В рамках проекта Арктического совета холодильный склад берегового предприятия оснащён холодильной установкой на CO₂

15 Августа 2022

В Мурманской области успешно реализуется проект Арктического совета по выводу озоноразрушающих веществ (ОРВ) и фторсодержащих газов (Ф-газов) в рыбохозяйственном секторе. Один из компонентов проекта предусматривает переоснащение типовых холодильных складов береговых предприятий системами холодоснабжения, использующими безопасные для озонового слоя и климата Земли вещества и технологии. В его рамках холодильный склад компании ООО «ТД «Самсон-Трейд», состоящий из четырёх низкотемпературных камер, был оснащён первой в России транскритической холодильной установкой на хладагенте R744 (диоксид углерода, CO₂) на базе двухступенчатых компрессоров. Подрядчиком выступила фирма ООО «Норд-СМ».

О компании ООО «ТД «Самсон-Трейд» и программе малых грантов

Компонент «Программа малых грантов» проекта Арктического совета предполагает, в частности, конверсию нескольких малых и средних предприятий рыбохозяйственного комплекса Мурманской области на озонобезопасные вещества и технологии с низким потенциалом глобального потепления (ПГП). В результате работ в рамках этого компонента будет не просто выведено из обращения определенное количества ОРВ и Ф-газов, но и продемонстрирована эффективность перехода на экологически безопасные хладагенты и мер по сокращению утечек и повышению энергоэффективности. В связи с этим одними из главных критериев предоставления технической помощи по программе малых грантов стали:

• типовой характер задачи по выводу озоноразрушающих веществ и фторсодержащих газов;
• финансовая устойчивость компании-получателя;
• готовность демонстрировать результаты конверсии.

Отбором получателей технической помощи, а также выбором подрядчика, разработкой технического задания, контролем за выполнением работ и соблюдением сторонами своих обязательств занималось исполнительное агентство проекта Арктического совета – Международный центр научной и технической информации (МЦНТИ).

В секторе береговой переработки компанией-получателем технической помощи было выбрано ООО «ТД «Самсон-Трейд». Это предприятие было создано в 2002 году. Его специализация — хранение и реализация замороженной рыбопродукции. Компания начинала свою деятельность с одного рефрижераторного контейнера, сейчас в ее распоряжении – низкотемпературный терминал на 600 000 кг. ООО «ТД «Самсон-Трейд» включено в реестры поставщиков продукции рыболовства в страны Европы, в Китай и Южную Корею. В настоящее время предприятие готовится к аттестации по программе Морского Попечительского совета (MSC). Знак MSC на продукции подтверждает её соответствие стандартам экологически ответственного рыболовства и прослеживаемости цепей поставок.

Конверсия холодильной установки низкотемпературного терминала на озонобезопасные вещества и технологии с низким ПГП открывает новые возможности логистики на европейском и азиатском направлениях.

Техническая задача и её решение

Конверсии был подвергнут холодильный склад, состоящий из четырех холодильных камер. Высота всех камер – 4 метра, длина – 12 метров, при этом три камеры имеют ширину 6 метров, одна – 10 метров. Камеры предназначены для долгосрочного хранения замороженной продукции, температурный режим: -18…-25°С.

Для поддержания температурного режима в камерах были установлены воздухоохладители непосредственного кипения (DX). Холодоснабжение всего склада осуществляла работающая на хладагенте R22 централь на основе двух винтовых компрессоров, смонтированная рядом со складом в 20-футовом контейнере. На крыше контейнера был расположен V-образный конденсатор.

Хладагент R22 относится к гидрохлорфторуглеродам (ГХФУ), разрушающим озоновый слой и отличающимся высоким потенциалом глобального потепления. В соответствии с требованиями Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, с 1 января 2020 года ГХФУ в Российской Федерации могут использоваться только для обслуживания установок, выпущенных до этой даты, при этом ежегодный объем потребления крайне ограничен и составляет 0,5% от базового уровня. Если говорить конкретно о R22, то на 2022 год установлен допустимый объём его потребления в 218,654 метрической тонны (12,026 тонны ОРС), что в масштабах целой страны чрезвычайно мало. После 1 января 2030 года применение ГХФУ-хладагентов в России будет полностью запрещено.

Помимо экологической небезопасности используемого хладагента и возможных проблем с обслуживанием системы в будущем из-за действующими в отношении ГХФУ ограничениями, существующая система, согласно предварительным расчётам, отличалась завышенной холодопроизводительностью, что влекло за собой повышенное энергопотребление электродвигателями компрессоров, воздухоохладителей и конденсатора.

Техническое задание по проекту конверсии предусматривало применение природного хладагента R744 (CO₂), безопасного для озонового слоя Земли и отличающегося крайне малым ПГП. Кроме того, замена хладагента R22 на R744 при сохранении прежней холодопроизводительности позволила бы снизить энергопотребление на 20-25%, а с учетом оптимизации рабочих параметров экономия, по предварительной оценке, может составить до 45%.

Для определения фактической энергоэффективности установки планируется регулярно фиксировать изменения показателей энергопотребления.

Выбранная в качестве подрядчика для выполнения работ фирма ООО «Норд-СМ» — пионер в области транскритических систем охлаждения на CO₂ в России. В 2014 году ГК «Норд» при поддержке ЮНИДО открыла обучающий центр с макетом магазина, оборудованным действующей транскритической бустерной холодильной централью на CO₂. В 2015 году компания «Норд-СМ» освоила проектирование и наладила серийный выпуск холодильных машин на CO₂ на собственной производственной базе. В 2016 году первая в России транскритическая бустерная холодильная установка, предназначенная для холодоснабжения супермаркета, была смонтирована и запущена в работу в г. Воскресенск.

В рамках технического задания подрядчику предстояло:

• разработать проектно-сметную документацию для конверсии холодильного оборудования на безопасные для озонового слоя и климата Земли вещества и технологии;
• закупить и поставить основное и дополнительное оборудование;
• выполнить монтажные, пусконаладочные и иные работы, предусмотренные проектно-сметной документацией;
• провести мероприятия по изъятию ОРВ и Ф-газов для уничтожения или повторного использования;
• демонтировать и утилизировать ранее установленное оборудование;
• провести мероприятия по повышению энергоэффективности;
• организовать обучение персонала предприятия.

Получатель технической помощи (ООО «ТД «Самсон-Трейд») пожелал, чтобы холодильная централь была смонтирована в существующем машинном отделении, а именно – в 20-футовом контейнере.

Чтобы выполнить это пожелание и сделать установку максимально компактной, было решено использовать вместо бустерной транскритической системы схему с двумя двухступенчатыми компрессорами.

В результате холодильная централь представляет собой двухкомпрессорный агрегат на основе двухступенчатых компрессоров фирмы Dorin с двумя выносными газоохладителями воздушного охлаждения. Холодопроизводительность установки — 42 кВт при температуре кипения -32°С и температуре наружного воздуха +27°С.

Для плавного регулирования холодопроизводительности один из компрессоров оснащен частотным преобразователем.

В систему отделения и возврата масла после коллектора нагнетания первой ступени сжатия входят маслоотделитель, масляный фильтр и электронные регуляторы уровня масла в картерах компрессоров. Маслоотделитель циклонного типа выполняет функцию накопителя масла. Фильтр очищает масло, поступающее из маслоотделителя к электронным регуляторам. Для контроля используется смотровое стекло.

Для предотвращения недопустимого повышения давления на всех линиях централи установлены предохранительные клапаны, сведенные в коллектор. Предохранительные клапаны ресивера выведены в щит, устанавливаемый на улице.

В зависимости от температуры окружающей среды автоматика переключает централь с транскритического режима на субкритический и обратно.

Система управления вентиляторами газкулера и интеркулера поддерживает температуру паров выходящего хладагента на заданном уровне.

Для плавного регулирования производительности интеркулера используется ЕС-вентилятор. Плавная регулировка производительности одного из вентиляторов газкулера осуществляется при помощи частотного преобразователя, второй вентилятор автоматика подключает в случае необходимости.

Демонтаж старого оборудования и монтаж новой установки под контролем ООО «Норд-СМ» выполнила мурманская компания ООО «Реф-Технологии», сотрудники которой прошли обучение работе с природным хладагентом CO₂. Эта же компания в дальнейшем будет осуществлять сервисное обслуживание холодильной системы.

1 июля 2022 низкотемпературный склад после конверсии холодильного оборудования был введен в эксплуатацию. Работу установки проинспектировали представители МЦНТИ, а также специалисты компаний-получателей технической помощи в рамках проекта — ООО «Мурманстрой» и ООО «БаренцКул».

Первая официальная демонстрация холодильной установки запланирована на 27 сентября 2022 года, после открытия учебного центра на базе Мурманского государственного технического университета (МГТУ). Также планируется регулярное посещение установки студентами МГТУ и другими заинтересованными лицами.

Результаты конверсии

• Используется безопасный для озонового слоя и климата Земли природный хладагент CO₂, в отношение которого в обозримом будущем не ожидается введения каких-либо ограничений.
• Снижение энергопотребления по сравнению с установкой до конверсии (на R22) предварительно оценивается примерно в 45%.
• Установка может служить для демонстрации безопасности и эффективности решений на природных хладагентах.
• Предложенное решение может использоваться в качестве типового при создании систем холодоснабжения для складов сходного назначения и объёма.