Жидкостной трубопровод (от линейного ресивера до распределительной станции)

d_{тр. р. ж. л}= [4?V_{тр. ж}/ (р?щ_{тр. ж})] ^0,5= [4?3,39•10^-3/ (3,14?1)] ^0,5= 0,065 м

щ_{тр. ж} - скорость движения жидкого аммиака на стороне нагнетания, щ_{тр. ж}= 0,51,25. [4]

V_{тр. ж}= (m_км1+ m_км2+ m_км3в) •v₃= (0,5+0,65+0,84) •1,702•10^-3= 3,39•10^-3 м³/с;

Выбираем стальную бесшовную трубу 76Ч3,5 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{тр. ж. л} = 4? (V_{тр. ж}) / (р? d²_{тр. ж. л}) = 4?3,39•10^-3/ (3,14?0,07²) = 0,88 м/с.

Жидкостный трубопровод (от распределительной станции до циркуляционного ресивера с t₀₁= - 7°C)

d_{тр. р. ж1}= [4?m_км.1•v₃/ (р?щ_{тр. ж})] ^0,5= [4? 0,5•1,702•10^-3/ (3,14?1)] ^0,5= 0,033 м.

Выбираем стальную бесшовную трубу 38Ч2,0 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{тр. ж1}= 4? (m_км.1•v₂₁/2) / (р? d² _{тр. н1}) = 4?0,5•1,702•10^-3/ (3,14?0,032²) = 1,06 м/с.

Жидкостный трубопровод

(от распределительной станции до циркуляционного ресивера с t₀₂= - 19°C)

d_{тр. р. ж2}= [4?m_км.2•v₃/ (р?щ_{тр. ж})] ^0,5= [4? 0,65•1,702•10^-3/ (3,14?1)] ^0,5= 0,038 м.

Выбираем стальную бесшовную трубу 45Ч2,5 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{тр. ж2}= 4? (m_км.1•v₂₁/2) / (р? d² _{тр. н1}) = 4?0,65•1,702•10^-3/ (3,14?0,04²) = 0,88 м/с.

Жидкостной трубопровод (от распределительной станции до циркуляционного ресивера с t₀₃= - 40°C)

d_{тр. р. ж3}= [4?m_км.3н•v₃/ (р?щ_{тр. ж})] ^0,5= [4? 0,84•1,702•10^-3/ (3,14?1)] ^0,5= 0,043 м.

Выбираем стальную бесшовную трубу 45Ч2,5 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{тр. ж3}= 4? (m_км.1•v₂₁/2) / (р? d² _{тр. н1}) = 4?0,84•1,702•10^-3/ (3,14?0,04²) = 1,14 м/с.

Жидкостной трубопровод

(от распределительной станции до промежуточных сосудов)

d_{тр. р. ж. пс}= [4? (m_км.3в - m_км.3н) •v₃/ (р?щ_{тр. ж})] ^0,5= [4? (0,84-0,65) •1,702•10^-3/ (3,14?1)] ^0,5= 0,020 м.

Выбираем стальную бесшовную трубу 25Ч1,6 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{тр. ж. пс} = 4? (m_км.3в - m_км.3н) / (р?d²_{тр. р. ж. пс}) = 4? (0,84-0,65) •1,702•10^-3/ (3,14?0,025²) = 1,03 м/с.

Жидкостный трубопровод

(от циркуляционного ресивера до потребителей холода)

Для температуры t₀= - 7°C:

d_{ж. р. пх1}= [4?V_{н. а. р1}/ (р?щ_{тр. ж})] ^0,5= [4? (14,3/3600) / (3,14?1)] ^0,5= 0,071 м

Выбираем стальную бесшовную трубу 76Ч3,5 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{тр. ж. пх1} = 4? V_{н. а. р1}/ (р?d² _{ж. р. пх1}) = 4? (14,3/3600) / (3,14?0,07²) = 1,03 м/с.

Для температуры t₀= - 19°C:

d_{ж. р. пх2}= [4?V_{н. а. р2}/ (р?щ_{тр. ж})] ^0,5= [4? (30,7/3600) / (3,14?1)] ^0,5= 0,104 м

Выбираем стальную бесшовную трубу 108Ч4,0 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{тр. ж. пх2} = 4? V_{н. а. р2}/ (р?d² _{ж. р. пх2}) = 4? (30,7/3600) / (3,14?0,1²) = 1,09 м/с.

Для температуры t₀= - 40°C:

d_{ж. р. пх3}= [4?V_{н. а. р3}/ (р?щ_{тр. ж})] ^0,5= [4? (30,7/3600) / (3,14?1)] ^0,5= 0,104 м

Выбираем стальную бесшовную трубу 108Ч4,0 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{тр. ж. пх3} = 4? V_{н. а. р3}/ (р?d² _{ж. р. пх3}) = 4? (30,7/3600) / (3,14?0,1²) = 1,09 м/с.

Парожидкостный трубопровод

(от потребителей холода до циркуляционного ресивера)

Движение двухфазной смеси вызывает увеличение гидравлического сопротивления в

Дp_см/ Дp_п раз.

Для этого рассчитываем некоторую величину X являющаяся функцией от

Дp_см/ Дp_п [4]:

X= (n-1) ^0,9• (v_ж/v_п) ^0,5• (µ_ж/µ_п) ^0,1 [4],

где

X - функция от Дp_см/ Дp_п;

v_{ж -} удельный объем жидкой фазы, м³/кг;

v_{п -} удельный объем паровой фазы, м³/кг;

µ_ж - вязкость жидкой фазы, м²/с;

µ_{п -} вязкость паровой фазы, м²/с;

d_пжi= d_пi• (Дp_см/ Дp_п) ^0,21,где

d_п - диаметр трубы в предположении, что в трубе течет только пар,

d_пi= [4?V_тi/ (р?щ_{п. в. т})] ^0,5

V_пi= Q_0i•v_пi•/r_0i

Для температуры t₀= - 7°C:

v_ж1= 1,543•10^-3 м³/кг [3];

v_п1= 0,373 м³/кг [3];

µ_ж= 18,83•10⁵ Па•с [3];

µ_п= 0,8881•10⁵ Па•с [3];

X= (8-1) ^0,9• (1,543•10^-3 /0,373) ^0,5• (18,83•10⁵ /0,8881•10⁵) ^0,1= 0,5;

При X= 0,5: Дp_см/ Дp_п= 9,59 [4];

d_п1= [4?0,252 / (3,14?15)] ^0,5= 0,146м;

d_{п. ж1}= 0,146•9,59^0,21= 0,235 м;

Выбираем стальную бесшовную трубу 219Ч7 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{п. в. т1} = 4?V _п1/ (р?d² _{п. ж1}) • (Дp_см/ Дp_п) ^0,42 = 4? 0,252/ (3,14?0,2²) • 9,59^0,42= 20,74 м/с.

Для температуры t₀= - 19°C:

v_ж2= 1,506•10^-3 м³/кг [3];

v_п2= 0,5977 м³/кг [3];

µ_ж2= 21,38•10⁵ Па•с [3];

µ_п2= 0,8566•10⁵ Па•с [3];

X= (8-1) ^0,9• (1,506•10^-3 /0,5977) ^0,5• (21,38•10⁵ /0,8566•10⁵) ^0,1= 0,73

При X= 0,73, Дp_см/ Дp_п= 12,5 [4];

d_п2= [4?0,53/ (3,14?15)] ^0,5= 0,21 м;

d_{п. ж2}= 0,21•9,59^0,21= 0,338 м

Выбираем стальную бесшовную трубу 328Ч8 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{п. в. т2} = 4?V _п2/ (р?d² _{п. ж2}) • (Дp_см/ Дp_п) ^0,42 = 4? 0,53/ (3,14?0,30²) • 12,5^0,42= 21,7 м/с.

Для температуры t₀= - 40°C:

v_ж3= 1,449•10^-3 м³/кг [3];

v_п3= 1,553 м³/кг [3];

µ_ж3= 27,6•10⁵ Па•с [3];

µ_п3= 0,807•10⁵ Па•с [3];

X= (8-1) ^0,9• (1,449•10^-3/1,553) ^0,5• (27,6•10⁵ /0,807•10⁵) ^0,1= 0, 3

При X= 0, 3, Дp_см/ Дp_п= 2,4 [4];

V_п2= 590•1,553/1388,9= 0,66 м³/с

d_п2= [4?1,44/ (3,14?15)] ^0,5= 0,349 м;

d_{п. ж2}= 0,349•2,4^0,21= 0,419 м

Выбираем стальную бесшовную трубу 377Ч9 мм.

Уточняем скорость движения пара:

щ_{п. в. т3} = 4?V _п3/ (р?d² _{п. ж3}) • (Дp_см/ Дp_п) ^0,42 = 4? 1,44/ (3,14?0,35²) • 2,4^0,42= 21,63 м/с.

4. Объемно-планировочные решения

Оборудование холодильной установки располагается в машинном, насосном отделении и на наружной площадке.

Машинное отделение и вспомогательные помещения располагаются в пристройке к зданию холодильника.

В машинном отделении располагаются компрессорные агрегаты, промежуточные сосуды, маслоотделитель, водяные конденсаторы, линейный, дренажный и циркуляционные ресиверы.

Машинное отделение имеет два выхода, максимально удаленных друг от друга, один непосредственно наружу, а второй через тамбур-шлюз в коридор вспомогательных помещений. Водяные конденсаторы, циркуляционные ресиверы и маслоотделитель размещены на площадке с ограждениями и двумя лестницами (так как длинна площадки более 6 метров) поднятой над уровнем пола на 3 метра. Площадка предназначена для постоянного обслуживания оборудования расположенного на ней. Под циркуляционными ресиверами и аммиачными насосами, а также под водяными конденсаторами и линейным ресивером предусмотрены поддоны для аварийного сбора вытекшего аммиака из оборудования.

Вспомогательные помещения, обеспечивают работу холодильной установки и санитарно-бытовые условия работы персонала компрессорного цеха. Эти помещения отделены от машинного отделения несгораемой стеной.

Вспомогательные помещения включают в себя: пульт автоматизации; электрораспределительную; вентиляционную камеру; ремонтную мастерскую; кладовые помещения, бытовые помещения, комнаты приема пищи. Звукоизолированное помещение пульта автоматизации, смежное с машинным отделением, оборудовано проемом с герметичным остеклением в стене. При этом в помещении пульта поддерживают избыточное давление воздуха, препятствующее проникновению в него воздуха из машинного отделения. Общая длина пути по проходам из любой точки машинного отделения до двери не превышает допустимые 30 м. Переход из машинного отделения во вспомогательные осуществляется через тамбур-шлюз имеющий постоянный подпор воздуха и противопожарными без замков самозакрывающимися дверями.

Наружная площадка включает насосное отделение, над которым размещены градирни.

В насосном отделении расположено три насоса связанные коллекторами. Стены насосного отделения выполнены из кирпича. Градирни установлены на металлической конструкции. Для постоянного обслуживания градирен устроена площадка с ограждениями и двумя лестницами, поднятой на 3,3 метра над уровнем пола.

5. Автоматизация холодильной установки

При проектировании установки предусмотрена ее комплексная автоматизация, включающая регулирование температурного режима в охлаждающих объектах, изменение холодопроизводительности компрессоров, регулирование уровня жидкого хладагента с целью экономической работы, холодильной установки, автоматическую защиту от опасных режимов работы, автоматический контроль и сигнализация, автоматическая оттайка охлаждающих приборов.

В различных элементах холодильных установок могут возникнуть опасные ситуации, и они все, насколько это возможно, должны быть предупреждены. Возникновение опасных режимов работы может быть вызвано как внутренними нарушениями (например, отказом в работе аппарата, поломкой деталей компрессора, нарушением подачи хладагента, засорением труб или арматуры), так и внешними воздействиями (например резким изменением тепловой нагрузки, уменьшением подачи охлаждающей воды или воздуха на конденсатор, прекращением энергоснабжения).

Срабатыванием приборов автоматической защиты сопровождается световой и звуковой оповещающей аварийной сигнализацией. Устройства автоматической защиты для обеспечения их надежного действия должны иметь приспособления для периодической профилактической проверки всех приборов, на которые возлагаются защитные функции.

Для предотвращения попадания пара в дренажный ресивер при оттайки на линии от охлаждающих приборов до дренажного ресивера предусмотрен регулятор уровня.

Помещения, в которых располагается аммиачное холодильное оборудование оборудованы системой контроля уровня загазованности. Система контроля загазованности имеет три уровня концентрации. Первый уровень (20 мг/м³) - включение предупредительной сигнализациии; второй уровень (60 мг/м³) - включение аварийной сигнализации и вентиляции; Третий уровень (500 мг/м³) - отключение аммиачного оборудования.

6. Разработка принципиальной схемы холодильной установки

Принципиальная схема холодильной установки - это упрощенное изображение проектируемой установки, а также своеобразное сочетание машин и аппаратов, позволяющее осуществить заданный процесс.

Принципиальная схема скомпонована из нескольких характерных узлов со своими специфическими особенностями.

Узел компрессорного агрегата состоит из винтового компрессора, маслоотделителя и маслоохладителя. Перед всасывающем вентилем установлен фильтр, предназначенный для очистки поступающего пара от загрязнений. На нагнетательном и всасывающем трубопроводе поставлены обратные клапаны, для обеспечения пуска с открытым байпасом. Также обратные клапаны защищают компрессорное помещение от прорывов хладагента из аппаратов высокого давления при авариях с компрессором.

Для обеспечения безопасного обслуживания масло из общего маслоотделителя, а также из всех емкостных аппаратов выпускается в маслосборник, который соединен с циркуляционными ресиверами, что позволяет понизить в нем давление.

Сжатый компрессорами пар нагнетается в конденсатор, через общий маслоотделитель, по нагнетательному трубопроводу. Нагнетательные и всасывающие трубопроводы присоединяются к магистральным трубопроводам сверху. Это выполнено для того чтобы избежать возможного скопления жидкого хладагента или масла, что может вызвать гидравлический удар.

Узел компрессоров двухступенчатого сжатия состоит из компрессоров нижней и верхней ступеней, отделяемых промежуточным сосудом со змеевиком предназначенный для переохлаждения жидкого хладагента поступающего из линейного ресивера.

Паровые пространства конденсаторов и линейного ресивера соединены уравнительной линией, что позволяет обеспечить надежный сток жидкого хладагента в линейный ресивер, установленный ниже конденсаторов.

Теплота конденсации хладагента отводится в вентиляторных градиренях с помощью оборотного водоснабжения. Охлажденная вода, подается центробежными насосами в конденсаторы и маслоотделители компрессорных агрегатов (для охлаждения масла).

Для компенсации испарившейся воды в градирнях предусмотрен подпиточный трубопровод.

Узел подачи хладагента в испарительные системы имеет насосно-циркуляционную схему.

Жидкий хладагент с помощью аммиачных циркуляционных насосов подается в охлаждающие приборы, в которых частично кипит. Возвращенная парожидкостная смесь разделяется в циркуляционном ресивере на жидкую и паровую фазы.

Для обеспечения плавного пуска на аммиачных насосах имеются безопасные клапаны.

Для удаления жидкого хладагента из охлаждающих приборов при оттаивании, а также для освобождения аппаратов при ремонте предусмотрен дренажный ресивер.

Для удаления жидкости, к дренажному ресиверу подведена линия высокого давления, подключенная к линии высокого давления.

В схеме предусмотрен отсос аммиака из любого аппарата в циркуляционный ресивер, либо из одного циркуляционного ресивера в другой.

Сосуды и аппараты оснащаются двумя предохранительными клапанами с переключающим устройством. На нагнетании компрессорных агрегатов находится один предохранительный клапан. Выпуск паров аммиака в атмосферу через предохранительные устройства выполнен с помощью трубы выведенной на три метра выше конька крыши наиболее высокого здания в радиусе 50 метров.

На всех компрессорных агрегатах (всасывание, нагнетание, в системе смазки), аппаратах, сосудах, аммиачных насосах, а также на жидкостных и оттаивательных коллекторах установлены манометры (мановакуумметры).

Список использованной литературы

1. Бараненко А.В., Калюнов В.С., Румянцев Ю.Д. Практикум по холодильным установкам. - СПб.: Профессия, 2001. - 272 с.

2. Бараненко А.В., Бухарин Н.Н. Холодильные машины. - СПб.: Политехника, 2006. - 944 с.

3. Богданов С.Н., Бурцев С.И., Куприянова А.В. Холодильная техника. Кондиционирование воздуха. Свойства веществ. - СПб.: СПбГАХПТ, 1999. - 320 с.

4. Курылев Е.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д. Холодильные установки. - СПб.: Политехника, 1999. - 576 с.

5. Правила безопасности аммиачных холодильных установок (ПБ 03-595-03)

6. СНиП 23-01-99. Строительная климатология.

7. СНиП 2.11.02-87. Холодильники.

8. I-d диаграмма влажного воздуха.

9. Соколов В.С., Яновский С.Н., Крайнев А.А. Справочный материал для курсового и дипломного проектирования холодильных установок. - Л.: ЛТИХП, 1990. - 45с.

10. Каталоги.

Размещено на Allbest.ru