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
8.4 Расчёт и подбор
воздухоохладителей
Площадь
теплопередающей поверхности воздухоохладителя
Fв/о, м2 рассчитывают по формуле
где Q – суммарная тепловая нагрузка на оборудование, Вт;
k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К) /9, с.229/;
– средняя логарифмическая
разность температур, оС.
где tв1
и tв2 – температура воздуха на входе
и на выходе воздухоохладителя, оС;
tо
– температура кипения хладагента,
оС.
Принимают, что в воздухоохладителях камер воздух охлаждается на 2-4 оС /4, с. 489/. Принимаем
Расчёта
воздухоохладителей по камерам представлены
в таблице 8.4.
Таблица 8.4 – Результаты расчёта площади поверхности воздухоохладителей
| Параметры | Камера хранения замороженного творога №1 | Камера хранения замороженного творога №1 | Камера хранения замороженного творога №1 | Камера хранения цельномолочной продукции |
| tпм, оС | -20 | -20 | -20 | 2 |
| tо, оС | -26 | -26 | -26 | -4 |
| 4 | 4 | 4 | 4 | |
| -18 | -18 | -18 | 4 | |
| -22 | -22 | -22 | 0 | |
| 5,8 | 5,8 | 5,8 | 5,8 | |
| 11,18 | 11,18 | 11,18 | 14,37 | |
| Q, Вт | 12805 | 11736,6 | 12641,5 | 42936,4 |
| Fв/о р, м2 | 197,5 | 181 | 195 | 515,2 |
| марка воздухоохладителя | Я10-АВ2-50 | Я10-АВ2-50 | Я10-АВ2-50 | Я10-АВ2-150
Я10-АВ2-75 |
| Fв/о, м2 | 50 | 50 | 50 | 150
75 |
| количество, шт. | 4 | 4 | 4 | 3
1 |
| , м2 | 200 | 200 | 200 | 525 |
Таблица 8.5 – Технические характеристики воздухоохладителей
| Марка | Труба (шаг оребрения секций по ходу воздуха), мм | Площадь теплопередающей поверхности, м2 | Вместимость, л | Объёмная подача вентилятора, м3/ч | Мощность электродвигателя вентилятора, кВтхкол-во |
| Я10-АВ2-50
12 шт. |
25х2,5 (13,4 мм) | 50 | 30 | 2400 | 0,55х2 |
| Я10-АВ2-75
1 шт. |
25х2,5
(8,6 мм) |
75 | 30 | 3400 | 0,55х2 |
| Я10-АВ2-150
3 шт. |
25х2,5 (17,5 мм) | 100 | 30 | 4900 | 1,1х2 |
8.5
Расчёт и подбор
камерных батарей
Площадь
теплопередающей поверхности
где Q – суммарная тепловая нагрузка на оборудование, Вт;
k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К) /9, с.231/;
– средняя логарифмическая
разность температур, оС /9, с.228/.
Принимаем
k = 4,1 Вт/(м2К) и
= 10 оС.
Принимаем
к установке однорядные змеевиковые
шеститрубные оребрённые батареи, выполненные
из 2 секций С2К длиной 2 м. Тогда, общая
длинна батареи составит 4 м /9, с.230/. Поверхность
теплообмена одной батареи при шаге рёбер
20 мм будет равна:
Fб
= 21,9 .2 = 43,8 м2.
Тогда
требуется установить батарей:
Принимаем, что батарея выполнена из стальной трубы диаметром 38х2,5 мм.
Определим
вместимость батарей по аммиаку:
.
8.6
Расчёт и подбор
градирни
Определяем
расчётную тепловую нагрузку на градирню
Qгр р, кВт, по формуле /9, с.92/
:
где Qк – тепловая нагрузка на конденсатор, кВт;
Qм
– тепловой поток в маслоохладителях
винтовых компрессорных агрегатов, кВт
где mм
I – массовый расход воды через маслоохладители
i-го компрессорного агрегата, кг/с;
где – объёмный расход воды через маслоохладитель, м3/ч;
– плотность воды;
сw = 4,19 кДж/(кгК) – удельная теплоёмкость воды;
– нагрев воды в
Принимаем
/9, с.92/.
Для
компрессорных агрегатов марки 21А280-7-3
массовый расход воды составит
Тогда
тепловой поток в маслоохладителе
Тепловая
нагрузка на градирню
По номограмме /22, с.7/ в зависимости от и определяем тепловой поток градирни .
Определяем
необходимое количество градирнь.
Принимаем
к установке четыре градирни Град-280
/22/.
Таблица 8.6 – Технические характеристики градирни
| Тип градирни | Град-280 |
| Количество охлаждаемой воды, м3/час | 280 |
| Площадь поверхности оросителя, м2 | 1869 |
| Расчётный тепловой поток при разности температур по воде , кВт | 1620 |
| Диапазон регулирования производительности, % | 35-100 |
| Площадь орошения, м2 | 10 |
| Количество форсунок, шт. | 48 |
| Количество вентиляторов, шт. | 1 |
| Тип вентилятора | 13-284 |
| Диаметр рабочего колеса, мм | 1600 |
| Частота вращения колеса вентилятора, об/мин | 1000 |
| Установленная мощность электродвигателя, кВт | 15 |
| Уровень звука на расстоянии 1 м, дБА | 110 |
| Напряжение/частота сети, В/Гц | 380/50 |
| Масса, кг | 2230 |
Определяем
подачу водяных насосов
, которые обслуживают градирни по
формуле
По найденной подаче принимаем к установке центробежные насосы на охлаждение в количестве двух штук марки КМ150-125-315 с общей подачей 400 м3/ч и один резервный такой же марки.
Таблица 8.7 – Технические характеристики центробежных насосов
| Марка насоса | КМ150-125-315 |
| Подача, м3/ч | 200 |
| Напор, м | 32 |
| Допускаемые кавитационный запас, м | 4,5 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 30 |
| Диаметр
патрубка, мм
– всасывающего – нагнетательного |
150 100 |
| Габаритные
размеры, мм
– длина – ширина – высота |
1650 665 635 |
| Масса, кг | 390 |
8.7
Расчёт и подбор
аммиачных насосов
Объёмную
подачу аммиака
определяем по формуле
где – теплоприток при i-ой температуре кипения, кВт;
n – кратность циркуляции хладагента, равная при нижней подаче 2-5, при верхней подаче 6-15 /9, с.108/;
– теплота парообразования, кДж/кг;
– плотность жидкого
Принимаем
подачу в охлаждающие приборы
верхнюю и, соответственно, n = 10.
8.7.1
Подбираем аммиачные
насосы для температуры
кипения
Принимаем
к установке аммиачный насос
марки 1ЦГ12,5/50б с подачей 2-14 м3/ч
и напором 46 м или давлением
и один резервный такой же марки /9,
с.242/.
8.7.2
Подбираем насос
для температуры
кипения
Принимаем
к установке аммиачный насос
марки 1ЦГ12,5/50б с подачей 2-14 м3/ч
и напором 46 м или давлением
и один резервный такой же марки
/9, с.242/.
Таблица 8.8 – Технические характеристики аммиачных насосов
| Марка насоса | 1ЦГ12,5/50б |
| Подача, м3/ч | 2-14 |
| Напор, м | 46 |
| Габаритные
размеры, мм
– длина – ширина – высота |
765 260 525 |