Расчет фруктохранилище для яблок вместимостью 3000 т. в г. Волгоград

Тепловой расчет и подбор конденсатора

Средний логарифмический температурный  напор ([1] с. 145)

(6.20)

где t_w1 t_w2 - температура воды, входящая в конденсатор и выходящая из него, ⁰C

Коэффициент теплопередачи конденсатора

Коэффициент "к" зависит от многих факторов, поэтому точное его определение расчетным путем представляет известные трудности. B приближенных расчетах конденсаторов пользуются значениями коэффициентов теплопередачи, полученными опытным путем. Так для аммиачных кожухотрубных и кожухозмеевиковых конденсаторов при скорости воды от 0,8 до 1 м/с к принимают 700...1050 Вт/(м²*°С). ([4] с. 121).

Площадь теплопередающей поверхности  конденсатора ([1] с. 159)

 

F₁=(6.21)

F₁=

F₁=100 м²

Объемный расход охлаждающей воды ([1] с. 159)

V_w1 =(6.22)

V_w1=

V_w1=0,01 м³/с

где: с_ад-теплоемкость воды ([1] с. 159);

p_w - плотность воды ([1] с. 159)

Суммарная площадь теплопередающей  поверхности конденсатора

?F=100 м²(6.23)

Выбираем 2 горизонтальных кожухотрубных  конденсатора КТГ-125 с действительной площадью наружной поверхности теплообмена 125 м² ([1] с. 150 таблица 24). Суммарный объемный расход воды в конденсаторе

?V_w=0,01 м³/с(6.24)

По объемному расходу воды выбираем один рабочий насос и один резервный насос марки 3к-45/30а ([1] с. 215 таблица 54). Расчет и подбор воздухоохладителя на камеру с температурой кипения t₀=-10°C.

 

F=(6.25)

F=

F=2106 м²

Объемная подача воздуха

V_в=(6.26)

V_в=

V_в=47,3 м³/с

Подбираем 10 воздухоохладителей марки SM 162 - 44 - P1 c характеристиками;

Площадь теплопередающей поверхности, м² =220

Мощность оттайки, кВт = 14

Длина струи, м = 18

Производительность вентиляторов, м³/ч = 18360

Подбор аммиачного насоса для циркуляционного  ресивера ([1] с. 225)

V_на=m*v_ж*a(6.27)

V_на=0,3*0,00154*5

V_на= 0,00231м³/с

Подбираем 2 рабочих центробежных насоса марки АГ-6,3/32-0(1) для циркуляционных ресиверов ([1] с. 217). С характеристиками;

Подача, м³/с =0,00264;

Мощность электродвигателя, кВт =2,2:

Подбор линейного ресивера

Линейный ресивер подбирают  общий для всех температур кипения  по вместимости, определяемой по формуле ([1] с. 226)

V_р.л.= (6,28)

V_б =(6,29)

V_б ^-10=

V_б ^-10=1,4м³

V_р.л.=

V_р.л.=0,8 м³

Подбираем 2 линейных ресивера марки 1,5РД. С характеристиками;

Вместимость, м³=1,65

Подбор циркуляционного ресивера ([1] с. 226)

Расчет циркуляционного ресивера при t₀=-10^oC

Геометрический расчет нагнетательного  трубопровода

V_н.т= (6,30)

V_н.т=

V_н.т=0,12 м³

Геометрический объем всасывающего требопровода

V_н.т=

V_н.т=4,5 м³

 

Вместимость циркуляционного ресивера

V_р.ц= (6,31)

V_р.ц=

V_р.ц=3,14 м³

Подбираем один циркуляционный ресивер  марки 3,5РДВ с характеристиками; V=3,40 м³. Подбор диаметров трубопроводов ([1] с. 224)

d= (6,32)

где: m - массовый расход хладагента через трубопровод, кг/с;

v - удельный объем хладагента, м³;

щ - скорость движения хладагента по трубопроводу, м/с

m=(6,33)

m=

m=0,3 кг/с

Расчет всасывающего трубопровода

d=

d=0,1650 м

d=165 мм

d=6 дюйма

 

Расчет нагнетательного трубопровода

d=

d=0,1480 м

d=148 мм

d=5 дюйма

Расчет  жидкостного трубопровода от конденсатора к ресиверу

d=

d=0,2163 м

d=306 мм

d=12 дюйма

Расчет  жидкостного трубопровода от ресивера к РВ

d=

d=0,2119 м

d=104,8 мм

d=8 дюйма

7. Подбор приборов автоматики

Контролируемые  и регулируемые параметры:

Регулирование давления нагнетания, аварийное отключение двигателя компрессора 1 при Р=1380 кПа.

Контроль  давления нагнетания компрессора 1 (Р =1200 кПа) с помощью реле разности давления PS2-R7A.

Контроль  давления всасывания компрессора 1 (Р=290 кПа) с помощью реле разности давления. PS2-R7A

Регулирование давления нагнетания, аварийное отключение двигателя компрессора 2 при Р=1380 кПа.

Контроль  давления нагнетания компрессора 2 (Р =1200 кПа) с помощью реле разности давления PS2-R7A.

Контроль давления всасывания компрессора 2 (Р=290 кПа) с помощью реле разности давления PS2-R7A.

Контроль уровня в линейном ресивере (Н_max ;Н_min).

Контроль давления в линейном ресивере.

Контроль давления в конденсаторе.

Контроль и сигнализация температуры  в камере 1 (Т=0°С) с помощью реле температуры TSA - A2P.

Контроль и сигнализация температуры  в камере 2 (Т=0°С) с помощью реле температуры TSA - A2P.

Контроль и сигнализация температуры  в камере 3 (Т=0°С) с помощью реле температуры TSA - A2P.

Контроль и сигнализация температуры  в камере 4 (Т=0°С) с помощью реле температуры TSA - A2P.

Контроль и сигнализация температуры в камере 5 (Т=0°С) с помощью реле температуры TSA - A2P.

Контроль и сигнализация температуры  в камере 6 (Т=0°С) с помощью реле температуры TSA - A2P.

Контроль и сигнализация температуры  в камере 7 (Т=0°С) с помощью реле температуры TSA - A2P.

Контроль и сигнализация температуры  в камере 8 (Т=0°С) с помощью реле температуры TSA - A2P.

Контроль и сигнализация температуры  в камере 9 (Т=0°С) с помощью реле температуры TSA - A2P.

Контроль и сигнализация температуры  в камере 10 (Т=0°С) с помощью реле температуры TSA - A2P.

Регулирование температуры в камерах  с помощью соленоидных вентилей на входе S5A/1 5/8" фирмы Parker в воздухоохладитель  и на выходе ODS 1 5/8" фирмы Parker из воздухоохладителя.

8. Описание схемы холодильной  установки с приборами автоматики

Основной задачей автоматизации  является поддержание заданной температуры  в объекте охлаждения. К вспомогательным  задачам автоматизации относится  питание испарителей жидким холодильным  агентом, поддержание давления конденсации  и др.

Под автоматическим регулированием понимается поддержание постоянным или изменяющимся по определенному закону физического параметра, характеризующего процесс. Регулирование складывается из изменения состояния объекта и действующих на него возмущений и воздействия на регулирующий орган объекта.

Среди задач, стоящих перед системой управления, основным может быть названа  стабилизация (поддержание постоянными  управляемых величин с заданной точностью).

Показатели эффективности.

Начальная температура продукта - неустранимое возмущающее воздействие, так как определяется предыдущим технологическим процессом.

Количество продуктов, заложенных в камеру - неустранимое возмущающее  воздействие, так как определяется предыдущим технологическим процессом.

Утечка хладагента - неустранимое возмущающее воздействие, так как определяется сроком эксплуатации холодильной машины.

Температура окружающего воздуха - неустранимое возмущающее воздействие, так как зависит от природных  условий.

Ухудшение теплопередающей поверхности  конденсатора - неустранимое возмущающее воздействие, так как определяется сроком эксплуатации холодильной машины.

Понижение давления всасывания - устранимое возмущающее воздействие, за счет управления работы двигателя компрессора 1 (Км 1)

Давление в системе смазки (масла) - неустранимое возмущающее воздействие, так как определяется сроком эксплуатации компрессора 1.

Понижение давления всасывания - устранимое возмущающее воздействие, за счет управления работы двигателя компрессора 2 (Км 2)

Давление в системе смазки (масла) - неустранимое возмущающее воздействие, так как определяется сроком эксплуатации компрессора 2.

Повышенное давление нагнетания хладагента - устранимое возмущающее воздействие, за счет управления работой двигателя  компрессора.

Давление хладагента в ресиверах - неустранимое возмущающее воздействие, так как определяется конструктивными особенностями оборудования;

Давление паров хладагента после  циркуляционного ресивера - устранимое возмущающее воздействие, за счет изменения  подачи хладагента в воздухоохладитель.

Теплоизоляционный слой холодильной  камеры - неустранимое возмущающее  воздействие, так как зависит  от свойств теплоизоляции, ее толщины  и срока службы.

Программное управление.

Управление физическим параметром по заранее известному закону (формуле).

По  типу воздействия на объект системы управления могут быть разделены на следующие группы:

-следящие (за некоторой измеряемой величиной);

-самонастраивающиеся  (на оптимальное значение какого-либо  из показателей системы);

-разомкнутые  (с регулированием без обратной связи);

-замкнутые  (с регулированием с обратной  связью).

В разомкнутых системах управления, как  правило, отсутствует компенсация  влияния неконтролируемых возмущений, и они применяются для систем программного управления.

В замкнутых системах управляющее  воздействие формируется в зависимости от управляемой величины. Они используются для систем стабилизации. Примером наиболее распространенной замкнутой системы автоматического регулирования является данная функциональная схема.

Основными объектами автоматизации являются:

Винтовой  компрессор типа CSH 9591-300(Y) фирмы Bitzer (Германия) снабженный нагревателем масла в  картере.

Водный  конденсатор КТГ-125 страна производитель(Россия).

Воздухоохладители ВО₁-ВО₁₀ типа SM 162 - 44 - P1 фирмы Bitzer (Германия).

Линейный ресивер Р_с типа1,5РД страна производитель(Россия).

Циркуляционный  ресивер Р_с типа 3,5РДВ страна производитель (Россия).

Холодильные камеры К1-К10 в которых должна поддерживаться заданная температура.

Автоматизация компрессора.

Изменение рабочих параметров.

Изменение рабочих параметров осуществляется датчиками, которые расположены  на компрессорах:

-датчики  давления (прессостаты, манометры), которые замеряют следующие параметры:  давление в линиях нагнетания  и всасывания компрессоров, давление  в масляной системе компрессора;

-датчики  температуры, замеряют температуру  масла в картере компрессора,  температуру обмоток электродвигателя.

Регулирование параметров.

Изменение тепловой нагрузки на установку в  целом должно вызвать соответствующее  изменение холодопроизводительности компрессора.

Это изменение реализуется, состоящей  из двухпозиционного реле разности давления РД типа PS2-R7A фирмы ALCO CONTROLS, устройство разгрузки при пуске и регулирование  производительности. Реле РД воспринимает давление кипения в испарительной системе и передает соответствующие сигналы на преобразователь.

Компрессор  выключается при достижении температуры  во всех камерах.

Защита  компрессора от опасных режимом  работы.

Для автоматической защиты компрессора  А3 применяют прибор типа SE-E1 фирмы Bitzer в который входят:

-сдвоенное  реле низкого - высокого давления PS2-R7A, фирмы ALCO CONTROLS, установленное  на компрессоре. Реле отключает  компрессор при понижении давления  всасывания и повышении давления  нагнетания.

-реле разности давления РРД  - для контроля и регулирования давления в системе смазки компрессора типа CSH 9591-300(Y) фирмы Bitzer. Сигнал защиты поступает при снижении разности давлений между выходом маслонасоса и картером компрессора; в цепь этой защиты, вводится задержка времени ф_, позволяющая запустить компрессор до появления давления смазки.

-реле температуры РТ типа RТ1  фирмы Danfoss выключает компрессор  при повышении температуры масла  в компрессоре.

Сигналы от всех приборов подаются в  схему А3, которая является схемой однократного действия, после срабатывания сигнал "Авария" подается в схему автоматического управления, которая останавливает компрессор и препятствует автоматическому пуску. С помощью кнопки ввода КВ3 схема возвращается в нормальное положение.

Для того что бы избежать вспенивания масла в картере компрессора во время запуска, в картере установлен ТЭН обогрева (300W). Тэн обогрева включается по сигналу АУ перед запуском компрессоров, для того чтобы выпарить хладагент из масла.

Автоматизация конденсаторов.

Измерение рабочих параметров.

Конденсатор типа КТГ 125 установлен в машинном отделении. Измерение основных параметров осуществляется с помощью датчик давления (монометр).

Регулирование параметров.

На  уравнительной линии между входом и выходом конденсатора размещен регулятор давления типа NRD и KVR фирмы Danfoss.

Автоматизация воздухоохладителей.

Измерение рабочих параметров.

Основная  задача воздухоохладителей - поддержание  заданного значения температуры  в камерах хранения. Измерение  температуры воздуха в холодильных  камерах производится датчиками ТС1 - ТС10. Контроль осуществляется электронными приборами ЭП1 - ЭП10 Сигнал с этих приборов подается в устройство автоматического управления, которое поддерживает заданное значение температуры в камере.

Регулирование параметров.

Автоматическое  регулирование температуры осуществляется реле температуры TS1-A2P фирмы ALCO CONTROLS. И  электромагнитных вентилей типа S5A фирмы Parker, установленных на линиях подачи жидкого хладагента к воздухоохладителями  ВО₁-ВО₁₀, ВО₃ и ВО₄. В зависимости от изменений температуры в камере открывается или закрывается соответствующий электромагнитный вентиль для подачи хладагента и, таким образом, включается в работу данный воздухоохладитель.

При уменьшении нагрузки ниже, чем холодопроизводительность нижней ступени (сигнал поступает из преобразователя Пр), при срабатывании системы защиты (сигнал поступает из схемы А3).

В режиме оттаивания испарителей установка  переводится по сигналу программного прибора. Оттаивание осуществляется во всех камерах одновременно или раздельно для каждого воздухоохладителя. В зависимости от данный реле управления схема автоматического управления принудительно закрывает электромагнитный вентиль ЭВ и останавливает вентилятор. Одновременно включается ТЭН оттайки Н₂ и подается световой сигнал на пульт управления. По сигналу программного прибора "Конец оттаивания" схема автоматического управления возвращает установку в исходное состояние.