Расчет системы воздухоснабжения промышленного объекта

₂ = 1 - относительная влажность на выходе из охладителя;

х₂ = = 0,0062 кг/кг

Q_д = 24,67·1,205·[1880·(0,007·59,8 - 0,0062·40) + 2,5·10⁶ - 2346·40) + (0,007 - 0,0062)] = 66757,4 Вт.

Количество тепла, выделяемого при охлаждении влажного воздуха, можно представить в следующем виде:

Q_охл = Q_в + Q_д,(5.11)

где Q_в - тепловой поток при охлаждении сухого воздуха, Вт;

Q_д - дополнительный тепловой поток при охлаждении и частичной конденсации водяного пара, Вт.

Q_охл = 591,54 + 66,757 = 658,297 Вт.

Определяем поверхность теплообмена воздухоохладителя:

F = , м²(5.12)

где 0,5 - коэффициент, учитывающий улучшение коэффициента теплоотдачи за счет конденсации влаги;

₁ - коэффициент на загрязнение поверхности охлаждения, принимается в пределах 1,05 1,1;

₂ - коэффициент использования поверхности охлаждения, равный 0,8 0,9;

t - поправка: для аппаратов с перекрестным и смешанным потоком рабочих жидкостей менее 1,0; для противотока равна 1,0;

t - средний температурный напор, ⁰С;

k - коэффициент теплопередачи, Вт/м²_*град.

Коэффициент теплопередачи k в теплообменниках со стальной поверхностью теплообмена для теплоносителей воздух - вода, варьируется в пределах 10 40 Вт/м²·град.

Средний температурный напор при противотоке:

t = ,(5.13)

где t₁, t₂ - температура воздуха до и после теплообменника соответственно, ⁰С;

t_в.1 - температура охлаждающего теплоносителя на входе в охладитель, принимается в пределах (1 30)⁰С;

t_в.2 - температура охлаждающего теплоносителя на выходе из охладителя, ⁰С.

Определяем температуру охлаждающей воды на выходе из теплообменника:

t_в.2 = t_в.1 + ,(5.14)

где - зона охлаждения, принимается в пределах (5 40)⁰С.

t_в.2 = 10 + 15 = 25 ⁰С

t = = 32,3 ⁰С,

F = = 591 м²

Определяем расход охлаждающей воды в воздухоохладителе:

G = , кг/с,(5.15)

где 1,2 - коэффициент запаса, учитывающий также количество воды, находящейся в рубашке охлаждения цилиндра компрессора;

С_ж - теплоемкость охлаждающей воды, определяемая по средней температуре воды, Дж/кг_*град.

Определяем средняя температура охлаждающей воды:

t_ср = , ⁰C, (5.16)

t_ср = =17,5 ⁰C

по температуре t_ср = 17,5 ⁰С принимаем С_ж= 4,1875 Дж/кг_*град,

G = = 10,7 кг/с.

Выбираем кожухотрубчатый теплообменник сварной конструкции с неподвижными трубчатыми решетками со следующими параметрами:

- диаметр кожуха D_н - 1200 мм,

- давление Р_у - 1 МПа,

- размер труб - 202,

- количество ходов по трубам - 4,

- длина труб - 6000 м,

- поверхность теплообмена - 596 м²,

- площадь проходного сечения одного хода по трубам - 790 м²,

- площадь проходных сечений:

в вырезе перегородки - 1730 м²,

между перегородками - 1650 м².

Основные размеры: l = 9000; L= 10300; l₀ = 600; A = 8200; D_y=350; D_y1=350; D_k=1520; H/2=831; h=826; l₁=1050; l₂=1800; l_k=1000; l₃=550; количество перегородок - 14.

Заключение

Для спроектированной системы воздухоснабжения промышленного объекта была рассчитана наиболее сложная ветвь воздухопровода от компрессорной станции до потребителя. Потери давления на этой ветви составили 2,54 %. Также для этой системы были рассчитаны и выбраны следующие компоненты:

- 3 компрессоров марки К-1500-62-2 с производительностью 24,67 м³/с;

- фильтры типа Кд 120 с пропускной способностью 33,33 м³/с - 3 шт;

- 3 воздухосборника типоразмера В-20;

- 3 кожухотрубчатых теплообменников с поверхностью теплообмена - 596 м² ;

- 3 влагомаслоотделителя инерционного типа с объемом - 0,85 м³, по одному на каждый компрессор.

Список использованной литературы

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 1987. - 575 с.

2. Теплотехнический справочник. Т.1. - М.: Энергия, 1975 - 815 с.

3. Федяев А.А., Федяева В.Н. Система производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий. Задания и методические указания к выполнению курсового проекта - Братск: БрИИ, 1993 - 23 с.

4. Федяев А.А. Система производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий. Расчет системы производства и распределения газообразных энергоносителей. Учебное пособие. - Братск: БрИИ, 1998. - 63 с.

5. Федяев А.А. Система производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий: Лабораторный практикум. - Братск: БрИИ, 1999. - 51 с.

Размещено на Allbest.ru