрещено. Для охлаждения помещений, предназначенных для хранения моро­женых продуктов, применяют чаще всего батарейное охлажде­ние. Батареи чаще выполняют из гладких труб и реже из ребрис­тых. На ряде судов использованы панельные батареи, занимаю­щие меньший объем, чем рассольные двухрядные батареи. В по­мещениях, предназначенных для охлаждения продуктов, приме­няют главным образом воздушное охлаждение. Непосредствен­ное охлаждение аммиаком встречается в аппаратах для замора­живания рыбы и льдогенераторах.

При воздушном охлаждении помещений применяют различ­ные системы воздухораспределения. Бесканальные встречаются редко, так как трудно иметь в трюмах достаточный объем для развития струй. Получили распространение системы с нижней сосредоточенной подачей воздуха В этом случае воздух подается под решетки трюма, проходит снизу вверх и забирается на подволоке. Трюмы и твиндеки могут охлаждать­ся параллельно (отдельная подача воздуха в каждое помещение) или последовательно. Особенностью схем трубопроводов на судовых установках яв­ляется то, что все коллекторы, через которые хладагент и хладоноситель подаются в охлаждающие приборы или в группу ох­лаждающих приборов (при наличии нескольких секций прибо­ров в помещении), а также все обратные коллекторы устанавли­ваются в машинном отделении, а все трубопроводы проходят в общем туннеле или шахте. Такое размещение коллекторов по­зволяет включать и выключать охлаждающие приборы или их секции непосредственно из машинного отделения (при центра­лизованном хладоснабжении), но существенно увеличивает длину трубопроводов.

Контейнеровозы. Эти суда используют для длительных пере­возок при наличии встречного потока грузов. При перевозке на короткие расстояния применяют суда типа «ро-ро» (вкатить-вы­катить), на которых транспортируют холодильные автомобили и холодильные контейнеры на шасси автомобиля. Контейнеры пе­ревозят в основном в трюмах (приблизительно 70 %) и частично на верхней палубе в два – четыре яруса. Их хладоснабжение мо­жет быть централизованным или децентрализо-ванным от судо­вых холодильных установок, а также децентрализованным от груп­повых либо индивидуальных контейнерных холодильных устано­вок. При децентрализованном хладоснабжении применяют непос­редственное охлаждение.

Контейнеры, находящиеся в трюмах, объединяют по поддер­живаемому в них режиму в группы. Обычно группа состоит из пяти единиц, образующих вертикальный ряд, и имеет общий воз­духоохладитель, расположенный между рядами, с которым каж­дый контейнер соединяется воздуховодами (всавывающим и на­гнетательным). Наличие группового воздухоохладителя позволяет рациональней использовать грузовой объем трюмов, но требуют­ся теплоизолированные воздуховоды, больше расходуется элект­роэнергии на подачу воздуха, труднее поддерживать режим в кон­тейнерах. В последние годы повысились требования к точности поддержания режима хранения перевозимых продуктов и увели­чился их ассортимент. Поэтому появились индивидуальные на­весные охлаждающие блоки, которые крепятся к всасывающему и нагнетательному отверстиям, расположенным в торцевой час­ти контейнера, быстродействующими затворами. Охлаждающий блок включает воздухоохладитель и систему поддержания опре­деленного газового состава.

Контейнеры, транспортируемые на верхней палубе, охлажда­ются с помощью групповых холодильных установок, среди кото­рых есть типы обслуживающие до 72 контейнеров. Групповые холодильные установки выполнены в виде моноблока с размера­ми стандартного контейнера. Они соединяются с контейнерами теплоизолированными воздуховодами, по которым подается воз­дух центробежными вентиляторами. Холодильная установка на R502 включает двухступенчатые герметичные компрессоры с маслоотделителями, воздушные конденсаторы, вентиляторы для вентиляции помещения (контейнера) установки, центробежные вентиляторы для подачи воздуха в контейнеры.

Газовозы. Они перевозят сжиженные нефтяные (в основном метан) газы, а также жидкий аммиак. В зависимости от условий транспорти-рования продукта различают три типа судов: с не-охлаждаемыми резервуарами и давлением в них не более 1,6 МПа; с охлаждаемыми теплоизолированными резервуарами, в которых давление не более 0,6 МПа; с охлаждаемыми теплоизолирован­ными резервуарами, в которых давление поддерживается близ­ким к атмосферному. Последний тип газовоза часто применяют для перевозки метана при температуре - 163 °С, этана при - 104 °С, пропана при - 42 °С. Холодильная установка, находящая­ся на судне, поддерживает заданное давление (температуру) про­дукта в резервуарах путем отвода и конденсации образовавшего­ся пара, а также обеспечивает заполнение и опорожнение резер­вуаров продуктами. Холодильные установки могут быть различ­ны (по виду холодильной машины, циклам работы, типу оборудо­вания) в зависимости от специализации (вида перевозимого продукта) и вместимости газовоза. Распространенным типом хо­лодильной установки является каскадная, схема. Пар, образующийся в теплоизолированном ре­зервуаре вследствие теплопритока, отводится газовым компрес­сором, нагнетается в конденсатор-испаритель. В нем с помо­щью верхней ветви каскада поддерживается температура кипе­ния, обеспечивающая конденсацию перевозимого продукта. Скон­денсированный продукт возвращается в резервуар.

Возможны другие типы холодильной установки, например двух­ступенчатой, работающей на перевозимом продукте, или с испа­рителем, находящимся в паровом пространстве теплоизолирован­ного резервуара.