Тема: Приготовление рассола и наполнение им системы.

Цель работы:

Изучить основные положения приготовления рассола и наполнения им системы.

Теоретическая часть:

Приготовление рассола и наполнение им системы

1. В качестве охлаждающего вещества (хладоносителя) в судовых холодильных установках применяются водные рас­творы солей (рассолы), в основном хлористого кальция (СаСl2).

На некоторых судах иностранной постройки применяется рассол «Айсзоль-экстра» на основе водного раствора хлористого кальция с антикоррозионными добавками.

В качестве низкотемпературного хладоносителя на некото­рых судах применяется хладон-11 (R11), а в качестве высо­котемпературного хладоносителя — пресная вода (см. прило­жение 2).

Температура замерзания рассола понижается по мере уве­личения содержания в нем соли. Эта закономерность сохраня­ется до определенного значения массовой концентрации (эвтек­тический раствор), выше которого температура замерзания рас­сола начинает повышаться.

Под массовой концентрацией рассола понимается число ве­совых частей безводной соли, приходящихся на сто весовых частей рассола. При постоянной температуре рассола какой-либо концентрации соответствует вполне определенная плот­ность.

Плотность рассола замеряется ареометром и измеряется в г/см³ или градусах Боме (°Бе).

Переход от плотности в г/см3 к плотности в °Бе произво­дится по формуле:

п= 144,3 (1-1/γ);

где п — плотность, °Бе; V — плотность, г/см³.

При замере плотности ареометром отсчет ведется по ниж­нему краю мениска рассола.

Плотность рассола помимо массовой концентрации зависит также от его температуры. Поскольку значения плотности рассола приведены при температуре 15°С, тем­пературу пробы рассола перед замером плотности необходимо довести до этой температуры.

2. Массовая концентрация рассола обычно выбирается с таким расчетом, чтобы температура его замерзания была на 5—10°С ниже рабочей температуры кипения хладагента.

Необходимое для конкретной установки значение плотности рассола или массовой концентрации, как правило, приводится в технической документации на эту установку.

3. Требуемую концентрацию рассола в системе в процессе эксплуатации необходимо поддерживать постоянной.

Недостаточная массовая концентрация рассола, а следовательно, и повышенная температура замерзания его может при­вести к размораживанию трубок испарителя. При поддержа­нии массовой концентрации рассола большей, чем требуется, увеличивается расход соли. Кроме того, с увеличением концент­рации рассола уменьшается его теплоемкость, что вызывает необходимость подачи увеличенного количества рассола в охлаждающие батареи, и возрастает потребная мощность для привода рассольного насоса. При массовой концентрации выше эвтектической в рассоле может начаться кристаллизация, и кристаллы, отлагаясь на трубках испарителя и стенках рас­сольных трубопроводов, могут вызвать их закупорку.

4. Масса безводной соли (в кг) для приготовления необходимого количества рассола требуемой концентрации

где — необходимое количество рассола, л (при первоначальном заполнении — вместимость рассольной системы); — плотность рассола при 15°С, кг/л (численно равна плотности в г/см³); —массовая концентрация рассола, %.

5. Хлористый кальций (СаС1₂) технический по ГОСТ 450—77 подразделяется на кальцинированный (порошок, гранулы), плавленый (порошок, чешуйки, гранулы) и жидкий.

Рекомендуется применять кальцинированный хлористый кальций высшего сорта. Допускается применять кальцинированный хлористый кальций первого сорта и плавленый хлори­стый кальций первого сорта.

6. Для снижения коррозионного действия на металл в растворы солей следует добавлять вещества, замедляющие коррозию. Такие вещества называются ингибиторами (пассиваторами). Снижение коррозионного воздействия осуществляется а счет обеспечения нейтральной или слабощелочной реакции рассола с водородным показателем рН = 7...8.

Рассол считается кислым, если рН<7, и щелочным, если рН>8. Рассол, в котором рН = 7...8, не содержит свободной активной кислоты или щелочи и является нейтральным или слабощелочным.

7. Для определения рН к пробе фильтрованного рассола
(примерно 10 см³), разбавленного равным количеством дистиллированной воды, следует прибавить 10—12 капель индикатора. Содержимое в пробирке перемешать до установления устойчивой окраски раствора. Значение рН определяется путем сравне­ния цвета содержащейся в пробирке пробы с эталонными цве­тами, характерными для определенной реакции рассола.

8. С достаточной для рассольных систем точностью можно определить рН с помощью универсального индикатора, который получается растворением в 500 мл этилового спирта следующих компонентов:

0,1 г — бромтимола синего (дибромтимолсульфофталеин);

0,1 г — метила красного (диметиламиноазобензолкарбоновая кислота);

0,1 г — нафтолфталеина;

0,1 г — тимолфталеина;

0,1 г — фенолфталеина.

Этот индикатор окрашивает пробу- в следующие цвета (табл. 1).

9. Для приближенного определения реакции рассола в ка­честве индикаторов применяются фенолфталеин и лакмус. Из­менение цвета фенолфталеина начинается при рН 8, а лак­муса— при рН= 7 (табл. 2).

10. Для рассолов СаС1₂ и «Айсзоль-Экстра» в качестве ингибитора может быть использована каустическая сода (NaОН). Каустическая сода растворяется в пресной воде
(в соотношении 0,5 кг на 20 л воды), и полученный раствор добавляется в циркулирующий рассол до получения (после тщательного перемешивания) нейтральной реакции рассола.

Таблица 1

Продолжение Таблица 1

Таблица 2

11. Приготовление рассола для первоначального напол­нения системы производится, как правило, в специальных ба­ках достаточной вместимости, размещаемых на берегу около борта судна или на открытой палубе судна. Рассол для попол­нения системы, находящейся в эксплуатации, готовится в баках для приготовления рассола или баках-концентраторах, а при отсутствии их в составе установки — в отдельных баках, боч­ках.

Приготовление рассола производится в следующей после­довательности:

1) определить необходимую массу соли и воды, исходя из потребной массы рассола (с учетом имеющейся емкости для приготовления рассола) и требуемой его массовой концентра­ции

2) Залить в бак для приготовления рассола необходимое ко­личество чистой пресной воды и засыпать соль (перед загруз­кой в бак хлористый кальций при необходимости разбивается на мелкие куски);

3) тщательно перемешивая раствор, добиться полного рас­творения соли;

4) взять пробу рассола, довести его до температуры 15°С и замерить плотность ареометром (в случае отличия массовой концентрации от заданной добавить в раствор соль или воду);

5) определить рН рассола

6) добавляя ингибиторы, довести рН рассола до 7—8

7) дать рассолу отстояться не менее 5—6 ч, снять всплыв­шие загрязнения и пену, спустить отстой.

12. Наполнение системы рассолом производится в следу­ющей последовательности:

удалить воду из трубопроводов и аппаратов, оставшуюся в них после испытания и промывки системы (присутствие воды в системе создает возможность понижения массовой концент­рации рассола и образования ледяных пробок);

подать приготовленный рассол в систему при помощи штатного рассольного насоса с обязательным использованием предусмотренных в системе для пополнения рассола фильтров;

в случае приготовления рассола в отдельных (не входя­щих в состав рассольной системы судна) емкостях, рассол из них через временные (технологические) фильтры подается пре­дусмотренным для этой цели насосом (или самотеком, если это возможно) в судовой бак для приготовления рассола (бак-кон­центратор) или непосредственно в расширительный бак. Из бака для приготовления рассола или бака-концентратора рассол закачивается в систему штатным рассольным насосом.

В качестве фильтрующего материала для штатных и техно­логических фильтров при наполнении системы рассолом можно применять древесные стружки или кокс, размещаемые между двумя слоями хлопчатобумажной ткани;

обеспечить выход воздуха из системы, поочередно откры­вая воздушные краны и пробки на батареях, трубопроводах и аппаратах. Для полного удаления воздуха из Системы выпуск его следует продолжить также в период первоначальной работы установки;

сделать контрольную проверку массовой концентрации рассола в системе. Пробу для измерения плотности рассола бе­рут после предварительного перемешивания его в системе.

13. По окончании наполнения системы рассолом состав­ляется акт с указанием массы израсходованной соли, ее марки и сорта, общей массы приготовленного рассола и его плотно­сти. При пополнении рассолом системы холодильной установ­ки, находящейся в эксплуатации, те же данные фиксируются в вахтенном журнале холодильной установки.

14. При выполнении работ с рассолом необходимо на­девать головной убор, рукавицы, а также фартук (брезентовый или прорезиненный) и защитные очки. При приготовлении рас­сола необходима также защита органов дыхания. Курить на рабочем месте запрещается.