Проект холодильной установки для охлаждения воды в технологических целях холодопроизводительностью 200 кВт в г. Кирове

Министерство  образования и  науки  Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ФГОУ  СПО «Мелеузовский  механико-технологический  техникум» 
 
 
 
 
 

                                                       Специальность 1711 
 
 
 
 

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ 
 

ПРОЕКТ  ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОДЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЦЕЛЯХ ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ

200 кВт  В г. КИРОВЕ 
 
 
 
 
 

 Студент:                                                                                 С.А. Наумов 
 

 Руководитель

 проекта:                                                                                  З.В. Кайбушева 
 

 Консультант

 по экономической  части:                                                      Т.В. Ишбаева 
 

 Нормоконтроль:                                                                     В.В. Прокудин 
 
 
 

Мелеуз 2005

ОГЛАВЛЕНИЕ 

  Введение                                                                                                              4

1. Технико-экономическое  обоснование                                                               6

2. Выбор расчётных  параметров                                                                            8

3. Выбор системы охлаждения                                                                            10
4. Тепловой расчёт                                                                                                12
5. Расчёт изоляции                                                                                                15
6. Расчёт и подбор компрессора                                                                          17
7. Расчёт и подбор теплообменных аппаратов                                                  22
8. Расчёт и подбор вспомогательного оборудования                                        24
9. Автоматизация холодильных установок                                                        28
10. Подбор приборов автоматики                                                                        31
11. Издержки производства и основные показатели работы предприятия      34
12. Охрана труда и окружающей среды                                                               44

     Список  используемых источников                                                                 49

    Приложение                                                                                                       50  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

   Холодильная техника в настоящее время  представляет собой высокоразвитую отрасль промышленности, способную  удовлетворить самые разнообразные  требования, возникающие в связи  с необходимостью отводить теплоту  от различных объектов при температурах ниже температуры окружающей среды.

   Холодильная техника применяется на предприятиях различных отраслей промышленности. Практически нет таких отраслей, где бы не применялся искусственный  холод. Одной из важнейших областей применения искусственного холода является мясная, и молочная промышленность входит в состав агропромышленного комплекса. Основные задачи агропромышленного комплекса – достижение устойчивого роста сельскохозяйственного производства, надёжное обеспечение страны продуктами питания и сельскохозяйственным сырьём. Решение задач, поставленных перед агропромышленным комплексом, зависит от внедрения достижений холодильной техники и технологии развития сети холодильников, оснащений отраслей агропромышленного комплекса рефрижераторным транспортом, контейнерами для транспортировки и хранения продукции. В мясной и молочной промышленности искусственный холод применяется для охлаждения, замораживания и хранения молочных и мясных продуктов.

   Во  многих технологических процессах, например при изготовлении масла и молочных продуктов на молочных комбинатах, в системах кондиционирования воздуха охлаждение осуществляют в специальных аппаратах с помощью промежуточного хладоносителя (холодной  воды либо рассола), поступающего из центральной холодильной станции по сети трубопроводов.

   В данном проекте применяется система  централизованного холодоснабжения  с потребителями холода, удалёнными от холодильной станции. Основное отличие  этой установки от холодильных установок  с рассольным охлаждением состоит в меньшей зависимости от потребителя холода. Назначение такой установки – приготовление хладоносителя с заданным расходом, напором начальной и конечной температурами.

   Вид промежуточного хладоносителя выбирается в зависимости от его температуры: при температуре 1°С и выше применяют воду, при более низких температурах (до – 30°С) – водные растворы солей и этиленгликоля.

   Для сглаживания неравномерности тепловых нагрузок в течение суток, уменьшения капитальных и эксплуатационных затрат на получение холода на предприятиях молочной промышленности широко применяют аммиачные холодильные установки с аккумуляторами холода. Эти аккумуляторы созданы на базе панельных испарителей типа ИП, применяемых для охлаждения жидких хладоносителей. В период малых тепловых нагрузок на поверхности панелей намораживается слой льда толщиной 30-40 мм, который тает в период пиковых нагрузок, уменьшая тем самым нагрузку на холодильную установку.

   Таким образом применение установки для  охлаждения воды с использованием промежуточной  ёмкости и аккумуляторов АКХ является эффективным способом сглаживания колебаний в тепловых нагрузках.  
 
 
 
 
 
 
 

1.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ  ОБОСНОВАНИЕ 

   Город Киров является административным центром  Кировской области. Он расположен на левом высоком берегу реки Вятки, в 900 км  от Москвы на северо-восток.  Город был основан в 1374 г. как город Вятка, с 15 века по 1780 год носил название Хлынов, затем был переименован в город Вятку, и свое современное название получил в 1934 году. Издревле город был известен как местный центр ремесел и торговли. 

   Климат  умеренно-континентальный, с продолжительной  умеренно холодной зимой и коротким, но сравнительно теплым летом. Средние  температуры: января – от 14°С до -16°С, июля – от 17 до 19°С. Осадков – около 500 мм в год. Вегетативный период – 155-170 дней. 

   Киров – крупный промышленный, транспортный и культурный центр. Через него проходят основные железнодорожные магистрали, соединяющие Северо-Запад и Центр  с Уралом, Сибирью и Дальним  Востоком, а также северными районами страны. Территория МО «город Киров» составляет  70,5 тыс.га. Численность населения по статистическим данным в 2003 году составила 497,4 тыс. чел., из них городское население составляет 474,9 тыс. чел., сельское – 22,5 тыс. чел.

   Определяется численность населения города Кирова в перспективе, по формуле:

                            Чп = Чф· ,                                           (1.1)   

   где Чп – численность населения на перспективу, чел;

Чф – Численность населения фактическая, чел;

n – число лет на перспективу;

P – прирост населения (1-1,5%) 

   Чп = 497,4· = 522,8 тыс.чел.

   Ведущие отрасли промышленности: машиностроение и металлообработка (АО «Электромашзавод им. Лепсе» – железнодорожные краны; завод «Кирскабель» – неизолированный  алюминиевый провод; производственно-торговая фирма «Веста» – автоматические стиральные машины); химическая

   

и нефтехимическая (Кировский фосфоритный рудник – минеральные удобрения; АО «Кировский шинный завод»); микробиологическая (Кировский биохимический завод – кормовые дрожжи); лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная (деловая древесина, фанера, лыжи, спички; АО «Эликон» – производство кабельной и конденсаторной бумаги); лёгкая (АО «Белка» – меха и меховые изделия; АО «Искож» – искусственные кожи, фирма «Баско»); пищевая. Производство стройматериалов. Добыча фосфоритов, торфа и др. 

   Сельское  хозяйство области в основном имеет зверо-животноводческое направление. Выращивают зерновые культуры, лён-долгунец, картофель, овощи. Средняя урожайность  по области (ц/га, 1995 г.): зерна – 9,8; картофеля – 177; овощей – 341. Производят скот и птицу на убой, молоко, шерсть, яйца.

   Структура валового продукта производства, (%): промышленность – 38,9; сельское хозяйство – 16,1; строительство – 3,8; транспорт – 7,0; торговля и коммерческая деятельность 9,5; прочее – 24,7.

   Структура занятости населения, (%): промышленность – 27,5; сельское хозяйство – 16,5; лесное хозяйство – 0,7; строительство – 3,8; транспорт – 5,3; связь – 1,4; торговля и общественное питание – 14,9; жилищно-коммунальное  хозяйство – 3,9; здравоохранение, физическая культура, социальное  обеспечение – 7,4; образование – 9,3; культура и искусство – 1,8; наука и научное обслуживание – 0,3; другие отрасли – 7,4.

2.ВЫБОР  РАСЧЁТНЫХ ПАРАМЕТРОВ 

   Расчётный (рабочий) режим холодильной установки характеризуется температурами кипения - to, конденсации - tк, всасывания (пара на входе в компрессор) - tвс, и переохлаждения жидкого хладагента перед регулирующим вентилем - tн. Значение этих параметров выбирают в зависимости от назначения холодильной установки и расчётных наружных условий.

   Расчётные параметры наружного воздуха.

   Холодильники, как правило, рассчитывают на самый  жаркий период года. Поэтому в качестве летней расчётной температуры в  городе Кирове принимаем  tл = 29,5ºС. В качестве летней расчётной относительной влажности наружного воздуха принимают φ = 51%. Расчётное значение среднегодовой температуры наружного воздуха tср.г = 3,1ºС.

   Метод определения температуры мокрого  термометра.

   На  i-d диаграмме сначала определяется точку А с параметрами t = 29,5ºС, φ = 51%. Она находиться  по линии постоянной температуры (t = const), с заданным значением расчётной летней температуры, до пересечения с линей постоянной относительной влажности (φ = const), с заданным значением расчётной летней относительной влажности. Затем из точки А по линии постоянной энтальпии (i = const) двигаемся до пересечения с линией φ = 100% (точка Б). Температура в точке Б. и будет искомой температурой мокрого термометра tм = 22ºС.

   

   Рис. 1. Метод определения по i – d диаграмме точку мокрого термометра.

   Расчётная температура воды для охлаждения конденсаторов.

   Оборотное водоснабжение воды, то есть начальную  температуру воды (tw1) для охлаждения конденсаторов принимают на 2…3ºС выше температуры воздуха по смоченному термометру tм, °С.

   tw1 = tм + (2…3)                                                                                             (1.1)