Автор: Пользователь скрыл имя, 13 Ноября 2010 в 12:09, дипломная работа
В данном дипломном проекте выполнено проектирование холодильника специализированного гормолзавода по производству творожной продукции производительностью 15т/сутки.
В проекте выполнен литературный обзор, на основании которого принято решение о строительстве стационарного одноэтажного холодильника с централизованной системой охлаждения. Определена вместимость камер хранения, производительность камер холодильной обработки, разработана планировка охлаждаемого склада.
Проведен расчет теплопритоков, определена тепловая нагрузка от технологического оборудования, рассчитано и подобрано современное аммиачное холодильное оборудование. Оборудование скомплектовано на базе использования двухзвенной компаундной схемы. Выполнена планировка машинного отделения.
Выполнена автоматизация основных схемных узлов холодильной установки.
В разделе «Охрана труда» проведен анализ безопасности жизнедеятельности, который не выявил опасных факторов воздействия на условия труда.
Отдельное внимание в проекте уделено сравнению различных методов определения тепловой нагрузки на холодильное оборудование от технологического оборудования.
Произведены расчеты себестоимости единицы холода и срока окупаемости проекта.
Введение 6
1 Технико-экономическое обоснование 7
2 Литературный обзор 9
3 Описание технологического процесса,
потребляющего искусственный холод 19
3.1 Технология пастеризованного молока 19
3.2 Технология сливок 21
3.3 Технологический процесс производства сметаны 21
3.4 Технологический процесс производства творожных изделий 23
3.5 Технологический процесс производства творога 24
3.6 Составление графика технологического процесса и подбор
необходимого технологического оборудования потребляющего холод 26
3.7 Составления графика потребления холода и определение пиковой
нагрузки на холодильное оборудование 29
4 Расчёт ёмкости камер, планировка холодильника 30
5 Выбор конструкции ограждений.
Расчёт толщины теплоизоляции 34
6 Расчёт теплопритоков 40
6.1 Расчёт теплопритока через ограждающие конструкции помещения 41
6.2 Расчёт теплопритока от продуктов при их холодильной обработке 45
6.3 Расчёт теплопритоков от вентиляции 49
6.4 Расчёт теплопритоков связанных с эксплуатацией камеры 49
7 Составление функциональной схемы холодильной установки 56
7.1 Определение температуры конденсации и температуры
кипения хладагента 56
7.2 Составление функциональной схемы холодильной установки
и принцип её действия 58
7.3 Расчёт термодинамических циклов 58
8 Расчёт и подбор оборудования 63
8.1 Расчёт и подбор компрессоров 63
8.2 Расчёт и подбор конденсаторов 66
8.3 Расчёт и подбор испарителей для охлаждения ледяной воды 68
8.4 Расчёт и подбор воздухоохладителей 70
8.5 Расчёт и подбор камерных батарей 72
8.6 Расчёт и подбор градирни 73
8.7 Расчёт и подбор аммиачных насосов 75
8.8 Расчёт и подбор трубопроводов 76
8.9 Расчёт и подбор ёмкостных аппаратов 83
8.10 Подбор маслоотделителя 87
8.11 Подбор отделителя жидкости 87
8.12 Подбор воздухоотделителя 88
8.13 Подбор маслособирателя 88
8.14 Подбор гидроциклонов 88
9 Планировка машинного отделения 90
10 Автоматизация холодильной установки 94
11 Сравнительный расчёт тепловой нагрузки от технологического
оборудования различными методами 97
12 Расчёт экономического эффекта 102
12.1 Расчёт реальных инвестиций 102
12.2 Расчёт себестоимости продукции (холода) 104
12.3 Экономическая эффективность проекта 112
13 Охрана труда 117
Заключение 125
Список использованной литературы 126
Приложения
8
Расчёт и подбор
оборудования
8.1
Расчёт и подбор компрессоров
Определяем
коэффициент подачи компрессоров для
нижней (поршневые компрессоры) и верхней
(винтовые компрессоры) ступеней холодильной
установки /11, с.12/ и /6, с.106/
и
Определяем
требуемую теоретическую
Тогда
для верхней ступени
для
нижней ступени
По теоретической объёмной подаче Vh, м3/с подбираем следующие компрессора:
для верхней ступени – четыре винтовых компрессорных агрегата марки 21А280-7-3, объёмная теоретическая подача каждого ;
для
нижней ступени – один компрессорный
агрегат марки А40-7-2, объёмная теоретическая
подача которого
и один агрегат резервный.
Определяем
коэффициент рабочего времени
, который должен находиться в пределах
.
где
– суммарная теоретическая объёмная
производительность компрессоров.
– для
компрессоров верхней ступени
;
– для
компрессора нижней ступени
.
Определяем
действительный объёмный расход холодильного
агента
в компрессорах нижней и верхней ступеней
по формуле
Определяем
действительный массовый расход холодильного
агента
по формуле
(8.4)
Определяем
действительную холодопроизводительность
агрегатов
по формуле
Определяем
изоэнтропную мощность компрессоров
по формуле
Определяем
эффективную мощность компрессоров
по формуле
где
– эффективный КПД компрессора.
Определяем
эффективный КПД компрессоров /6,
с.177/
и
Определяем
индикаторную мощность компрессоров
по формуле
где
– индикаторный КПД компрессора /6/;
Требуемая
мощность электродвигателей должна
быть меньше мощности установленных электродвигателей:
(8.10)
где
– КПД электродвигателя, равный 0,85
– 0,9 для электродвигателей малых компрессоров
и 0,9 – 0,95 для электродвигателей крупный
компрессоров.
Таблица 8.1 – Технические характеристики компрессорных агрегатов
Марка | Теоретическая объёмная подача, м3/с | Мощность двигателя, кВт | Расход воды, м3/ч | Габаритные размеры, мм | Диаметры патрубков, мм | Масса, кг | |||
длина | ширина | высота | всасывающего | нагнетательного | |||||
А40-7-2
2 шт. |
0,029 | 18,5 | 0,5 | 1830 | 840 | 915 | 70 | 50 | 800 |
21А280-7-3
4 шт. |
0,165 | 132 | 6,0 | 2825 | 1030 | 1420 | 150 | 100 | 2385 |
8.2
Расчёт и подбор
конденсаторов
Расчётную
тепловую нагрузку на конденсатор Qк
р, кВт определяем по формуле
(8.11)
Коэффициент
теплопередачи для
Принимаем k = 750 Вт/(м2К) и qf = 3750 Вт/м2.
Определяем
среднюю логарифмическую
где tw2 и tw1 – температуры на выходе и входе охлаждающей воды в конденсатор, оС;
tк
– температура конденсации, оС.
Площадь
теплопередающей поверхности
.
Принимаем к установке два конденсатора марки КТГ-300 с площадью теплопередающей поверхности 300 м2 каждый.
Определяем
объёмный расход охлаждающей воды
Vw, м3/с, по формуле
где сw = 4,189 кДж/(кгК) – удельная теплоёмкость воды ;
= 1000 кг/м3 – плотность воды.
Таблица 8.2 – Технические характеристики конденсаторов
Марка | Площадь поверхности, м2 | Габаритные размеры, мм | Число труб | Условные проходы, мм | Вместимость по хладагенту, м3 | Масса, кг | |||||
диаметр | длина | ширина | высота | пара | жидкости | воды | |||||
КТГ-300
2 шт. |
300 | 1200 | 6845 | 1520 | 1940 | 870 | 125 | 50 | 250 | 4,1 | 10920 |
8.3
Расчёт и подбор
испарителей для
охлаждения ледяной
воды
В качестве испарителей для охлаждения ледяной воды принимаем панельные испарители.
Принимаем разность температур на холодном конце испарителя /5/.
Температура кипения аммиака в испарителе tо = -4оС.
Определяем
температуру ледяной воды на выходе
из испарителя
по формуле
Охлаждение ледяной воды в испарителе составляет оС /5/.
Принимаем
Определяем
температуру ледяной воды на входе
в испаритель
, по формуле
Определяем
среднюю логарифмическую
Принимаем
коэффициент теплопередачи
Тепловая нагрузка на испаритель составляет Qo = 1206,9 кВт.
Учитывая
дополнительные теплопритоки к хладоносителю,
составляющие 10% тепловой нагрузки, найдем
расчётную тепловую нагрузку
Определяем
площадь теплопередающей
(8.18)
Принимаем к установке панельные испарители марок:
АИ180 с поверхностью охлаждения 180 м2;
АИ160 с поверхностью охлаждения 160 м2;
АИ90 с поверхностью охлаждения 90 м2.
Общая
площадь поверхности охлаждения 430
м2.
Таблица 8.3 – Технические характеристики панельных испарителей
Показатель | Марка | ||||
АИ90 | АИ160 | АИ180 | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
Рабочее давление, кг/см2 | 18 | 18 | 18 | ||
Количество секций, шт. | 9 | 16 | 18 | ||
Холодопроизводительность, кВт | 261 | 464 | 522 | ||
Поверхность охлаждения, м2 | 90 | 160 | 180 | ||
Количество мешалок, шт. | 1 | 1 | 2 | ||
Продолжение таблицы 8.3 | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
Мощность электродвигателя, кВт | 1,5 | 1,5 | 1,5 | ||
Ёмкость бака, м3 | 8,78 | 11,5 | 12,82 | ||
Ёмкость по аммиаку, м3 | 0,475 | 0,84 | 0,95 | ||
Вес аппарата, кг | 2050 | 3650 | 4100 | ||
Габаритные
размеры, мм:
– длина – ширина – высота |
6000 1500 1700 |
6000 1900 1700 |
6000 2100 1700 | ||
Условные
проходы, мм:
– вход жидкости – выход пара – вход-выход хладоносителя |
20 100 100 |
40 150 150 |
40 150 150 |