Холодильная установка пивоваренного завода

 

7.1.2. Выбор  типа и числа компрессоров:

 

  При выборе типа  следует учитывать рациональные  области применения компрессоров  различного принципа действия. Так, при единичной холодопроизводительности, не превышающей 150 кВт, преимущественно изготавливаются  поршневые компрессоры, а свыше- винтовые маслозаполненные. Последние обладают  большей надёжностью и моторесурсом, в меньшей степени подвержены опасности гидроудара.

Количество устанавливаемых в каждой группе компрессоров одного ряда (базы) определяется с учётом заводской характеристики (Q0=f(t0 , tк,)),

 

Соображений надежности и необходимости изменения суммарной  холодопроизводительности при работе установки в нерасчетные периоды времени. Лучшим решением будет установка двух-трех компрессоров, суммарной холодопроизводительностью равной требуемой, чем одного с большей холодопроизводительностью. Допускается устанавливать на 20% более мощное оборудование, чем требуется по расчету, и на 5% менее мощное.

Для первой компрессорной  группы КМ1 с расчетной холодопроизводительностью 140 кВт выбираем 2 компрессорных агрегата А40-7-1 с суммарной холодопроизводительность. 140 кВт

 

 

 

Характеристики компрессорных  агрегатов

 

Марка Агрегата	Теоретическая Подача, м3	Мощность двигателя, кВт	Габаритные размеры, мм					Масса, кг
			длина	ширина		высота
Одноступенчатые
А40-7-1	0,029	18,5	850		680		580	280
А40-7-1	0,029	18,5	850		680		580	280

 

 

 

7.1.3. Массовая  подача хладагента компрессорами, кг/с

 

Определяется для каждой группы компрессоров.

 

 

 

Где  Q_гр  - суммарная установленная холодопроизводительность группы компрессоров , кВт:

7.2 Теплообменные  аппараты

Поскольку основная характеристика аппарата- площадь поверхности теплопередачи содержится в его марке, то с определения этой площади и начинают подбор.

 

;

 

где Q- тепловой поток в аппарате, кВт, q_F- плотность теплового потока, кВт/м².( плотность теплового потока для кожухотрубного конденсатора с водяным горизонтальным охлаждением составляет 4 кВт/ м²⁾

 

Значения q_F выбирают в зависимости от типа аппарата. В качестве испарителей для получения ледяной воды следует применять панельные аппараты типа ИП вместо кожухотрубных, что позволяет избежать «размораживания! Аппарата при аварийной остановке насоса, подающего воду в аппарат. По той же причине при размещении конденсатора водяного охлаждения на открытой площадке(что экономит площадь машинного отделения) применяют вертикальные кожухотрубные аппараты типа КВ или КВИ.

Тепловой поток в  испарителе принимают равным суммарному теплопритоку от группы потребителей холода. Тепловой поток в конденсаторе определяют как:

 

 

Тепловой поток  в  градирне равен тепловому потоку в конденсаторе. По снабжениям надежности в составе конденсаторной группы лучше иметь 2-3 конденсатора и 2-3 градирни.

 

Характеристика кожухотрубного конденсатора

 

Масса,кг	Марка конденсатора	Площадь теплопередающей поверхности, м2	Габаритные размеры, мм			Диаметры патрубков, мм
			длина	ширина	высота	Вход пара	Выход жидкости	Вход, выход воды
2996	100КВН	100	-	1455	5000	80	40	-

 

 

7.3 Насосы

Число насосов для  конкретной среды ( тепло- и хладоносителя) определяют исходя из расчетного значения ее объемной подачи в данном контуре и технических характеристик насосов. Расчетная объемная подача находится по ранее установленным тепловым потокам в аппаратах и принятым оптимальным значения температуры среды  в аппаратах.

Объемная подача насосов, м³/ч

 м³/ч

Выбираем насос марки К 290/18 с  номинальной подачи 290 м³/ч

Характеристика  насоса

 

Марка насоса	Номина- льная подача, м3/ч	Номина- льный напор,м	Доп. кавитационный запас	Мощность электро- Двигате ля		Диаметр патрубков,мм		Габаритные размры,мм				Масса ,кг
						Всасыв- ающий	Нагне та ющий	длинна	Ширина		Высо та
Одноступенчатые
К 290/18	290	18	4,5	22	200		150	1455	575	555		440

В качестве низкотемпературных х.н. применяют  водные растворы хлорида кальция  и этиленгликоля.

7.4 Трубопроводы

Трубопроводы обвязки  компрессоров и  аппаратов подбирают по диаметрам патрубков, указанным  в технической характеристике оборудования.. Диаметр труб  магистральных трубопроводов   для  хладагента, всасывающих  к каждой группе компрессоров, общего нагнетательного к  конденсаторной группе и жидкостного   к распределительному   коллектору следует рассчитывать по максимальному объему расходу и оптимальной скорости движения хладагента.

,

где  G- массовый паток(подача) хладагента, кг/с, υ- удельный объем хладагента, м³/кг,

ω- оптимальная скорость движения в трубопроводе, м/с

Полученная величина d округляется до ближайшего стандартного значения.

 

 

 

8. Разработка  функциональной схемы автоматизации

 

Для холодильной установки  предусмотрена комплексная автоматизация, что соответствует оптимальному уровню автоматизации для данного вида установки. В комплекс средств автоматизации входят системы автоматического регулирования основных параметров режима работы холодильной установки, системы автоматического управления, защиты и сигнализации. Что касается средств автоматической защиты и сигнализации, то они обычно входят в комплект поставляемого заводом-изготовителем оборудования.

В число основных параметров, подлежащих регулированию в данной холодильной установке,  включены: температуры: х.н. на выходе из испарителей, воздуха в охлаждаемых объектах; давление хладагента: в конденсаторе и во всасывающем патрубке компрессора; перегрев пара хладагента на выходе из кожухотрубных испарителей и уровень жидкого хладагента в отделителе  жидкости  панельного испарителя.

Регулятор перегрева  пара- автоматический прибор  пропорционального  действия, т.е., терморегулирующий вентиль, который изменяет подачу хладагента в соответствии с изменением величины  перегрева, обеспечивая, таким образом, оптимальное заполнение испарителя хладагентом.

Остальные регуляторы- двухпозиционного действия, в их состав входят датчики- реле, которые либо прекращают и  возобновляют подачу охлаждающей среды в охлаждающий прибор, либо включают и выключают компрессор или вентилятор при отклонении  регулируемого параметра от заданных значений.

 

 

8.1 Уровень(  объем, степень) автоматизации

 

При проектировании крупных  холодильных установок централизованного  хладоснабжения экономически оправдано в настоящее время предусматривать их комплексную автоматизацию, включающую:

- системы автоматического  регулирования параметров основных  производственных процессов (САР)

- системы автоматического  управления  машинами (компрессорами, насосами и вентиляторами)

- системы автоматической  защиты от опасных режимов  работы  машин ( САЗ)

- системы автоматического  контроля (параметров) и сигнализации(САС)

Кроме того, автоматизируются некоторые вспомогательные процессы, например, воздухо- и маслоотделение,оттаивание инея.

8.2 Системы  автоматического регулирования

 

• Выбор регулируемых параметров. Этот выбор делается для того, чтобы определить рациональное количество САР, обеспечивающее выбранный уровень автоматизации проектируемой установки. Для крупных производственных многообъектных холодильных установок, работающих на R717, такими параметрами обычно являются:
• температура охлаждаемого объекта 9 чаще всего воздух в охлаждаемом помещении);
• уровень жидкого хладагента( либо перегрев пара) в испарителе;
• температура(или давление) конденсации;
• температура( или давление) кипения.

Необходимость регулирования  первого параметра  в холодильной  установке любого типа очевидна. Следующие  два альтернативных параметра регулируются с целью поддержания оптимального заполнения испарителя хладагентом и , таким образом, обеспечивается эффективная работа испарителя, с одной стороны, и исключается опасность гидравлического удара в компрессоре, с другой стороны. Уровень жидкости регулируется  в испарителях  затопленного типа( кожухотрубных, панельных) или в емкостных аппаратах( отделителях жидкости), входящих в состав этих испарителей. Перегрев пара регулируется в ребристо- трубных испарителях( батареях, воздухоохладителях), где уровень жидкого хладагента не может быть определен.

Целесообразность регулирования  температуры или давления конденсации  обусловлена желанием избежать перенастройки  дросселирующих устройств,  входящих в состав регуляторов уровня или  перегрева, неизбежной при значительном снижении давления конденсации в зимний период.

Наконец, температура( давление) кипения хладагента регулируется с  целью установления соответствия между суммарной потребностью в холоде группы потребителей, технологическая температура каждого из которых должна  регулироваться независимо  от других, а количество установленных компрессоров, как правило, меньше количества потребителей.

2.Выбор способа регулирования и типа САР. При прямом регулировании датчик  САР реагирует на изменение регулируемого параметра, а при косвенном- на изменение  параметра, функционально связанного с регулируемым. В пером случае обеспечивается большая точность поддержания регулируемого параметра, однако, когда высокая точность от САР не требуется, иногда легче  реализуема САР косвенного действия. Например, с целью поддержания постоянным давления кипения хладагента регулируют температуру хладоносителя на выходе из испарителя или, наоборот, регулирует давление пара во всасывающем патрубке компрессора для поддержания постоянной температуры воздуха в охлаждаемом помещении ( в однообъектной холодильной установке)

По той же причине  на холодильных установках более  распространенной, чем САР качественного  регулирования, является САР количественного  регулирования, в которой в ответ  на возмущающее воздействие на регулируемый параметр изменяется не качественный, а количественный показатель управляющего воздействия, например, расход охлаждающей среды или объемная подача пара.

Закон изменения управляющего воздействия  или закон регулирования  определяет тип САР. На холодильных установках, в основном, применяются САР пропорционального и двухпозиционного действия.

Пропорциональными являются регуляторы перегрева ( терморегулирующие  вентили), изменяющие величину подачи  жидкого  хладагента в испаритель пропорционально изменению теплового потока от потребителя. В двухпозиционных САР величина подачи  охлаждающей среды( воздуха в градирнях, воды в конденсаторе, хладоносителя в теплообменник потребителя, хладагент в затопленный испаритель, пара хладагента в компрессор) изменяется путем «открытия-закрытия» электромагнитного клапана на линии подачи среды в аппарат или « включения – выключения» электродвигателя  соответствующей машины для перемещения среды( вентилятора, насоса или компрессора)

В однообъектной  холодильной  установке( охлаждающей системе) косвенного охлаждения одновременно с автоматической « остановкой-пуском»  компрессора «останавливается-пускается» насос хладоносителя.

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1. Румянцев Ю.Д., Калюнов  В.С. “Холодильная техника” –  СПб.: Изд-во “Профессия”, 2003. -360с

2. Ковальская Л.П., Шуб  Г.М. “Технология пищевых производств”  – М.: Колос, 1997-725с.

3. Соколов В.С., Крайнев  А.А. “Холодильные установки”  –СПб.: 
СПбГУНиПТ, 1999-58с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

1. Задание………………………………………………………….2
2. Производство пива…………………………………………...3-6
3. Принципиальная схема производства…………………......7-8
4. Характеристика охлаждаемого объекта……………………..9

5. Выбор схемных решений установки и расчет термодинамических циклов холодильных машин…………9

5.2Расчетная температура наружного воздуха……………….......10

5.3Температура смоченного  термометра…………………………10

5.4Температура конденсации  хладагента……………………......10

5.5Температура кипения  хладагента…………………………......11