漁船制冷技術(shù)隨著漁業(yè)生產(chǎn)情況和漁業(yè)市場的變化,經(jīng)歷了幾個時期,上世紀(jì)80年代的初步發(fā)展期:以8154、8160、8163等船型為代表,一般配置810系列活塞制冷壓縮機兩臺,0.96噸/次鋁合金平板凍結(jié)機兩臺,日凍結(jié)能力8噸,代表船型冷藏艙容積約130立方米;上世紀(jì)90年代的蕭條期:這個時期新建冷凍漁船數(shù)量稀少,其配套的制冷設(shè)備向小型化、簡單化方向發(fā)展;2000年至今的穩(wěn)定發(fā)展期:漁業(yè)企業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,積累一定的資本,再加上一些政策的支持,新造和更新改造冷凍漁船數(shù)量快速增加,漁船的冷凍能力要求和魚品保鮮質(zhì)量要求不斷提高,制冷設(shè)備技術(shù)水平和制冷設(shè)計水平都得到了快速發(fā)展。
穩(wěn)定發(fā)展期,主要有HC837、HC867、RC879等代表船型,一般配置812.5系列活塞制冷壓縮機兩臺,4.2噸/次鋁合金擱架吹風(fēng)凍結(jié)裝置兩臺,日凍結(jié)能力達24噸,艙容約200立方米;2010年以后,這些代表船型逐步改為配置CYJZ-2X125A型船用半封閉螺桿壓縮機組一臺,4.8噸/次鋁合金擱架吹風(fēng)凍結(jié)裝置兩臺,日凍結(jié)能力達30噸。
冷凍裝置在漁船中占有重要地位。特別是在遠洋漁船中,冷凍裝置的性能和效果不僅影響漁獲物的保鮮質(zhì)量,而且直接影響漁船產(chǎn)量,特別是在漁業(yè)資源豐富的遠洋作業(yè)漁船,其生產(chǎn)能力多少直接由其冷凍加工能力決定。冷凍加工能力大小主要受制冷設(shè)備和技術(shù)的制約,傳統(tǒng)凍結(jié)裝置存在供液不均、凍結(jié)速度慢、操作麻煩等缺陷;鋁合金凍結(jié)裝置存在平板腐蝕快、使用壽命短等弊?。粋鹘y(tǒng)活塞制冷壓縮機制冷量不能滿足現(xiàn)實凍結(jié)能力要求;傳統(tǒng)超低溫制冷技術(shù)幾十年一貫制,未得到改進和發(fā)展,制冷系統(tǒng)運行經(jīng)濟性較低;漁船制冷系統(tǒng)設(shè)計存在許多不合理因素,有些設(shè)計存在很大誤區(qū)。這些不利因素不僅嚴(yán)重浪費資源,增加制造成本,直接影響漁船使用的經(jīng)濟效益,而且也嚴(yán)重阻礙了制冷技術(shù)在漁船上的進一步推廣應(yīng)用。針對傳統(tǒng)制冷技術(shù)存在的這些問題,經(jīng)過探討和改進,主要有以下幾方面:
?。?)凍結(jié)裝置
傳統(tǒng)凍結(jié)裝置主要有三種型式:鋁合金平板凍結(jié)機、鋁合金擱架吹風(fēng)凍結(jié)裝置、鋼管擱架吹風(fēng)凍結(jié)裝置。
針對傳統(tǒng)凍結(jié)裝置存在供液不均、凍結(jié)速度慢、操作麻煩等缺陷,注意跟綜產(chǎn)品的使用情況,及時研究和發(fā)現(xiàn)所存在問題的原因,應(yīng)用了多項新技術(shù)和專有技術(shù),使凍結(jié)裝置凍結(jié)速度快,凍品溫度均勻,凍品質(zhì)量高,工作穩(wěn)定可靠,操作方便。改進后的鋁合金平板凍結(jié)機凍結(jié)時間由原來的5小時~6小時縮短為3.5小時;鋁合金擱架吹風(fēng)凍結(jié)裝置的凍結(jié)時間由原來的8小時~9小時縮短為5小時~6小時。
針對鋁合金凍結(jié)裝置平板腐蝕快、使用壽命短等問題,對鋁合金平板表面采用強化工藝,使其耐摩擦、抗腐蝕;采用獨特的焊接工藝,焊縫光亮美觀、耐腐蝕性強,與市場上其他產(chǎn)品明顯。2000年配套安裝的鋁合金凍結(jié)裝置到現(xiàn)在都還在正常使用。
?。?)船用片冰機
研究開發(fā)直接用海水制冰的船用片冰機,提高漁船保鮮水平。市場現(xiàn)有的片冰機為了達到一定的制冰量,需要較大的噴水量,噴到冰桶上的水*凍結(jié)率約50%或更低,其余大量的水流下后需要回收重新利用。對于海水來說,回收的海水鹽度逐漸增大,*后無法凍結(jié),過一段時間必須放掉(水溫0℃左右),造成了很大的冷量損失,使片冰機的效率明顯下降。CZBJ系列船用片冰機,應(yīng)用了多項專有技術(shù),克服了市場現(xiàn)有片冰機的弊病,利用海水直接制取片冰,噴到冰桶上的海水*全部凍結(jié),不存在冷量流失,凍結(jié)效率高,能耗低,工作穩(wěn)定可靠;制取的片冰鹽度均勻。該產(chǎn)品已成功應(yīng)用于30米玻璃鋼單拖漁船、金槍魚延繩釣船等多型際漁船和外貿(mào)冷庫中。
(3)半封閉螺桿制冷壓縮機
隨著遠洋漁船的發(fā)展,原有活塞壓縮機無論是制冷量還是制冷效率都滿足不了新的要求。2010年開始研究開發(fā)的船用螺桿壓縮機組,利用比澤爾等品牌半封閉螺桿壓縮機,組裝成適合干船用的機組,這種機組結(jié)構(gòu)緊湊,占用機艙空間小,制冷量大,超負荷能力強,特別適合大凍結(jié)能力要求;由于可在較高蒸發(fā)溫度范圍工作,制冷系數(shù)大,制冷效率明顯提高,節(jié)能效果顯著;運動部件少,維修保養(yǎng)費用低;操作簡便,可靠性高,使用壽命長。
半封閉螺桿壓縮機應(yīng)用情況:2011年應(yīng)用8船套;2012年應(yīng)用16船套:2013年應(yīng)用65船套。目前亦在多型大型遠洋拖網(wǎng)漁船、遠洋魷魚釣船、燈光罩網(wǎng)漁船上廣泛應(yīng)用。
?。?)新型超低溫制冷方案
傳統(tǒng)金槍魚釣船超低溫制冷系統(tǒng)一般選用開啟式活塞制冷壓縮機,以R22為制冷劑,經(jīng)過幾十年的實際應(yīng)用證明,制冷壓縮機可靠性較高,使用壽命長,可滿足-50℃以下冷藏溫度要求(蒸發(fā)溫度-60℃)。但是這種制冷壓縮機采用R22制冷劑時,-60℃的蒸發(fā)溫度接近其工作極限,再想降低蒸發(fā)溫度或降低艙溫比較困難;另外,在該蒸發(fā)溫度下工作,制冷壓縮機制冷系數(shù)較低,即同樣的壓縮機制冷量較小,工作時間長,致使整個制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟性較低。
針對以上情況,新型超低溫制冷方案,采用比澤爾等品牌半封閉制冷壓縮機,以R404A為制冷劑的超低溫制冷系統(tǒng),是一個有效應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)優(yōu)勢的新型超低溫制冷方案,可克服上述傳統(tǒng)超低溫制冷方案制冷系數(shù)低、運行經(jīng)濟性差等弱點。首先,該制冷壓縮機使用R404A制冷劑時,許可工作范圍蒸發(fā)溫度可達-70℃,要達到-50℃~-60℃的艙溫非常輕松;同樣在-60℃的蒸發(fā)溫度工況下工作,其制冷系數(shù)較使用R22制冷劑時提高40%以上。
再次,可采用多臺壓縮機組成并聯(lián)機組,根據(jù)不同工況的需要確定制冷壓縮機的工作臺數(shù),*少可只開一臺壓縮機(電機功率22千瓦),可節(jié)約能量消耗;比澤爾半封閉制冷壓縮機質(zhì)量優(yōu)良,工作穩(wěn)定可靠,使用壽命長,由于采用半封閉結(jié)構(gòu),避免了軸封泄漏的弊?。挥捎谇鋲毫橹虚g壓力(較高),保證了在超低溫工況下工作油壓穩(wěn)定可靠。
新型超低溫制冷方案應(yīng)用情況:
2009年為MC8302型39.8米金槍魚釣船設(shè)計配備了新型超低溫冷凍裝置,選用4臺S6F-30.2Y半封閉制冷壓縮機,采用R404A制冷劑。該型船(榮大洋13、榮大洋15共2艘)于2010年1月試驗交船,4月赴斐濟漁場作業(yè)。經(jīng)過近兩年的作業(yè)證明,制冷裝置效果非常理想,金槍魚凍結(jié)質(zhì)量獲得客戶的高度評價,并得到了很好的價格。該船的平均油耗約800千克/日,獲得了較好的經(jīng)濟效益。
2011年為HC866A型39.6米金槍魚釣船設(shè)計配備了新型超低溫冷凍裝置,選用5臺S6F-30.2Y半封閉制冷壓縮機,采用R404A制冷劑。該型船(中大5、中大6共2艘)于2011年5月試驗交船,6月赴斐濟漁場作業(yè)。經(jīng)過近半年的作業(yè)證明,制冷裝置運行穩(wěn)定可靠,超低溫艙降溫速度快,凍結(jié)速度快,金槍魚凍結(jié)質(zhì)量獲得客戶的高度評價,并得到了很好的價格。該船的平均油耗約900千克/日,選用超低溫制冷方案的同型船平均油耗1300千克~1400千克/日。
2011年為WJY8028型42.8米金槍魚釣船設(shè)計配備了新型超低溫冷凍裝置,選用6臺S6F-30.2Y半封閉制冷壓縮機并聯(lián)機組,采用R404A制冷劑。并聯(lián)機組與制冷系統(tǒng)配合設(shè)計,分為超低溫系統(tǒng)和常溫系統(tǒng),兩個系統(tǒng)在不同的蒸發(fā)溫度下,既滿足不同工況的要求,又能使制冷壓縮機制冷系數(shù)*化,提高制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟性。如,該船設(shè)三個超低溫冷藏艙,在每個航次的前期,可將后面冷藏艙并入超低溫(蒸發(fā)溫度-60℃)系統(tǒng)工作,保持-50℃以下的艙溫,用于存放超低溫魚貨;而前面的冷藏艙并入常溫(蒸發(fā)溫度-45℃)系統(tǒng)工作,保持-35℃的艙溫,用于存放餌料或普通溫度魚貨。在每個航次的后期,前面的冷藏艙亦可并入超低溫系統(tǒng)工作,滿足超低溫冷藏的要求。設(shè)4臺凍結(jié)裝置,每臺凍結(jié)裝置均可并入超低溫系統(tǒng),亦可并入常溫系統(tǒng)。鮮魚貨可先放入常溫系統(tǒng)凍結(jié)裝暨進行凍結(jié),保持較高的制冷效率,當(dāng)溫度降至-35℃以下時,凍過的魚貨在轉(zhuǎn)入超低溫系統(tǒng)凍結(jié)裝置進一步凍結(jié),保證較低的凍結(jié)溫度和較好的凍結(jié)質(zhì)量。該型船(榮大洋16、榮大洋17及鴻洋8、鴻洋9共4艘)分別于2011年7月、8月赴斐濟漁場作業(yè)。經(jīng)過近半年的作業(yè)證明,制冷裝置運行穩(wěn)定可靠,金槍魚凍結(jié)質(zhì)量獲得客戶的高度評價,該船的平均油耗小于1000千克/日。
新型超低溫制冷方案技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟性優(yōu)勢是非常明顯的。經(jīng)過多型船實際試驗結(jié)果,超低溫冷藏艙降溫至-50℃只需要約7小時~8小時,工況凍結(jié)間溫度24小時之內(nèi)可降至-55℃以下。凡使用過新型超低溫制冷系統(tǒng)的用戶都給予了很高的評價并獲得了較好的經(jīng)濟效益。據(jù)估算,僅節(jié)省油耗一項,每艘船每年可增加經(jīng)濟效益約100萬元人民幣。另外,因魚貨品質(zhì)好而提高價格獲得的效益也十分可觀。新型超低溫制冷方案越來越被更多的船東所認識和接受,同時也為更多的船東創(chuàng)造更多的價值。
?。?)制冷系統(tǒng)設(shè)計方面存在的問題與解決方法
1.有的凍結(jié)裝置產(chǎn)品存在技術(shù)含量低、凍結(jié)速度慢、凍品質(zhì)量不高等缺陷。鋁合金平板早期開始腐蝕,造成制冷劑泄漏,影響漁船正常作業(yè)。有的船東因此不敢采用鋁合金制冷凍結(jié)設(shè)備。開發(fā)制冷輔助設(shè)備,使制冷配套成套化。我們從2001年開始研制冷凝器、熱交換器、貯液器、制冷閥門等制冷輔助設(shè)備,并已成功應(yīng)用于50多艘漁船的制冷系統(tǒng)中。船用冷凝器選用耐海水腐蝕的優(yōu)質(zhì)鋁黃銅管,并采用了一系列工藝措施,以提高其傳熱效率和耐腐蝕性能;海水端概為銅制。經(jīng)過多年使用考驗證明,冷凝器傳熱效率高,耐腐蝕性強,使用壽命長。改進了熱交換器的回氣管結(jié)構(gòu),克服了多機并聯(lián)運行過程中回油不均的難題。制冷閥門為鋼制焊接結(jié)構(gòu),密封性好;閥桿采用不銹鋼材料,不生繡,密封填料使用壽命長。
開發(fā)漁船冷海水艙專用蒸發(fā)器。選用耐海腐蝕不銹鋼管,采用海水強制循環(huán),從而提高了換熱效率,降低了材料消耗,減少冷量損失。該方案已應(yīng)用于多艘金槍魚釣船。
2.漁船制冷系統(tǒng)復(fù)雜,技術(shù)要求、質(zhì)量要求、安全要求都較高,設(shè)計和安裝不合理,會造成系統(tǒng)不能正常工作,輕者會給日常操作管理帶來很多麻煩,降低系統(tǒng)的工作效率,重者需要返工修改系統(tǒng)管路或更換設(shè)備,造成很大的人力、物力浪費,延誤交船周期。制冷管路安裝不清潔,會造成制冷壓縮機早期磨損或故障,減少壓縮機使用壽命;制冷管路密性或強度不可靠,設(shè)備和管路明顯震動,容易造成管路斷裂和制冷劑泄露,這是船廠經(jīng)常面臨的難題。特別是一些中小船廠,既缺乏制冷技術(shù)人員和專業(yè)安裝人員,又沒有制冷系統(tǒng)安裝資質(zhì),因此他們制造冷凍漁船受到制約和限制。
利用制冷系統(tǒng)安裝資質(zhì)的條件以及制冷系統(tǒng)設(shè)計和安裝的技術(shù)優(yōu)勢,從制冷系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備配套、管路安裝、調(diào)試交付到售后服務(wù)整個過程為船廠或船東提供一條龍服務(wù),為這些船廠的漁船制冷系統(tǒng)的性能和質(zhì)量提供了保障,為他們解決了制冷系統(tǒng)方面的后顧之憂。
漁船制冷技術(shù)發(fā)展趨勢
漁船制冷技術(shù)發(fā)展離不開漁船的實際需要和漁業(yè)發(fā)展的需要。作為漁船制冷技術(shù)研究和制冷設(shè)備生產(chǎn)配套的部門和企業(yè),不但要能夠滿足現(xiàn)實的需要,更應(yīng)緊密聯(lián)系應(yīng)用實踐,探索研究出更能適合漁業(yè)發(fā)展特別是遠洋漁業(yè)發(fā)展的新技術(shù)、新設(shè)備。
1.加強制冷系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)性和實用性,*限度發(fā)揮制冷系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和可靠性。
2.探索以冷凍加工為核心,漁獲物在漁船上直接精細化加工的技術(shù)和成套設(shè)備。充分利用船上漁獲物鮮度高的優(yōu)勢,*限度提高漁獲物加工產(chǎn)品的品質(zhì)和價值,提高漁船經(jīng)濟效益。
3.加強制冷設(shè)備成套化、模塊化標(biāo)準(zhǔn)工作,提高制冷裝置的質(zhì)量和可靠性。
目前,中國具有世界*的漁船制冷技術(shù)和產(chǎn)品,具備參與世界漁船制冷裝備市場競爭的能力。我們希望能為更多漁船提供優(yōu)質(zhì)制冷設(shè)備和先進制冷技術(shù)服務(wù),為我國漁業(yè)經(jīng)濟發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻;我們也非常希望能夠參與我國有關(guān)漁船制冷技術(shù)研究和攻關(guān)項目,為我國漁船制冷技術(shù)進步作出貢獻。
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