冷库设计实例

山东建筑大学毕业设计说明书1前言1.1设计题目的选题的缘由及意义冷库是发展冷藏业的基础设施，也是在低温条件下贮藏货物的建筑群。食品保鲜主要以食品冷藏链为主，将易腐畜禽、水产、果蔬、速冻食品通过预冷、加工、贮存和冷藏运输，有效地保持食品的外观、色泽、营养成分及风味物质，达到食品保质保鲜，延长食品保存期的目的，起到调剂淡、旺季市场的需求并减少生产与销售过程中经济损耗的作用。在现代化的食品工业中，食品从生产加工、贮藏运输、销售至消费全过程都保持在所要求的低温条件下，这种完整的冷藏网统称“冷链”，它可以保证食品的质量，减少生产及分配过程中的损耗。目前，国家投入巨资加快基础设施建设，调整农业产品结构，推进城市化进程，这些措施必将会带动制冷空调产品的生产和使用，促进、完善“冷链”的建设。在农业、畜牧业方面，水果、蔬菜、养殖加工业的发展，包括花卉业的兴起，给冷冻冷藏业的发展带来勃勃生机。由此可见，随着市场经济的不断发展、现代物流系统的不断完善，食品冷藏链的产业化发展前景十分广阔。1.1.1冷库行业现状国外冷库行业现状。国外冷库行业发展较快的国家主要有日本、美国、芬兰、加拿大等国。日本是亚洲最大的速冻食品生产国，-20℃以下的低温库在冷库中占80%以上。70年代以前国外冷库普遍采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统，70年代后期逐渐采用以R22为制冷剂的分散式制冷系统。美国和加拿大占80%以上的冷库都以使用R717为制冷剂。80年代以来，分散式制冷系统在国外发展很快，冷却设备由冷风机逐步取代了排管，贮藏水果冷库中近1/3为气调库，在冷库建造方面土建冷库正向预制装配化发展，自动化控制程度比较高。比较著名的装配式冷库的制造商如芬兰的辉乐冷冻集团(HUURRE),其库板HE-3由无氟绝缘聚氨酯板和两层镀锌的钢层组成，轻便易拆卸，施工期短、气密性好、空间利用率高。近年来，国外新建的大型果蔬贮藏冷库多是果品气调库，如美国使用气调贮藏苹果已占冷藏总数的80%；法国、意大利也大力发展该项技术，气调贮藏苹果均达到冷藏苹果总数的50%～70%以上；英国气调库容达22万吨。日本、意大利等发达国家已拥有10座世界级的自动化冷库。山东建筑大学毕业设计说明书2国内冷库行业现状。我国自1955年开始建造第一座贮藏肉制品冷库，1968年建成第一座贮藏水果冷库，1978年建成第一座气调库。1995年由开封空分集团有限公司首次引进组合式气调库先进工艺，并在山东龙口建造15000吨气调冷库获得成功，开创了国内大型组装式气调冷库的成功先例，用户亦取得了较好的经济效益。1997年又在陕西西安建造了一座10000吨气调冷库，气密性能达到国际先进水平。该公司气调冷库已分布在山东、河南、北京、湖南、新疆、陕西、天津、四川等省市自治区，并获得客户的较好信誉。广东、北京等省市大约先后引进了40座预制装配式冷藏库，总库容约为7.5万吨。近几年来，我国冷库建设发展十分迅速，主要分布在各水果、蔬菜主产区以及大中城市郊区的蔬菜基地。据统计，全国现有冷冻冷藏能力已达500多万吨，其中外资、中外合资和私营冷库约占50万吨，国有冷库450多万吨，分属于内贸、农业、外贸和轻工系统，其中内贸系统冷库容量达300多万吨，占全国总量的60%以上。我国商业系统拥有果蔬贮藏库面积达200多万平方米，仓储能力达130多万吨，其中机械冷藏库70多万吨，普通库为60多万吨。果品蔬菜保鲜一般采用最低温度为-2℃的高温库，水产、肉食类保鲜采用温度在-18℃以下的低温库，而我国的贮藏冷库大多数为高温库。大型冷库一般采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统，冷却设备多为排管，系统复杂，实现自动化控制难度大。小型冷库一般采用以氟里昂为制冷剂的分散式或集中式制冷系统[4]。在建造方面以土建冷库偏多，自动化控制水平普遍较低。装配式冷库近几年来有所发展。国内专业生产制冷设备及建造冷库的厂家很多，如开封空分集团制冷工程公司为国内第一家组装式冷库生产厂家，已形成从几立方米库容小型室内库到几万立方米的大型室外库；从高温库、低温库、冻结库到综合库；从全组装式冷库到土建结构内部贴板的混合式冷库；从普通冷库过渡到的多品种、多规格的气调冷库系列产品。此外大连制冷设备厂、天津森罗科技发展有限责任公司等，其制冷设备在冷库行业领域中所占比重较大，天津森罗科技发展有限责任公司采用双面彩钢聚苯乙烯保温板建造的装配式冷库，在国内发展较快。国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）研制开发的微型节能冷库在国内农村各地已广泛推广。据统计我国生产企业已生产建设大中小型装配库约800座，室内装配式冷库约2.5万套（座），仅苏州市2004年全市新建保鲜冷库38座，占江苏省的40%。1.2目前主要存在的问题山东建筑大学毕业设计说明书3由于我国的冷库行业起步相对于发达国家还有一定差距，冷库的设计、制造，维护水平和国际先进水平相比相对落后，主要表现在以下几个方面：1.2.1冷库利用率偏低空间利用率。传统的冷库设计一般高5m左右，但在实际操作应用中，尤其是无隔架层的冷库利用率低于50%，如物品堆码的高度一旦达到3.2m时，外包装为纸箱的食品，因重压变形、吸潮等原因极易出现包装破裂、倒塌等现象[6]，导致食品品质降低，造成较大的经济损失。周年利用率。以兰州市为例：大多数冷库每年5～10月份期间贮藏荷兰豆、西兰花、花椰菜、大白菜、甘蓝、百合等新鲜蔬菜，然后以冷藏车、简易汽运等方式运至广州、上海、杭州等南方城市进行销售经营，冷库闲置期长达6个月。兰州肉联厂低温冷库贮藏肉制品、速冻食品、雪糕、冷饮等，利用率相对较高。而其他冷库中仅有少量冷库在10月至翌年4月份贮藏水果，其余时间基本关闭闲置，周年利用率仅能达到50%。1.2.2部分冷库设计不尽规范，存在诸多安全隐患国内很多冷库属于无证设计、安装，缺乏统一标准，缺乏特种设备安全技术档案现象较为普遍。操作人员未经专业培训无证上岗，管理人员安全意识淡薄。部分容积500立方米以上以氨为制冷剂的土建食品冷库，其库址选择、地基处理、制冷设备安装等严重不符合《冷库设计规范》(GB50072-2001)的要求，存在诸多安全隐患。许多冷库名为气调库却达不到气调的目的，部分低温库一建成就面临停用或只能按高温库降级使用的局面。1.2.3制冷系统维修措施不力，设施设备老化严重制冷机的正常维修周期一般为运转8000～10000h即应进行大维修；运转3000～4000h进行中维修；运转1000h进行小维修。适时对制冷系统进行维修、保养，可以及早消除事故隐患。因为国内大多数冷库尤其是90年代以前所建冷库，设施设备陈旧、管道严重腐蚀、墙体脱落、地基下陷、压力容器不定期检验。普遍开开停停，带病运营现象十分严重。1.2.4冷库节能措施未引起足够重视冷库属于耗能大户。有数据表明：蒸发器内油膜增加0.1㎜，会使蒸发温度下降2.5℃，电耗增加11%。冷凝器中若存在油膜、水垢，蒸发器外表结霜等均会导致蒸发温度下降，耗电增加。另外，低温库冻结间或速冻装置进货后压缩比小于8时，应先采用单级制冷压缩，当蒸发压力降下来后，其压缩比大于8时再改用双级压缩制冷方式，而许多低温冷库山东建筑大学毕业设计说明书4一开机就启用双级压缩机，使冷库能耗加大。1.2.5自动化控制程度低迷国外冷库的制冷装置广泛采用了自动控制技术，大多数冷库只有1～3名操作人员，许多冷库基本实现夜间无人值班。而我国冷库的制冷设备大多采用手动控制，或者仅对某一个制冷部件采用了局部自动控制技术，对整个制冷系统做到完全自动控制的较少，货物进出、装卸等方面的自动化程度普遍较低。1.2.6商业冷库价格竞争激烈近几年随着冷库数量的增加，除部分食品生产企业、科研单位自备用于存放食品原料或用于科研试验的冷库外，商业冷库出租转让频繁，行业内低价竞争激烈，加之高温库和低温库比例失衡以及地理位置的差异，存贮肉类及速冻食品的低温库供不应求，大量的高温库闲置待用，导致大多商业冷库经营企业经济效益不佳。1.2.7目前食品冷藏行业冷库安全生产的专职管理部门不明确上个世纪，原商业部食品局一直是全国商业系统冷库安全生产最高管理机关，它组织制定的一系列有关冷库安全生产的管理规程，不仅在商业系统，而且在轻工、外贸、水产等行业的冷库中也都纷纷借鉴，参照执行，起到了统领全国食品冷藏业冷库安全生产管理的作用。但是如今，随着政府体制的改革，商业部已不复存在了，有关我国食品冷藏冷库安全生产管理的部门至今尚不明确，因此这就形成了我国食品冷藏业冷库安全生产管理放任自流，各行其是的状况。此外，目前在我国大中型冷库中，特别是在使用氨做制冷剂的冷库，多数没有设置专职的生产安全管理人员。不少食品冷藏企业对安全工程师这种专业技术职称都十分生疏。特别是近几年，国内食品冷藏企业面临着转制及市场激烈竞争的双重压力，生存是第一位的，企业领导顾及不到生产安全，加上企业减员增效等一系列内部改革措施的出台，往往被削减的首先是企业生产安全管理的职能部门及人员。从对安全生产重视程度来看，应该说现在远不如以前。安全生产的管理水平在下降，无论从历史上还是现在，我们食品冷藏业冷库安全管理的水平，都落于国内石化、冶金、轻工等相关行业，这已是不争的事实。1.2.8食品冷藏业冷库安全生产管理的规章制度不健全据了解，目前除在上世纪八十年代中期原商业部食品局曾在全国商业系统冷藏企业内颁布实施过《冷藏库氨制冷装置安全技术规程》（暂行）外（后来此“规程”曾在国内其山东建筑大学毕业设计说明书5它行业的冷库都曾经参照执行过），至今国内针对食品冷藏业冷库安全生产管理的规程或安全生产操作规程还未见公布于世。这就说明我们食品冷藏业冷库安全生产管理规章制度目前还是空白，急待从行业管理的角度，制定全行业安全生产应遵从的作业及操作规范。1.2.9在各类安全生产事故中，火灾事故仍是我国食品冷藏业冷库建设与生产中的头号多发事故由于冷库围护结构的隔热层和制冷设备和管道的保冷层，目前仍然以难燃和易燃的隔热材料——聚氨酯泡沫塑料、自熄性聚苯乙烯泡沫塑料、软木等为主。尽管在工程设计中遵照国家“建筑设计防火规范”和“冷库设计规范”要求，科学规划防火分区，加设防火带，但不可否认由于技术条件的限制，这些技术措施对冷库火险还难以彻底防范，这都会为冷库在建造和使用中留下火灾隐患。据目前有关冷库火灾事故的统计，冷库建造过程中发生的火险远远大于冷库建成后使用过程中的火险（此部分火险则大多由电气设施，设置或使用不当造成）。据不完全统计，从上世纪九十年代以来，全国仅冷库建造过程中发生火灾就有20余起，死亡78人，造成直接经济损失近1.5亿元。由此可以看出，火灾已成为我们食品冷藏业冷库的头号灾害。1.3我国食品冷藏冷库安全生产管理有待改进的几个问题针对上面的分析及我国食品冷藏业冷库安全生产的现状，为缩小我们行业在安全生产管理方面同国内其他行业之间的差距特提出如下几方面的改进的建议。1.3.1健全和完善我国食品冷藏业冷库各级安全生产管理规章制度目前从全国冷藏行业来看，还没有一份可供全行业共同执行的“冷库安全生产管理的规范”。因此当务之急，是在广泛调研的基础上，以我国人大颁布的“安全生产法”为纲，紧密结合冷库安全生产这种特殊环境，组织行业内的标准化工作者，尽快编写出食品冷藏业“冷库氨制冷装置安全技术规程”，而各食品冷藏企业可结合本企业的生产特点，制定出本企业“冷库安全生产管理规程”、“制冷机安全操作规程”等，形成国家、行业、企业三级完善的安全生产管理规章制度体系。1.3.2在全国食品冷藏行业中广泛开展安全生产知识和相关法规的宣贯工作可以以一个省（自治区）为单位，由食品冷藏行业组织出面，在各省安全生产主管部门的指导下，通过办培训班、搞知识竞赛等多种灵活的形式，对全体职工进行安全生产知识及相关法规的教育。宣讲食品冷藏行业特别是有关冷库安全生产管理的相关规程，有关山东建筑大学毕业设计说明书6压力容器、压力管道的安全知识，车间火灾的防控安全捕救方法及遇险后逃生的方法。必要是要注意纠正其习惯性违章作业。当前有关国家及行业内安全生产法规的宣贯，其重点对象应是非公有制食品冷藏企业的经营者及乡