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


	Загрузить архив:
	Файл: ref-22965.zip (241kb [zip], Скачиваний: 204) скачать

Министерство образования и наукиРоссийской 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

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Разраб.

Наумов С.А

Провер.

Кайбушева З.В

Рецензент

Каримова Л.А.

Н. Контр.

Прокудин В.В.

Утверд.

Суркова Л.Л.

ЗАПИСКА ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ

Лит.

Листов

741. 04

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

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

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.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

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

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

(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-коммунальноехозяйство – 3,9; здравоохранение, физическая культура, социальноеобеспечение – 7,4; образование – 9,3; культура и искусство – 1,8; наука и научное обслуживание – 0,3; другие отрасли – 7,4.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

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-dдиаграмме сначала определяется точку А с параметрами t= 29,5ºС, φ =51%. Она находитьсяпо линии постоянной температуры (t= const), с заданным значением расчётной летней температуры, до пересеченияс линей постоянной относительной влажности (φ = const), с заданным значением расчётной летней относительной влажности. Затем из точки А по линии постоянной энтальпии (i= const) двигаемсядо 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 – dдиаграмме 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)

tw1 =22 + 3 = 25ºC

tw1 = 25ºC

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Конечную температуру воды принимают на 4…5ºС выше начальной температуры воды, °С:

tw2 = tw1 + (4…5) (1.2)

tw2 = 25 + 5= 30ºC

w2 = 30°C

Температуру конденсации принимают на 4…6ºС выше средней температуры воды в конденсаторе, °С:

tк = (1.3)

tк = C

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

3. ВЫБОР СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

При подборе оборудования учитывают показатели основных его свойств: потребительских, отражающих полезный эффект от использования (холодопроизводительность, расчётная температура охлаждаемой среды, объёмная подача, суммарная холодонагрузка и др.); надежности, характеризующих безотказность, долговечность и ремонтопригодность; стандартизации и унификации, безопасности и экономичности.

При проектировании установки для охлаждения воды, необходимо в первую очередь определиться со схемой холодильной установки. В данном проекте применяется безнасосная схема. В ряду некоторых недостатках перед насосно-циркуляционной схемой, которая обеспечивает сто процентную надёжность в защите от влажного хода компрессора, безнасосная схема компенсирует этот недостаток путем введения в систему отделителя жидкости и защитного ресивера. Кроме того, безнасосная схема более экономична, чем насосно-циркуляционная, т.к. отсутствие насосов снижает затраты на электроэнергию

Следующим шагом в выборе системы охлаждения является хладагент. В качестве хладагента в проекте используется аммиак (R717). Аммиак наряду с другими хладагентами имеет несколько преимуществ: специфический запах, чтов свою очередь облегчает определение утечек и своевременное их устранение, не активен к металлам, один из лучших хладагентов по термодинамическим свойствам. Надо также отметить, что аммиак полностью экологичен и по сравнению с хладонами не разрушает озоновый слой Земли, что в наше время так актуально. Ещё одно и наверно самое главное преимущество аммиака – его экономичность. По-сравнению с хладоном-12 (R12), аммиак во много раз дешевле.

Так как проектируется установка для охлаждения воды то хладоносителем также является вода. В качестве оборудования для охлаждения хладоносителя будет целесообразно применить панельный испаритель, а

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

точнее аккумуляторы холода марки АКХ созданных на базе панельных испарителей марки ИП. А 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.

Также для сглаживания колебаний холодонагрузки схема холодоснабжения предусматривает промежуточную ёмкость в виде открытого бака. При этом одна группа насосов осуществляет циркуляцию хладоносителя между испарителем и промежуточной ёмкостью, а другая между ёмкостью и потребителем холода.

Тип конденсатора выбирается в зависимости от климатических условий местности проектирования. Так, конденсаторы водяного охлаждения применяют при достаточном количестве относительно чистой и мягкой воды. Кроме того, горизонтальные кожухотрубные и кожухозмеевиковые конденсаторы требуют более чистой и мягкой воды, чем вертикальные, так как теплопередающую поверхность горизонтальных аппаратов труднее очищать от накипи и загрязнений. Вертикальные кожухотрубные конденсаторы менее чувствительны к загрязнениям; их можно устанавливать на открытой площадке, не опасаясь замерзания воды в холодное время года. Основываясь на выше изложенном, для отвода теплоты конденсациивыбираются вертикальные кожухотрубные конденсаторы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

4. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ

Тепловой расчёт в данном проекте заключается в определении количества холода, которое необходимого запасти в баке-аккумуляторе для сглаживания тепловых нагрузок на холодильную установку.

Холодопроизводительность установки для охлаждения воды определяют по графику изменения тепловой нагрузки в течение суток. Сначала определяют суммарную потребность холода в сутки (), равную суточной выработке холода станцией (в кВт·ч или кДж):

=∑Qi·Δτi, (4.1)

где Qi– нагрузка в течение интервала времени, кВт;

Δτi – интервал времени с постоянной нагрузкой, ч

Рис.2. График изменения нагрузки на холодильную станцию

=150·3 + 350·6 + 300·3 + 100·4 = 3850 кВт·ч = 3850·3,6·10³ кДж = 13860·10³ кДж

Среднюю расчётную холодопроизводительность станции (Qх.ст), определяют по формуле:

Qх.ст = (4.2)

где τр – продолжительность работы холодильной станции в сутки (τр = 20...22 ч/сут.)

Qх.ст =

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Количество холода, которое необходимо запастив баке-аккумуляторе, определяется по формуле:

Qак =∑·Δτi, (4.3)

где = Qi- Qх.ст – превышение нагрузкипо сравнению со средне-суточной холодопроизводительностью станции.

Qак = (350 – 200)·6 + (300-200)·3 = 1200 кВт·ч = 1200·3,6·10³ кДж = 4320·10³ кДж

Площадь теплопередающей поверхности бака-аккумулятора должна отвечать двум требованиям: она должна быть достаточной для передачи среднесуточной тепловой нагрузки на станцию при работе в течение 15 – 16 ч в сутки; масса льда, накопленного на поверхности испарителей, должна быть достаточной для снятия пика избыточной тепловой нагрузки.

Исходя из первого требования Fак, м²:

Fак = (4.4)

где k – коэффициент теплопередачи панельного испарителя при накоплении на нем льда толщиной 40 – 45 мм (принимают k = 90...100 Вт/(м²·К));

ts ак – средняя температура в баке-аккумуляторе, °С (принимают 3 – 4°С);

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

tо – температура кипения аммиака в конце периода намораживания, °С (принимают от -12 до -15°С)

Fак = = 120 м²

Исходя из второго требования:

Fак = (4.5)

где δл – толщина намороженного слоя льда, мм;

ρл – плотность льда, кг/м³ (ρл = 900...920 кг/м³);

360 – удельная аккумулирующая способность льда, кДж/кг

Fак = 290 м²

По таблице 13.4,[6] подбирается аккумулятор холода марки 2АКХ-160

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

5. РАСЧЁТ ИЗОЛЯЦИИ

Расчёт изоляции сводиться к определению толщины теплоизоляционного слоя бака-аккумулятора, соответствующий нормативному значению коэффициента теплопередачи. Бак-аккумулятор проектируется прямоугольной формы, из углеродистой стали марки СТ 3 и толщиной 0,01 м. В качестве теплоизоляции выбирается пенополистирол (ПСБ-С). Т.к. бак-аккумулятор расположен вне помещения, на открытой площадке, то для повышения теплоизоляции снаружи бак оформлен оштукатуренной кирпичной кладкой.

Нормативное значение коэффициента теплопередачи выбирается из таблицы 55,[1].

Толщина теплоизоляционного слоя определяется по формуле, м:

δиз = λиз [1/k – (1/αн+ Σδι/λι + 1/αв)], (5.1)

гдеk – нормативныйкоэффициент теплопередачи изоляционной

конструкции, Вт/(м²·К);

αн, αв– коэффициенты теплопередачи с наружной и внутренней сторон ограждений, Вт/(м²·К), определяется из таблицы 57,[1]

δι – толщина отдельных слоев ограждений (кроме теплоизоляции), м;

λι – коэффициент теплопроводности изоляционного и строительного материалов, Вт/(м²·К) из таблицы 54,[1].

δиз = 0,05·[1/0,36–(1/23,3 +0,02/0,93 + 0,12/0,81 + 0,01/0,93 + 1/8)] = 121 мм

Принимаем 2 слоя теплоизоляции ПСБ-С1х100 и 1х25

Если стандартная толщина изоляции превышает расчётное значение больше чем на 10%, то необходимо определить действительное значение коэффициента теплопередачи ограждения, Вт/(м²·К):

kд = 1/[(1/αн + Σδι/λι + 1/αв)+δλиз], (5.2)

где δ

αн, αв – коэффициенты теплопередачи с наружной и внутренней сторон ограждений, Вт/(м²·К), определяется из таблицы 57,[1].

kд = 1/[(1/23,3+0,02/0,93+ 0,12/0,81 + 0,01/0,93 + 1/8)+0,121/0,05] = 0,362 Вт/(м²·К)

Результаты расчётов сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Конструкция теплоизоляции бака

№

слоя

Наименование и материал

Толщина

δι, м

Коэффициент теплопроводности

λι, Вт/(м·К)

Штукатурка

0,02

0,93

Кирпичная кладка

0,12

0,81

Теплоизоляция ПСБ-С

0,12

0,05

Сталь

0,01

0,93

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

6. РАСЧЁТ И ПОДБОР КОМПРЕССОРА

Для расчёта и подбора компрессора необходимо определить основные параметры: температуру кипения, температуры всасывания паров хладагента, температуру переохлаждения.

Температуру кипения выбирают в зависимости от холодильной установки и температуры охлаждаемой среды. Так для одноступенчатой установки температуру кипения выбирают на 7…12°С ниже температурыв камере, °С:

tо = tв - (7…12) (6.1)

tо = 5-12 = -7°С

Температура всасывания для аммиачной холодильной машины на 5…10°С выше температура кипения, °С:

tвс = tо + (5…10) (6.2)

tвс = -7 + 5 = -2°С

Температура переохлаждения на 3-5°С ниже температуры конденсации, °С:

tп = tк - (3…5) (6.3)

tп = 33 – 3 = 30°С

Расчёт нагрузки на компрессор на каждой температуре кипения Qo, определяются по формуле:

Qo = a·Q^км/b (6.4)

где а – коэффициент потерь холода при транспортировки;

при непосредственном охлаждением = 1,05...1,1

при рассольном a = 1,12

b – коэффициент рабочего времени

b – 0,67...0,92

Qo = 1,1·200/0,9 = 245 кВт

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Рис. 3. Цикл одноступенчатой холодильной машины в i-lgpдиаграмме.

Таблица 6.1.

ЭнтальпиякДж/кг	Удельныйобъем м³/кг	ДавлениекПа
Рабочие параметры
i₁	i₁^,	i₂	i_3’	i₄	υ₁^,	Ро	Рк
1674	1679	1885	575	560	0,35	328	1274
Номинальные параметры
i₁	i₁^,	i₂	i_3’	i₄	υ₁^,	Ро	Рк
1664	1674	1880	561	536	0,5	236	1002

6.1. Расчёт компрессора в номинальных условиях

tк = 30°С, tо = -15°С, tвс =-10°С, tп = 25°С

1.Удельная массовая холодопроизводительность хладагента в номинальных условиях, кДж/кг:

qoн = i1н – i4’н (6.5)

qoн = 1664 – 536 = 1128 кДж/кг

2.Удельная объёмная холодопроизводительность в номинальных условиях, кДж/м³:

qυн = qoн/υ₁’н (6.6)

qυн = 1128/0,5 = 2256 кДж/м³

3.Коэффициент невидимых потерь для непрямоточных компрессоров в номинальных условиях:

λw’н = То/(Тк + 26) (6.7)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

λw’н = 258/(303 + 26) = 0,78

4.Индикаторный коэффициент подачи в номинальных условиях:

λiн = (6.8)

λiн = = 0,81

5.Коэффициент подачи компрессора в номинальных условиях:

λн = λiн · λw’н (6.9)

λн = 0,78 · 0,81 = 0,63

6.2. Расчёт компрессора в рабочих условиях

1. Удельная массовая холодопроизводительность хладагента, кДж/кг:

qo = i1 – i4’ (6.10

qo = 1674 – 560 = 1114кДж/кг

2.Действительная масса всасываемого пара, кг/с:

mд = Qо/qо (6.11)

mд = 245/1114 = 0,22кг/с

3.Действительная объёмная подача, м³/с:

Vд = mд·υ1’ (6.12)

Vд = 0,22 · 0,35 = 0,077 м³/с

4.Индикаторный коэффициент подачи:

λi = (6.13)

λi = = 0,84

5.Коэффициент невидимых потерь для непрямоточных компрессоров:

λ_W^’ = То/(Тк + 26) (6.14)

λ_W^’ = 266/(306 + 26) = 0,8

6.Коэффициент подачи компрессора

λ = λi· λw’ (6.15)

λ = 0,84 · 0,8 = 0,67

7.Теоретическая объёмная подача, м³/с:

Vт = Vд/λ (6.16)

Vт = 0,077/0,67 = 0,11 м³/с

8.Удельная объёмная холодопроизводительность, кДж/м³:

qυ = qo/υ^, (6.17)

qυ = 1114/0,35 = 3182,86 кДж/м³

9.Номинальная холодопроизводительность, кВт:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Qон =Qo·(qυн · λн)/(qυ · λ) (6.18)

Qон =245·(2256 · 0,63)/(3182,86 · 0,67) = 162,9кВт

10. Адиабатная мощность

Na = mд·(i₂ – i_1’) (6.19)

Na =0,22·(1885 – 1694) = 45,31 кВт

11. Индикаторный коэффициент полезного действия

ηι = λw’ + b·to (6.20)

ηι = 0,8 + 0,001·(-7) = 0,794

12. Индикаторная мощность

Ni = Na/ηι (6.21)

Ni = 45,31/0,794 = 57,04кВт

13. Мощность трения

Nтр= Vт · pтр (6.22)

Nтр= 0,11 · 50 = 5,7 кВт

14. Эффективная мощность

Ne = Ni + Nтр (6.23)

Ne = 57,04 +5,7 = 62,74 кВт

15. Мощность на валу двигателя

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Nдв = Ne(1,1…1,12)/ηп (6.24

Nдв = 62,74·1,1/ 0,98 = 70,4 кВт

16. Эффективная удельная холодопроизводительность:

εe = Qo/Ne (6.25)

εe = 245/62,74 = 3,9

17. Тепловой поток в конденсаторе, кВт:

Qк = mд·(i2 – i3’) (6.26)

Qк = 0,22·(1885 – 575) = 288,11 кВт

По таблице 9,[1] для работы при температуре кипения to = -7°C и Vт = 0,11 м³/с, выбирается 2 поршневых компрессора марки П80-7, см. таблицу 6.2.

Таблица 6.2.

Марка

Хладагент

Число цилиндров

Диаметр цилиндров

Частота вращения, с

Vт, м³/с

Ne,

кВт

Диаметр патрубков Dу. вс/Dу.н

П80-7

R717

0,057

13,3

70/50

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

7. РАСЧЁТ И ПОДБОР ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Расчёт и подбор теплообменных аппаратов заключается в определении их площади теплопередающей поверхности.

7.1. Расчёт и подбор конденсатора

Площадь теплопередающей поверхности конденсатора, определяется по формуле, м²:

F = , (7.1)

где Qк – тепловой поток, кВт;

k – коэффициент теплопередачи, кВт/(м²·К);

- средний логарифмический температурный напор, °С.

Средний логарифмический напор, °С:

(7.2)

где tw1,tм – начальная и конечная температура воды для охдаждения воды, °С.

Объёмный расход воды на конденсатор, м³/ч:

Vw = , (7.3)

где Сw– теплоёмкость воды = 4,187, кДж/(кг· К);

Рw – плотностьводы = 1000, кг/м³.

По таблице 24,[1] выбирается коэффициент теплопередачи конденсаторов. Аммиачный вертикальный кожухотрубный конденсатор: k = 0,7 кВт/(м²·К).

= 5,1°С

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

F =

= 72,2 м²

Потаблице 5.8,[5]подбираетсяк установке2 вертикальных кожухотрубныхконденсаторамарки 75 КВ, один из которых резервный.

Vw = = 0,013 м³/с

По таблице 45,[1] выбираются 2 насоса марки 3k-45/30а, один из которых резервный.

7.2. Расчёт и подбор испарителя

Расчёт и подбор панельного испарителя марки ИП заключается в подборе аккумулятора холода АКХ, по формуле 4.5.

Fак = 290 м²

По таблице 13.4,[6] подбирается аккумулятор холода марки 2АКХ-160

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

8. РАСЧЁТ И ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

8.1. Расчёт и подбор трубопроводов

Диаметры трубопроводов холодильных установок рассчитывается, исходя из объёмного расхода среды, проходящей по трубопроводу, и принятой скорости её движения. Величина удельного объёма пара или жидкости V (м³/с) должна соответствовать состоянию хладагента, приходящему по данному трубопроводу.

Диаметр трубопроводов определяется по формуле, м:

d = , (8.1)

где m – расход хладагента через трубопровод, кг/с;

υ – удельный объём хладагента, м³/кг;

ω – скорость движения хладагента по трубопроводу, м/с.

Скорость движения хладагента определяется по таблице 49,1.

Таблица 8.1

Всасывающий трубопровод	υ1’ = 0,35 м³/с	m = 0,22 кг/с
Нагнетательный трубопровод	υ2 = 0,14м³/с	m = 0,22 кг/с
Жидкостной трубопровод	υ3’ = 0,002 м³/с	m = 0,22 кг/с

Диаметрвсасывающего трубопровода

d = = 0,075 м = 75 мм

Диаметрнагнетательноготрубопровода

d = = 0,05 м = 50 мм

Диаметржидкостного трубопровода

d = = 0,031 м = 31 мм

По таблице48,[1]подбираем стальныебесшовныетрубы.

Таблица 8.2

Название трубопровода	Dу, мм	Dн*s, мм	l, мм²	υ· 10³, м³	Масса 1м, кг
Всасывающий	80	89*3,5	0,2790	5,28	7,38
Нагнетательный	50	57*3,5	0,1790	1,96	4,62
Жидкостной	32	38*2,0	0,1193	0,907	1,78

8.2. Расчёт и подбор ресиверов

Расчёт и подбор ресиверов заключается в определении его вместимости.

8.2.1. Расчёт и подбор линейного ресивера

В безнасосных аммиачных схемах

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

вместимость линейного ресивера определяется по формуле, м³:

Vл.р. = (8.2)

где Vисп – вместимость испарительной сиситемы, м³;

0,5 – коэффициент, учитывающий норму заполнения ресивера при эксплуатации.

Vл.р. = = 0,72 м³

По таблице 39,[1] подбирается 2 линейных горизонтальных ресивера марки 0,75РВ

8.2.3. Расчёт и подбор защитного ресивера

Вместимость горизонтального защитного ресивера определяется по формуле, м³:

Vз.р. = Vисп · 0,5, (8.4)

Vз.р. = 1·0,5= 0,5 м³

По таблице 40,[1]подбирается защитный вертикальный ресивер марки 0,75РДВа

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

8.3. Подбор отделителя жидкости

Отделители жидкости включают в схему для защиты компрессоров от попадания в них жидкого хладагента и, следовательно, от гидравлического удара. В современных схемах отделители жидкости снабжены автоматическими приборами, выключающими компрессор при опасном изменении уровня жидкости в сосуде.

Подбирают отделители жидкости по диаметру всасывающегопатрубкакомпрессора.

По таблице 43,[1] при Dп = 80 мм, подбирается2 отделителя жидкости марки100 ОЖ, для обоих компрессоров.

8.4 Подбор маслоотделителя

Маслоотделительслужит дляулавливаниямасла, уносимогоиз компрессоравместес парамиаммиака.

Подбираютмаслоотделителипо диаметрунагнетательногопатрубка компрессора.

Приt₀ = -7 ⁰Cмаслоотделитель(Dн = 50)подбирается марки50МА

8.5 Подбор маслосборника

Маслосборники предназначены для перепуска в них масла из аппаратов и последующего удаления его из системы при низком давлении. Они позволяют уменьшить потери аммиака и обеспечить безопасность обслуживания.

По таблице42подбирается маслосборникмарки60 МЗС.

8.6 Подбор воздухоотделителя

В системе холодильной установки вместе с хладагентом могут находиться различные газы, неконденсирующиеся при давлениях и температурах, имеющих место в холодильных машинах. Так как главной составной частью этих газов является воздух, то аппараты, отделяющие различные неконденсирующиеся газы и воздух от хладагента, называют воздухоотделителями.

Подбирается воздухоотделительмаркиАВ – 4.

8.7. Расчёт и подбор градирни

Выбор градирни производят по требуемой площади поперечного сечения Fп.сеч (м²), которую в свою очередь определяют по формуле:

Fп.сеч. = (8.5)

где qF– удельная тепловая нагрузка, кВт/м².

Удельная тепловая нагрузка определяется по таблице 5.32[3].

Fп.сеч = = 6,4 м²

По таблице 5.33[5] выбирается вентиляторная градирня марки ГПВ-320.

Количество циркулирующей воды – 17,76 м³/с

Производительность по воздуху – 17,76 м³/с

Площадь поперечного сечения – 6,50 м²

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

9. АВТОМАТИЗАЦИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Работа холодильных машин и установок в автоматическом режиме – это одно из условий повышения эффективности и надежности эксплуатации холодильного оборудования и сокращения эксплуатационных расходов.

В малых холодильных установках холодопроизводительность изменяют посредством изменения времени работы компрессора. Включение компрессора прибор автоматики осуществляет в том случае, когда температура в охлаждаемом объёме превышает верхний допустимый предел. Компрессор отсасывает пары хладагента, который кипит за счёт отвода тепла от охлаждаемого объёма, температура в охлаждаемом объёме понижается. При достижении заданного на приборе автоматически нижнего предела температуры компрессор отключается. Далее цикл повторяется. Такая работа компрессора называется цикличной. Таким образом, работа компрессора слагается из двух периодов – рабочего и нерабочего. Время рабочего и нерабочего периодов компрессора называется циклом. Работа холодильной машины характеризуется коэффициентом рабочего времени.

Регулирование температуры в охлаждаемых объёмах холодильного оборудования – двухпозиционное посредством включения и отключения компрессора с помощью приборов автоматики, реагирующих на температуру в охлаждаемом объёме, на давление и температуру в испарителе и др. параметры. К задачам автоматизации процессов установки также относят также поддержание определённого уровня жидкого хладагента в аппаратах и постоянной температуры конденсации, обеспечение защиты от гидравлического удара, перегрева отдельных частей установки, взрыва аппаратов, замерзание хладоносителя, срыва работы насоса. Эти задачи решаются при проектировании, монтаже и наладке схем автоматизации холодильной установки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Система автоматизации в режиме аккумуляции холода

Режим аккумулятора холода включается поворотом переключателя SA1 в положение «Аккумулятор», в результате чего подготавливается цепь питания работы датчиков намораживания и оттаивания.

Режим намораживания включается поворотом универсального переключателя SA2 в положение «Намораживание», подается питание на клапан подачи аммиака Y3, сигнальную лампу HL2, сигнализирующую об идущем процессе намораживания и включается реле времени КТ2 через Н.З. контакты КV1 и КТ1. По истечении времени 10-30 минут (режим устанавливается при наладке устройства) замыкаются НО контакты реле времени КТ2, которое включает реле времени КТ1. реле КТ1 своими мгновенно срабатывающими Н.О. контактами включает реле КV2, затем, электромагнит Y1, перемещающий вверх щуп, а Н.З. контакты с выдержкой времени 1…15 секунд (режим устанавливается при наладке устройства) отключает реле времени КТ2. последнее отключает реле времени КТ1, которое своими Н.З. контактами включает снова реле КТ2 и в дальнейшем цикл повторяется.

При достижении оптимальной толщины льда срабатывает микропереключатель SQ1, который своими Н.З. контактами разрывает цепь питания сигнальной лампы НL2, лампа гаснет, сигнализируя о том, что процесс намораживания закончен, а Н.О. контакты включают реле КV1, которое становится на самоблокировку Н.З. контактами КV1 разрываются цепи питания лампы HL2 и реле времени КТ2 для предотвращения повторного загорания лампы и включения реле КТ2, а также обеспечивает катушка вентиля подачи аммиака Y3- прекращается подача аммиака. В режиме намораживания схемой предусмотрено невозможность включения мешалок.

Режим оттаивания включается поворотом переключателя SA2 в положение «Оттаивание», при этом подается питание на сигнальную лампу НL3, сигнализирующую о процессе оттаивания и включается реле времени

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

КТ2 через Н.З. контакты КV1 и КТ1. Дальнейший цикл работы аналогичен намораживанию.

При достижении оттайки льда срабатывает микропереключатель SQ2, который своими контактами включает реле времени КТ3, которое становится на самоблокировку, а Н.З. контакты мгновенного срабатывания разрывают цепь питания реле времени КТ2. по истечении времени 20…40 минут (режим устанавливается при наладке устройства) Н.З. контакты с выдержкой времени реле КТ3 разрывают цепь питания лампы НL3, лампы гаснет, сигнализируя о том, что процесс оттайки закончен. В режиме оттайки схемой предусмотрено включение мешалок нажатием кнопки управления SВ2.

Рис. 4.Схема автоматизации панельного испарителя ИП.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

10.ПОДБОР ПРИБОРОВ

АВТОМАТИКИ

Реле давления РД-1-01 служит для автоматического поддержания давления паров холодильного агента на линии всасывания (низкого давления) в заданных пределах путем отключения и включения электродвигателя компрессора малых холодильных установок. РД-1-01 состоит из чувствительного элемента, передаточного механизма, контактной группы и механизма настройки. Чувствительный элемент – это сильфон, заключенный в коробку со штуцером для заполнения межстенного пространства парами холодильного агента, поступающими по линии всасывания. Внутри сильфона расположен шток с пружиной, опирающийся верхним концом на главный рычаг. Передаточный механизм – это система рычагов, шарнирно закреплённых относительно осей и пружин. Механизм настройки состоит из шкалы, регулировочных винтов, пружин дифференциала и диапазона которые снабжены указателями

Двухблочное реле РД-4А-01 применяют для одновременного контроля давления паров холодильного агента на линии всасывания (низкого давления) и лини нагнетания (высокого давления). РД-4А-01 состоит из двух блоков (низкого и высокого давления), каждый из которых имеет чувствительный элемент, передаточный механизм, механизм настройки и общий микропереключатель.

Блок низкого давления состоит из сильфона, заключенного в кожух, штока и двух шарнирно соединенных рычагов.

Блок высокого давления состоит из сильфона, помещенного в кожухе, рычага и механизма настройки.

Полость между кожухом и сильфоном сообщается с всасывающей линей (низкое давление), а полость между кожухом и сильфоном сообщается с нагнетательной линей (высокое давление).

Таблица 10.1

Двухблочное реле давления

Блок низкого давления РДи

Блок высокого давления РДв

Давление размыкания регул., кгс/см²

Диф-ференциал

регул., кгс/см²

Предельно допустимое давление, кгс/см²

Давление размыкания, кгс/см²

Диф-ференциал не регл., кгс/см²

Предельно- допустимое давление, кгс/см²

РД-4А-01

- 0,7…4

0,4…2,5

6…19

2,5

Реле разности давлений типа РКС. В РКС-1 ВМ. В холодильных машинах применяются для защиты компрессоров в случае нарушения работы масляного насоса. Когда разность давлений на нагнетательной и всасывающей стороне насоса (давление в картере) становится меньше допустимого значения, реле размыкает электрические контакты и останавливает компрессор, включив звуковой сигнал.

Таблица 10.2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Реле разности давлений

Диапазон разности давлений

Дифференциал, кгс/см²

Предельно-допустимое значение, кгс/см²

Рабочая среда

В сильфонных блоках

Разность давлений

РКС-1ВМ

0,2…1,7

0,35…1,2

NH₃

Терморегулятор ТР-1-02Х применяют для регулирования температуры в охлаждаемом объёме путем отключения и включения исполнительного механизма. Терморегулятор состоит из чувствительного элемента, передаточного механизма, механизма настройки и контактной группы.

Чувствительный элемент состоит из термобаллона, соединенного капиллярной трубкойс межстенным пространством (между сильфоном и кожухом). Герметичный чувствительный элемент заполнен парами хладона. Термобаллон размещают в нутрии контролируемой среды.

Реле уровня типа ПРУ (ПРУ-50), преобразует изменения в каком-либососуде, воспринимаемое чувствительными элементами, в замыкание или размыкании электрических контактов. Выходные контакты реле включают исполнительный механизм подачи жидкости или электрическую сигнализацию необходимости регулирования уровня (уровень требуемого – зелёная лампа, в заданных пределах – белая, выше допустимого – красная). Если переполнение сосуда связано с опасностью попадания жидкости в

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

компрессор, то реле уровня используют также для остановки компрессора. Устанавливают на ДР, ЦР, ЛР.

Реле протока воды типа РП-67. Служит для размыкания электрических контактов при понижении давления воды. Устанавливают на сливе воды. Перед реле протока (на входе в конденсатор) ставят вентиль. Этот вентиль и насадка позволяют в широких пределах регулировать давление в корпусе и соответственно расход воды, при котором отключается компрессор. Пускатель насоса П-5Н включен, если работает хоть один из трех компрессоров. При недостаточном количестве воды нагрев её в конденсаторе увеличивается, и реле разности температур включает пускатель насоса. Одновременно включается реле времени, которое через 10-13 с. размыкает свои контакты в цепи, реле защиты насосов. Если за это время насосы не создадут давление воды, разорвется цепь общей защиты контактом РЗо отключит РА, которое контактом РА включит аварийную сигнализацию. Одновременно с включением компрессора включается нагревательные элементы реле времени РВ и 1РВ через добавочные сопротивления. Через 15с 1РВ включит 2РВ, которое встанет на самопитание и разомкнет контакты 2РВ цепи РА. За это время масляный насос должен создать давление, а под давлением воды в водяной рубашке компрессора замкнутся контакты реле протока РП и цепь останется замкнутой и компрессор продолжает работать. Из-за недостаточной надежности реле времени в пультах типа ПУМ-100 устанавливают второе реле времени.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

11. ИЗДЕРЖКИ ПРОИЗВОДСТВА И ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ПРЕДПРИЯТИЯ

Себестоимость продукции – это выражение в денежной форме затраты предприятия на производство и реализацию продукции. Себестоимость показывает, во что обходится предпринимателю выпуск всей продукции или конкретных её видов.

Таблица 11.1

Статьи затрат	Ед-ца изме- рения	Цена за ед-цу	Количество	Сумма
На всю прод-ю	На ед-цу холода	На всю прод-ю	На ед-цу холода
Электроэнергия силовая	кВт·ч	1,22	683844	0,37	834289,7	0,45
Вода производственная	м³/год	0,65	45407,21	0,024	29514,7	0,016
Сырьё и материалы	Хладагент	кг/год	4,75	1519	0,0008	7215,25	0,003
Масло	кг/год	13	46656	0,025	606528	0,329
Зар/плата производственных рабочих	руб./год	—	—	—	227207,7	0,123
Начисление на зарплату	руб./год	—	—	—	10565,16	0,0057
Цеховые расходы	Рубль	—	—	—	1155319,6	0,62
ИТОГО цеховая себестоимость	Руб	—	—	—	2870640,1	1,5548

Суммарный расход по каждой статье делится на выработку холода. Полученные расходы на единицу холода складываются, и составляется себестоимость производства единицы холода:1 рубль 55 копеек за 1 кВт.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

11.1 Определение количества выработанного холода

Затраты на производство холода при различных температурах кипения неравноценны, поэтому их следует относить к условной величине – приведенной выработке холода, которая определяется как сумма произведений выработки холода в рабочих условиях на переводной коэффициент.

Выработка холода в условных единицах в рабочих условиях (кВт):

Qраб = K·Q0·n/4,187 (11.1)

где, К – коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах и аппаратах;

Q0 – холодопроизводительность компрессора, кВт;

n– время работы компрессора, кс;

Коэффициент учитывающий потери в трубопроводах и аппаратах (К), принимают в зависимости от температуры кипения хладагента, стр. 71,[5]

Qраб = 1,07·245·19400/4,187 = 1214642,94 кВт

Приведённая выработка холода по всему холодильнику определяется как сумма произведений выработки холода каждым компрессором в рабочих условиях на переводной коэффициент (кВт):

Q = ΣQраб·Kп (11.2)

где, Кп – коэффициент перевода;

Коэффициент перевода (Кп) принимают в зависимости от температуры кипения хладагента стр. 243,[3].

Q = 1214642,94·2·0,76 = 1846257,3 кВт

11.2 Определение затрат наэлектроэнергию

По данной статье рассчитывают затраты на силовую энергию для привода компрессоров и вентиляторов, установленных на основном холодильном оборудовании.

Годовое потребление электроэнергии (кВт·ч):

W = Nэ·Kc·n·n1 (11.3)

где, Nэ – номинальная мощность установленного электродвигателя, кВт;

Кс – коэффициент спроса ( для компрессоров принимать Кс=0,7);

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

n – время работы компрессоров и оборудования, ч.

n1 – число компрессоров с одинаковой мощностью.

Время работы оборудования принимают стр. 244,[5].

Годовое потребление энергии компрессорами:

W = 88,9·0,7·5400·2 = 672084 кВт·ч

Годовое потребление электроэнергии водяными насосами:

W = 2,8·0,7·3000·2 = 11760 кВт·ч

Общее годовое потребление энергии:

ΣW = 672084 + 11760 = 683844 кВт·ч

Цена на электроэнергию зависит от местных условий и должна приниматься по действующим в районе строительства тарифам для промышленных предприятий.

Стоимость электроэнергии (руб./год):

Цэл = W*1,22 руб./год (11.4)

Цэл = 683844·1,22 = 834289,7 руб./год.

11.3 Определение затрат наводу

Расход воды на охлаждение компрессоров и конденсаторов учитывается при использовании водопроводной воды. При наличии устройств для охлаждения оборотной воды учитывается только расход воды на восполнение потерь на охлаждающих устройств, если вода добавляется из городской сети.

Годовое потребление воды (м³/год):

Gвд= qвд·Qо·Z·n/4,178 (11.5)

где, qвд – удельный расход воды, м³/усл.ед.;

Qо - холодопроизводительность компрессора в рабочих условиях при определённой температуре кипения, кВт;

Z – количество одновременно работающих компрессоров при данной температуре кипения;

n – время работы компрессора в году, кс.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Gвд= 0,02·245·2·19400/4,178 = 45407,21 м³/год

Ориентировочно удельные нормы расходы свежей воды (м³) на уловную единицухолода для различных водоохлаждающих устройств принимают исходя из стр. 245,[5]

Расход воды на охлаждение компрессоров следует принимать по заводским ценам, приведённых в паспортах компрессоров.

Цена на воду зависит от местных условий.

Стоимость воды (руб./год):

Цвд = Gвд·0,65 (11.6)

Цвд = 45407,21·0,65 = 29514,69 руб./год

11.4 Определение затрат напополнение системы хладагентом

Эти затраты находятся в прямой зависимости от установленной холодопроизводительности компрессоров. Их относят к статье «Сырьё и основные материалы».

Норма расхода аммиака на пополнение системы на 1 кВт установленной стандартной холодопроизводительностью при непосредственном охлаждении составляет в год (кВт·кг):

Gхл = ΣQo·qам (11.7)

где, qам – норма расхода аммиака на пополнение системы в год на 1 кВт, кг/год.;

Qо – холодопроизводительность компрессоров, кВт.

Gхл = 245·2·3,1 = 1519кВт·кг

Стоимость хладагента (руб./год):

Цха = Gхл·4,75 (11.8)

Цха = 1519·4,75 = 7215,25 руб./год

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

11.5 Определение затрат на смазочные масла для холодильных машин

Эти затраты относятся к статье расхода «Сырьё и основные материалы».

Потребное количество масла непосредственно связано с получением холода и находится непосредственно в прямой зависимости от времени работы компрессоров. Для уменьшения уноса масла из компрессора устанавливается маслоотделитель интенсивного действия с устройством для возвратамасла в картер. Тем не менее, полного отделение масла достичь не удается, и требуется добавление масла для возмещения потерь.

Годовую потребность в смазочном масле (М) на восстановление уноса из компрессора можно определить по формуле (кг/год):

М = Σ(qм·Z·n)·n/nι (11.9)

где, qм – расход масла на один цилиндр, кг/ч;

Z – число цилиндров;

n – число часов работы компрессора в год;

nι – нормативное время, через которое масло должно смениться, ч.

Унос масла принимают по характеристике компрессора, по таблицы приложения 1,3[5].

М = (0,05·8·5400+0,05·8·5400)·5400/500 = 46656 кг/год

Стоимость масла (руб./год):

Цм = М·13 (11.10)

Цм = 46656·13 = 606528 руб./год

11.6 Заработная плата обслуживающего персонала

К производственным рабочим относятся машинисты, помощники машинистов и слесари по ремонту оборудования.

Заработную плату производственных рабочих рассчитывают по каждому разряду на планируемый период с учетом премии за выполнение основных показателей плана. Рассчитанная для каждой категории производственных рабочих заработная плата суммируется.

Фонд заработной платы (руб.):

З = 1,075·Т·τ·n·K (11.11)

где, Т - часовая тарифная ставка, руб.;

τ – число часов работы за планируемый год, ч;

n – число рабочих, имеющих данный разряд, чел

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

k – коэффициент, учитывающий премии за выполнение плановых показателей; для рабочих – сдельщиков К = от 1,2 до 1,25; для рабочих – повременщиков К = от 1,1 до 1,2.

Нормативы численности персонала компрессионных цехов.

Число сменных механиков определяют, исходя из конкретных условий для каждого предприятия в отдельности. Принимают 2 сменных механика при суммарной холодопроизводительности установленных компрессоров до 2000 кВт.

Численность машинистов и помощников машинистов холодильных установок принимается из таблицы 16.4,[5]

Численность слесарей по ремонту принимают в зависимости от количества компрессоров, до 6 компрессоров – 2 слесаря.

Заработная плата машинистов.

З = 1,075·25·1957·2·1,2 = 126226,50 руб.

Заработная плата слесарей.

З = 1,075·20·1957·2·1,2 = 100981,20 руб.

Начисления на заработную плату принимается в размере 4,65% к основной и дополнительной заработной плате.

Р= З·4,65% (11.12)

Р = (126226,50 + 100981,20)·0,0465 = 10565,16 руб

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

11.7 Цеховые расходы

На цеховые расходы составляют смету по основным статьям расхода, таблица 11.2

Таблица 11.2

СТАТЬИ РАСХОДА	Единицы измерения	Сумма	На единицу холода
Заработная плата цехового персонала	Руб./год	227207,7	0,123
Начисления на заработную плату 4,65%	Руб./год	10565,16	0,0057
Амортизация оборудования	Руб./год	508000	0,275
Текущий ремонт	Руб./год	254000	0,137
Охрана труда	Руб./год	12000	0,0064
Содержание зданий и оборудования	Руб./год	86998,8	0,047
Износ малоценного и быстроизнашивающегося инвентаря	Руб./год	50800	0,027
Прочие расходы	Руб./год	5747,9	0,003
ИТОГО цеховые расходы	Руб./год	1155319,6	0,62

Годовой фонд заработной платы цехового персонала рассчитывают, исходя из месячных окладов работников за 11 мес. и с надбавкой 7,5% на дополнительные оплаты. Фонд заработной платы должен быть увеличен на размер премии за выполнение плана по всем показателям.

Амортизационные отчисления составляют от 8 до 11,5% от стоимости оборудования и монтажа. Если цены на монтаж не известны, стоимость монтажных работ принимается в размере 20% от стоимости оборудования. Кроме того, должны быть учтены расходы на упаковку и транспортирование оборудования. Кроме того, должны быть учтены расходы на упаковку и транспортирование оборудования в размере 7% от его стоимости.

А = (1,07·Цоб + 0,2·Цмонт)·m (11.13)

где, А- амортизационные отчисления, руб.;

1,07 – коэффициент, учитывающий расходы на упаковку и транспортирование оборудования;

Цоб- суммарная стоимость оборудования, руб;

Цмонт – стоимость монтажных работ, руб;

m– норма амортизационных отчислений (m= от 0,8 до 0,115).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Расходы на текущий ремонт (Трем.) оборудования принимают до 50% от амортизационных отчислений. Расходы по охране труда (ОТед) принимают из расчёта 3000 руб. в год на одного работающего. Расходы на содержание зданий, сооружений, оборудования (Сз.о.) принимают до 1,5% от стоимости основных фондов.

Стоимость 1м³ здания с оборудованием(Сз’) дана в приложении 3,3[5].

Расходы на износ малоценного и быстроизнашивающегося инвентаря (И) должны составлять не более 10% от амортизационных отчислений. На прочие расходы (Пр) предусматривается до 0,5% от общей суммы цеховых расходов.

Суммарный расход по каждой статье делится на выработку холода. Полученные расходы на единицу холода складываются и составляют себестоимость производства единицы холода.

А = (1,07·5000000 + 0,2·5000000)·0,08 = 508000 руб.

Амортизация оборудования на единицу холода (руб./кВт):

Аед.х. = А/Q (11.14)

Аед.х. = 508000/1846257,3 = 0,275 руб./кВт

Текущий ремонт (руб):

Трем. = А·0,5 (11.15)

Трем. = 508000·0,5 = 254000 руб.

Текущий ремонт на единицу холода (руб/кВт):

Трем. = Трем /Q (11.16)

Трем’. = 254000/1846257,3 = 0,137 руб./кВт

Охрана труда (руб.)

ОТ = ОТед.· n (11.17)

ОТ = 3000·4 = 12000 руб.

Охрана труда на единицу холода (руб/кВт):

ОТед.х. = ОТ/Q (11.18)

ОТед.х. = 12000/1846257,3 = 0,006 руб./кВт

Стоимость здания (руб.):

Сз=Сз’·Fстр (11.19)

где, Сз’ – стоимость 1 м², руб./м²;

Fстр. – строительная площадь машинного отделения, м².

Сз = 1111·720 = 799920 руб

Стоимость основных фондов (руб.)

ОФ=Сз+Со (11.20)

ОФ=799920+5000000 = 5799920 руб.

Расходы на содержание зданий и оборудования (руб.):

Сз.о.=0,015·ОФ (11.21)

Сз.о.=0,015·5799920 = 86998,8 руб.

Содержание зданий и оборудования на единицу холода (руб./кВт):

Сз.о’= Сз.о./Q (11.22)

Сз.о’.= 86998,8/1846257,3 = 0,047 руб./кВт

Износ малоценного и изнашивающегося инвентаря (руб.):

И=0,1·А (11.23)

И=0,1·508000 = 50800 руб.

Износ инвентаря на единицу холода (руб/кВт):

Иед.х. = И/Q (11.24)

Иед.х. = 50800/1846257,3 = 0,027 руб./кВт

Общецеховые расходы (руб.):

Цр=З+Р+А+Трем+ОТ+Сз.о.+И (11.25)

Цр=227207,7 + 10565,1 + 508000 + 254000 + 12000 + 86998,8 + 50800 = 1149571,6 руб

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Прочие расходы (руб.):

Пр=0,005·Цр (11.26)

Пр=0,005·1149571,6 = 5747,9 руб.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Прочие расходы на единицу холода (руб/кВт):

Пр’=Пр/Q (11.27)

Пр’=5747,9/1846257,3 = 0,003 руб./кВт

Срок окупаемости определяется:

То=Кв/А (11.28)

То=500000/508000 = 1 год

Проектируемый холодильник будет работать эффективно, так как затраты на производства холода составляют 1149571,6 рублей. Срок окупаемости капитальных вложений составят1 год.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

12. ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

12.1 Охрана труда

Охрана труда - это свод законодательных актов и правил, соответствующих им гигиенических, организационных, технических, и социально-экономических мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда.

При улучшении и оздоровлении условий работы труда важными моментами, является комплексная механизация и автоматизация технологических процессов, применение новых средств вычислительной техники и информационных технологий в научных исследованиях и на производстве.

Осуществление мероприятий по снижению производственного травматизма и профессиональной заболеваемости, а также улучшение условий работы труда ведут к профессиональной активности трудящихся, росту производительности труда и сокращение потерь при производстве. Так как охрана труда наиболее полно осуществляется на базе новой технологии и научной организации труда, то при разработке и проектировании объекта используются новейшие разработки.

На работах с вредными условиями труда, к которым относятся эксплуатация аммиачных холодильных установок, а также на работах, производимых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением, в обеспечении безопасности и сохранении работоспособности и здоровья, работникам выдаются бесплатно по установленным нормам специальная одежда, специальная обувь и другие средства индивидуальной защиты.

Они могут создать наиболее благоприятные для организма человека соотношения с окружающей внешней средой, обеспечить оптимальные

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

условия для трудовой деятельности, эффективную защиту работающего, удобство при эксплуатации и отвечают требованиям технической эстетики и эргономики.

Федеральный закон РФ №181. “ Об основах охраны труда в РФ ”

Статья 1. Основные понятия, используемые в настоящем Федеральном законе:

Средства индивидуальной и коллективной защиты работников - технические средства, используемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работников вредных или опасных производственных факторов, а также для защиты от загрязнения.

Статья 8. Право работника на труд в условиях, соответствующих требованиям охраны труда.

Каждый работник имеет право на:

обеспечение средствами индивидуальной и коллективной защиты работников в соответствии с требованиями охраны труда за счет средств работодателя;

Трудовой кодекс Российской Федерации.

Статья 220. Гарантии права работников на труд в условиях, соответствующих требованиям охраны труда.

В случае необеспечения работника в соответствии с установленными нормами средствами индивидуальной и коллективной защиты работодатель не имеет права требовать от работника исполнения трудовых обязанностей и обязан оплатить возникший по этой причине простой в соответствии с настоящим Кодексом.

При выполнении монтажных работ и ремонтных работ, в компрессорных цехах пищевой промышленности, необходимо соблюдать требования СНиП и ССБТ, а также согласовывать все работы с действующими стандартами, нормами и правилами. К работам по ремонту и монтажу оборудования и конструкций допускаются рабочие не моложе 18 лет, прошедшие вводный

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

инструктаж по технике безопасности и получившие удостоверение на право производства указанных работ.

Требования предъявляемые к проектированию аммиачно-компрессорного цеха и монтажу оборудования:

Высота помещения машинного отделения - 4,8м, аппаратного - 3,6 м. Для аммиачных установок аммиачно-компрессорный цех должен находиться в отдельном помещении и отделятся от холодильника капитальной стеной. Для сброса давления взрыва внутри здания ограждающие конструкции машинного и аппаратного отделений аммиачных холодильных установок должны иметь легко сбрасываемые элементы общей площадью не более 0,05м на 1м здания. Необходимо наличие двух выходов взаимоудаленных, один из них наружу.

В зависимости от характеристик используемых веществ и их количества производственные здания и складыпо взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности подразделяются на категории А, Б, В, Г, Д, Е. Аммиачно-компрессорный цех относят к категории пожаро- и взрывоопасности В-1б, т.к. ПДК аммиака 0,02 мг/л, т.е.производство, связанное с применением жидкостей с температурой вспышки >61О С; горючих пылей и волокон, НВП которых >65 гр./м3 к объему воздуха; а также вещей способных только гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом; твердых сгораемых веществ и материалов

Для обеспечения экстренной остановки оборудования в машинном отделении на выходе из компрессорного цеха должна быть смонтирована кнопка аварийного отключения силового электропитания, одновременно включающая сигнализацию и приточно-вытяжную вентиляцию (кратностью смены объёма воздуха 11). Для предупреждения отравлении обслуживающего персонала в цехе должны быть предусмотрены противогазы марки КД (серого цвета).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

В машинном отделении должна быть аптечка общего назначения, содержащая стерильные перевязочные материалы; кровоостанавливающие средства; мазь пенициллиновую; двууглекислую соду; темные защитные очки; деревянные лопатки для наложения мази; нашатырный спирт и вариановые капли, амидопирин.

В протиаммиачной аптечке должны быть 1–2%раствор лимонной кислоты; 3% раствор молочной кислоты; 2–4% раствор борной кислоты, 1% раствор новокаина, кодеин, спирт, альбуцид.

Дляотчистки загрязненноговоздухаот пыли, дыма, тумана предусматривают гравитационныепылеуловители, инерционныепылеуловители сухого имокроготипов, электрическиефильтры итканевыепылеуловители.

Охрана труда тесно связана с задачами охраны природы. Очистка сточных вод и газовых выбросов в воздушный бассейн, сохранение и улучшение состояние почвы, борьба с шумом и вибраций, защита от электростатических полей и многое другое. Все эти мероприятия способствуют обеспечению нормальных условий работы и обитания человека.

12.2 Охрана окружающей среды

Охранаокружающей среды - совокупность государственныхиобщественных мероприятийнаправленныхна сохранениеатмосферы, почвы, растительностииживотного мира, водыиземных недр. Этоноваяформа вовзаимодействиичеловека иприроды, рожденнаяв современныхусловияхона представляетсистемугосударственныхи общественныхмер,направленных нагармоническоевзаимодействиеобщества иприроды, сохранениеи воспроизводстводействующихэкологических сообществиресурсов.

Перед тем как производить какие-либо действия по защите окружающей среды необходимо провести анализ проектируемого объекта как источника негативных влияний на природу.

Одним из видов загрязнения природы является сам воздух, так как он после прохождения через цех компрессорного оборудования приобретает некоторые негативные факторы, которые отрицательно влияют на окружающую среду. Чтобы этого не происходило при проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха предусматривается использование рециркуляции и установка дополнительных фильтров на вытяжных системах.

Во время эксплуатации, монтаже или ремонте воздухохлаждающих устройств необходимо предусмотреть то, что рабочие вещества применяемые в холодильных машинах оказывают негативное влияние на окружающую среду. При заправке (сливе) хладагента нужно следить, чтобы не произошла утечка в атмосферу из баллона или соединительных шлангов. После слива хладагента его можно повторно использовать после регенерации, но следует помнить, что для побывавшего в эксплуатации хладагента используется специальная тара отличная от заправочных баллонов. Вместе с хладагентами используются холодильные масла, которые загрязняют почву и атмосферу. Хотя и разработка экологически чистых масел (экосмазки) ведется ускоренными темпами, но до сих пор в

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

холодильных машинах используются старые масла. Следовательно, нужно собирать в специальные контейнеры использованное масло и утилизировать или регенерировать его.

Кроме того, при эксплуатации холодильного оборудования возникает проблема с водоснабжением, для снижения температуры работающего оборудования (компрессора). Поэтому для экономии водных ресурсов и поддержания надёжной работы холодильной установки, применяютсистему оборотного водоснабжения

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20,00.000 П3

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Лашутина Н.Г. и др. «Холодильно-компрессорные машины и установки». – 4-е издание, переработанное и дополненное – М.: Колос, 1994.

2.Лашутина Н.Г.«Холодильнаятехника вмяснойи молочнойпромышленности». – 2-еиздание – М.:Агропромиздат, 1989.

3.Мамедов О.Ю. Современная экономика. Ростов-на-Дону, 2001г.

4.Улейский Н.Т. «Холодильное оборудование». – Ростов-на-Дону: Феникс, 2000.

5.ЯвнельБ.К. «Курсовоеидипломное проектированиехолодильныхустановок исистемкондиционированиявоздуха». – 2-еиздание, - М.: Пищевая пром-сть, 1978.

6.ЯвнельБ.К «Курсовоеидипломное проектированиехолодильныхустановок исистемкондиционированиявоздуха». – 3-еиздание, - М.:Агропромиздат,1989.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

ПРИЛОЖЕНИЕ

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

РОТАЦИОННЫЕ КОМПРЕСОРЫ

1. Классификация и принцип действия ротационных компрессоров

1.1. Ротационные компрессоры с катящимся ротором.

Компрессор, в котором поршень (ротор) вращается относительно цилиндра, называется ротационным.

По характеру движения ротора ротационные компрессоры разделяют на две основные группы: с катящимся ротором и с вращающимся ротором.

Схематично разрез ротационного компрессора с катящимся ротором изображен на рисунке 1.

а) Пар заполняет имеющееся пространство

б) Начинается сжатие пара внутри компрессора и всасывание новой порции хладагента

в) Сжатие и всасывание продолжается

г) Сжатие завершено, пар окончательно заполнил пространство внутри цилиндра компрессора.

Принцип действия компрессора следующий. По неподвижной поверхности цилиндра катится ротор 4, который приводится в движение валом с эксцентриком. Так как ось ротора смещена относительно оси цилиндра на величину е, то между цилиндром и ротором образуется серповидная полость, положение которой непрерывно меняется в зависимостиот угла поворота ротора. Серповидная полость разделена пластиной 1, плотно прижимаемой пружиной 2 к ротору, на две изолированные части: всасывающую и нагнетательную. Когда ротор находится в верхнем положении и отжимает лопасть в паз, в цилиндре образуется одна серповидная полость, заполненная парами хладагента. При дальнейшем вращении ротора пластина под действием собственного веса и силы пружины опускается, разделяя цилиндр на две изолированные полости. Объём серповидной полости, находящийся за ротором, увеличивается, и полость заполняется паром из всасывающего трубопровода. Процесс всасывания заканчивается, когда всасывающая полость занимает максимальный объём. По мере движения ротора объём полости перед ротором уменьшается, в результате чего пар сжимается, и когда давление пара несколько превышает давление в нагнетательном трубопроводе (т.е. в конденсаторе), открывается нагнетательный клапан и сжатый пар выталкивается в нагнетательный трубопровод 5.

1.2. Ротационные компрессоры с вращающимсяротором.

Компрессор с вращающимся ротором (рис.2) имеет неподвижный цилиндр или корпус 2 и ротор 1, вращающийся вокруг оси, смещённой относительно оси цилиндра на величину е. В роторе имеются прорези, в которых скользят пластины 3. При вращении поршня пластины под действием центробежной силы выталкиваются из прорезей и упираются в поверхность цилиндра и затем вновь занимают первоначальное положение. Пространство между цилиндром и поршнем делятся пластинами на отдельные камеры, наибольший объём которых – в верхней части цилиндра, наименьший – в нижней части. Пар из всасывающего трубопровода захватывается пластинами и сжимается в камерах между пластинами. Когда

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

камера достигает нагнетательного окна, пар выталкивается через окно в нагнетательный трубопровод 4.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

а) Пар заполняет имеющееся пространство

б) Начинается сжатие пара внутри компрессора и всасывание новой порции хладагента

в) Сжатие и всасывание завершается.

г) Начинается новый цикл всасывания и сжатия.

2.Устройство ротационного компрессора Р90.

Ротационные пластинчатые аммиачные компрессоры в настоящее время применяют в качестве поджимающих для получения низких температур в двухступенчатой установки.

Цилиндр и торцовые крышки компрессора (см. схема ротационного компрессора Р90) чугунные литые с водяными охлаждающими рубашками. Ротор представляет собой чугунный барабан, напрессованныйна стальной вал. По всей длине ротора профрезерованы пазы под пластины. Материал пластин – асботекстолит. Вал опирается на радиальные роликоподшипники. Со стороны глухой крышки ротор фиксируется в осевом направлении с помощью радиально-упорного шарикоподшипника. Выходной конец вала имеет уплотнение с парой трения графит-сталь. Со стороны уплотнения к торцу ротора крепится диск, утопленный в крышке, который уменьшает вредное перетекание масла через торцевой зазор. Клапаны в компрессоре отсутствуют. Всасывание и нагнетание паров аммиака происходит через окна цилиндра. Смазка компрессора насосно-циркуляционная от шестеренчатого масляного насоса с непосредственным приводом от ротора.

Компрессоры Р90 входят в состав аммиачных двухступенчатых холодильных агрегатов АД 90.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ММТТ СД.00.20.00.000 П3

Ротационные компрессоры по сравнению с поршневыми имеют ряд преимуществ: значительно меньшие габариты размеры и массу, отсутствие всасывающих, а часто и нагнетательных клапанов, хорошую уравновешенность, что позволяет отказаться от фундаментов, устанавливать компрессоры на верхних этажах зданий и применятьих в транспортных установках. Вследствие небольшого количества движущихся частей, подвергающихся износу и поломке, ротационные компрессоры надежны в эксплуатации даже при работе влажным ходом и просты в обслуживании.

Существенным их недостатком по сравнению с поршневыми компрессорами является необходимость изготовления с высоким классом точности, так как большие значения КПД этих машин могут быть обеспечены при минимальных неплотностях между ротором и торцами цилиндра или пластинами и стенками.