Аммиачная установка системы промежуточного охлаждения
Заказать уникальную дипломную работу- 88 88 страниц
- 27 + 27 источников
- Добавлена 08.12.2018
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
Аннотация 4
Введение 5
Раздел 1 Технологические расчеты 6
1.1 Краткая техническая характеристика холодильной машины 6
1.1.1 Выбор и описание работы принципиальной схемы и её элементов 6
1.1.2 Контроль и автоматизация установки 7
1.1.3. Устройство и работа основных частей оборудования 10
1.2 Технико-экономическое обоснование 16
1.3 Тепловой расчёт 18
1.3.1 Изображение циклов 19
1.3.2 Тепловой расчёт цикла с экономайзером 20
1.3.3 Тепловой расчёт цикла без экономайзера 24
1.3.4 Сравнение основных характеристик циклов холодильных машин 27
Раздел 2 Конструкторские расчеты 29
2.1 Расчёт винтового компрессора 29
2.1.1 Исходные данные 29
2.1.2 Тепловой расчёт компрессора 30
2.1.3 Конструктивный расчет 36
2.1.4. Динамический расчет 41
2.1.5. Расчет на прочность 55
2.2 Расчет испарителя. 57
2.2.1 Конструктивный расчет. 57
2.2.2 Расчет гидравлического сопротивления 60
2.3 Расчет конденсатора. 61
2.3.1 Конструктивный расчет. 61
2.3.2 Расчет гидравлического сопротивления конденсатора 64
2.4 Расчет промежуточного теплообменника 65
2.4.1 Конструктивный расчет. 65
2.4.2 Гидравлический расчет 69
Раздел 3 Инженерная и экологическая безопасность объекта 70
3.1. Основные характеристики среды и процесса 70
3.2. Свойства среды и параметры процесса, определяющие опасность. 71
3.3 Основные опасности, возникающие при эксплуатации 74
Раздел 4 Технико-экономический расчёт 76
4.1. Предпосылки и основная идея проекта 76
4.2. Маркетинговый анализ рынка 77
4.3 Расчёт капитальных и текущих затрат по проекту 78
4.3.1 Расчёт параметров базовой машины 78
4.3.2 Расчёт параметров проектируемой машины 82
4.4 Экономический анализ и оценка эффективности проекта 85
Заключение 87
Список литературных источников. 88
l = n∙∆ = 60∙0.0032 = 0.192м
Компоновка испарителя осуществляется таким образом чтобы в крайних каналах циркулировал хладоноситель. Таким образом, количество полученных каналов:
- по хладоносителю:
ns = n/2 = 60/2 = 30.
- по хладагенту:
na = ns -1 = 30-1 = 29.
2.3.2 Расчет гидравлического сопротивления конденсатора
Рассчитаем гидравлическое сопротивление конденсатора по хладоносителю.
Критерий Эйлера.
.
Коэффициент гидравлического сопротивления:
Перепад давления:
.
2.4 Расчет промежуточного теплообменника
2.4.1 Конструктивный расчет.
Таблица 19. Исходные данные.
Тепловая нагрузка Q0 , кВт 11,5 Температура жидкого аммиака на входе, °С +35 Температура жидкого аммиака на выходе, °С +10 Температура кипения, °С +4
Разность температур жидкого хладагента на входе и выходе из аппарата:
Δt = ts1 – ts2 = 35 - 10 = 25°С
Средняя логарифмическая разность температур в аппарате
.
Определим коэффициент теплоотдачи со стороны жидкого хладагента.
Таблица 20. Техническая характеристика пластины
Площадь поверхности теплообмена F1, м2 0,018 Размеры пластины: длина, м 0,31 ширина, м 0,08 толщина стенки δст, мм 0,5 Масса, кг 0,09 Теплопроводность пластины λст,Вт/м*К 15,9
Таблица 21. Характеристики канала
Расстояние между пластинами ∆, мм 2,35 Эквивалентный диаметр d3, мм 3,8 Площадь поперечного сечения Flкан, м* 0.000026 Ширина канала, м 0.07 Приведенная длина Ln, м 0.25
Таблица 22. Характеристика гофрировки
Шаг гофр вдоль потока, мм 20.8 Шаг гофр по нормали, мм 18 Высота гофр, мм 3.2 Число гофр 43 Угол наклона гофр к вертикальной оси, град 60 Площадь поперечного сечения углового отверстия, м2 0.000314 Диаметр присоединяемого штуцера, мм 20
Таблица 23. Параметры хладоносителя при средней температуре.
Плотность ρ, кг/м3 611 Удельная теплоемкость Ср, кДж/(кг*К) 4,724 Теплопроводность λ, Вт/(м*К) 0,4738 Динамическая вязкость μ, Па*с 14,64* 10-5
Число Рейнольдса:
где
w = 0.4 м/с - скорость хладоносителя в каналах конденсатора
Число Прандтля:
.
Число Нуссельта:
Nu = 0.135• Rе0.73• Рr0.43 = 0,135• 62810.73 • 1,4750.43 = 94,5
Коэффициент теплоотдачи:
Определение коэффициента теплоотдачи со стороны кипящего хладагента в первом приближении
Таблица 24. Параметры аммиака при температуре кипения.
Плотность насыщенного пара ρ", кг/м3 4,025 Плотность насыщенной жидкости ρ' кг/м3 633 Теплота парообразования г, кДж/кг 1246,8 Теплопроводность λ, Вт/(мК) 0,5 Кинематическая вязкость ν, м2/с 2,664 106 Коэффициент поверхностного натяжения (, Н/м 3,11 10-2 Температуропроводность a, м2/с 0,181 10-6 Критерий Прандтля Рг 1,558
Критерий Рейнольдса.
Расчет проводится методом последовательных приближений. Задаемся предварительным значением величины удельной тепловой
нагрузки q = 28000 Вт/м2
Коэффициент Кр.
.
Критерий Нуссельта.
Коэффициент теплоотдачи.
Коэффициент теплопередачи:
Удельная тепловая нагрузка:
q( = k∙( = 1860∙15,2 = 28268 Bт/м2
Ошибка:
, что допустимо.
Необходимая поверхность теплообмена:
.
Количество пластин в аппарате:
принимаем количество пластин n = 30.
Конструктивная поверхность теплообмена
F( = F1∙n = 0,018∙30 = 0,54 м2.
Длина секции пластин.
l = n∙∆ = 30∙0,0032 = 0,096 м.
Компоновка испарителя осуществляется таким образом, чтобы в крайних каналах циркулировал хладоноситель. Таким образом, количество полученных каналов:
- по хладоносителю:
ns = n/2 = 30/2 = 15.
- по хладагенту:
na = ns -1 = 15-1 = 14
2.4.2 Гидравлический расчет
Рассчитаем гидравлическое сопротивление конденсатора по хладоносителю.
Критерий Эйлера.
.
Коэффициент гидравлического сопротивления:
Перепад давления:
Раздел 3Инженерная и экологическая безопасность объекта
В проекте разрабатывается низкотемпературная аммиачная холодильная установка для охлаждения хладоносителя (рассола).
В основу разрабатываемых вопросов положен критерий обеспечения максимальной безопасности обслуживающего персонала при работе холодильной установки и ограничение загрязнения окружающей среды.
Аммиак является токсичным и пожаровзрывоопасным веществом. В связи с этим, непременным требованием, предъявляемым к проектируемой установке, являются высокие критерии, гарантирующие ее герметичность при эксплуатации.
Необходимо также при демонтаже оборудования или его замене, аммиак полностью изолировать от контакта с окружающей средой, т.е. не допускать потерь в атмосферу. Для этого аммиак надо сливать в ёмкости (ресиверы) для очистки и последующего использования.
3.1. Основные характеристики среды и процесса, определяющие опасность.
Рис.12. Схема разрабатываемой установки
Обозначения на схеме:
ВКМ - винтовой холодильный компрессор;
КД – конденсатор;
Д1, Д2 - регулирующие вентили;
ПО - промежуточный теплообменник (экономайзер);
И – испаритель.
Таблица 25. Параметры технологического процесса.
Холодопроизводительность Q0 = 110 кВт Температура кипения Т0 = -20°С Температура конденсации tк = + 40°С Давление кипения Р0=0.195 МПа Давление конденсации РК=1.35МПа Холодильный агент R717 (аммиак) Удельный объём всасываемого пара V = 0.6366 м3/кг
3.2. Свойства среды и параметры процесса, определяющие опасность.
Таблица 26. Физико-химические свойства рабочего вещества
Обозначение R717 Химическая формула NH3 Молекулярная масса 17.03 Молекулярный объем 22.07 Критическая температура, °С 132.4 Критическая плотность, кг/м3 235.0 Критическое давление, МПа (кгс/см2 ) 11.36(115.2) Газовая постоянная, Дж/(кг-К) 488.21 Показатель адиабаты, к 1.30 Температура кипения при давлении 1013 кПа (760 мм. рт. ст.), °С -33.3 Температура затвердевания, °С -77.9 Температура воспламенения, °С 630 Теплота растворения газообразного аммиака в воде, (кДж/кг) 2072.5 Растворимость жидкого аммиака в воде неограниченная (полная совместимость)
Газообразный аммиак относится к горючим газам.
Смесь паров аммиака с воздухом при объемном содержании от 15 до 28% (107 - 200 мг/л) является взрывоопасной.
С увеличением температуры пределы содержания аммиака во взрывоопасной смеси расширяются, и при 100 °С они лежат в интервале 14.5 - 29.5% аммиака. Наибольшее давление взрыва аммиачно-воздушной смеси составляет свыше 11% (78.5 мг/л) и наличии открытого пламени начинается его горение.
Температура самовоспламенения аммиака в стальной бомбе, обладающей каталитическим действием, равна 650 °С.
Теплота сгорания - 18631,26 кДж/кг.
Минимальная энергия зажигания - 680 мДж.
Жидкий аммиак относится к трудно горючим веществам. Теплового излучения горящего пара аммиака над поверхностью жидкого аммиака, находящегося под атмосферным давлением, недостаточно для поддержания горения. Горение прекращается по окончании кипения аммиака. Образовавшийся при истечении жидкого аммиака под давлением в атмосферу аэрозоль из аммиака и сконденсировавшейся воды из воздуха не загорается от источника огня.
Контакт аммиака с ртутью, хлором, йодом, бромом, кальцием, окисью серебра и некоторыми другими химическими веществами может привести к образованию взрывчатых соединений.
К первичным средствам пожаротушения, применяемым в данном производстве относятся: ручные огнетушители химические пенные ОХП-10; ручные огнетушители газовые углекислотные ОУ2 и ОУ5.
Аммиак бесцветен и обладает характерным резким раздражающим запахом (нашатырного спирта). Жидкий аммиак вызывает ожоги кожи, а его пар - раздражение кожи. Большую опасность представляет попадание аммиака в глаза. Аммиак относится к газам 4-го класса опасности.
Таблица 27. Объемное содержание аммиака в воздухе, % (мг/м3 ):
предельно допустимое в рабочей зоне (ПДК) 0.0028 (20) не вызывающее последствий после пребывания втечение 60 мин 0.035 (250) опасное для жизни 0.05-0.1(350-700) вызывающее смертельный исход при воздействии
в течение 30-60 мин 0.21 -0.39(1500-2700)
Аммиак даже при незначительных концентрациях обладает предупреждающим запахом и оказывает раздражающее воздействие на глаза и слизистые оболочки носоглотки.
На аммиачных холодильных установках применяются следующие средства индивидуальной защиты:
1) противогазы типа КД;
2) изолирующие дыхательные аппараты сжатого воздуха (АСВ);
3) универсальный спасательный гидрокостюм (УСГК);
4) резиновые перчатки;
5) защитная спецодежда;
6) спецобувь.
Являясь природным продуктом, аммиак совершенно безвреден для окружающей среды. Он имеет нулевой потенциал разрушения озонового слоя (ООР) и нулевой потенциал парникового эффекта (GWР). Аммиак легко растворяется в воде, образуя комплексное соединение, упрощенно обозначаемое NH4OH. Благодаря хорошей растворимости в воде аммиак не задерживается в атмосфере. При температуре 450 °С аммиак разлагается на азот и водород.
При эксплуатации холодильной установки обслуживающий персонал обязан четко знать причины аварийных ситуаций и уметь оперативно предупреждать и не допускать их возникновения.
К основным предпосылкам, вызывающим аварийные ситуации, можно отнести следующие:
1. Халатное отношение к своим обязанностям обслуживающего персонала.
2. Возникновение опасности гидравлического удара.
3. Увеличение давления в системе выше допустимого.
4. Уменьшение или прекращение смазки трущихся механизмов.
5. Уменьшение концентрации и, как следствие, замерзание хладоносителя.
6. Неисправности компрессора
7. Неисправности контрольно-измерительных приборов.
3.3 Основные опасности, возникающие при эксплуатации оборудования и предусмотренные проектом меры безопасности
Опасные и вредные факторы пожара:
• токсичные продукты сгорания
• высокая температура
Опасные и вредные факторы взрыва:
• осколки
• ударная волна
• высокая температура.
• продукты сгорания
Данное помещение аммиачной холодильной установки относится к категории Б по взрывной, взрывоопасной и пожарной опасности.
Холодильная установка располагается в машинном отделении, находящемся на первом этаже здания.
Помещение аммиачной холодильной установки относится к классу В-16. Применяется электрооборудование повышенной надежности против взрыва.
Существует опасность разрушения оборудования (аппарата), работающего под давлением.
Возникновение опасности гидравлического удара, который возникает вследствие попадания жидкого хладагента в холодильный компрессор (аварийный режим).
Для предотвращения возникновения этой опасности предусматривают:
а) размещение на всасывающей магистрали отделителя жидкости;
б) поддержание постоянной температуры кипения с минимальным дифференциалом перегрева.
Следует также отметить, что применение винтового компрессора во многом снижает вероятность гидравлического удара.
Загрязнение трубопроводов, ТРВ и запорной арматуры. Для защиты служат фильтры.
Аммиак относится ко II категории опасности.
Раздел 4Технико-экономический расчёт
4.1. Предпосылки и основная идея проекта
В данной работе проектируется холодильная машина для охлаждения экофроста-40 (хладоносителя) до температуры -15°С мощностью 110 кВт. Холодильная машина включает в себя следующие агрегаты и аппараты:
а) Компрессор - винтовой, маслозаполненный, сальниковый с диаметром винтов (160 и длиной винтов 160 мм;
б) Испаритель - пластинчатый, с пластинами, имеющими гофры, расположенными под углом 60 град, к оси пластины, с числом пластин n=60, полусварной; материал пластин - сталь Х18Н10Т;
в) Конденсатор - пластинчатый, с пластинами, имеющими гофры, расположенными под углом 60 град, к оси пластины, с числом пластин п=60, полусварной; материал пластин - сталь Х18Н10Т;
В качестве холодильного агента используется озонобезопасный, природный холодильный агент — аммиак (R717).
Применение малоёмкостных по холодильному агенту, эффективных пластинчатых аппаратов, а также винтового компрессора, имеющего при относительно небольших размерах, высокую производительность, и изготовленного отечественным заводом «Компрессор», уже может привести к определённому экономическому эффекту при сравнении с машиной, укомплектованной кожухотрубными аппаратами и импортным винтовым компрессором.
В качестве ожидаемого результата от применения машины с малой заправкой можно считать ощутимое снижение текущих эксплуатационных издержек у потребителя и снижение капитальных вложений.
4.2. Маркетинговый анализ рынка
Разрабатываемая машина ввиду своей мощности и стоимости ориентирована, прежде всего, на продажу крупным производственным и перерабатывающим организациям. Так как установка является установкой многоцелевого назначения, то её соответственно можно применять в различных отраслях промышленности. Наличие потребности в подобных установках в России и в странах ближнего Зарубежья связано, прежде всего, с обновлением существующего уже не первый десяток лет парка установок, расширением компаний и созданием новых организаций. Применение в холодильной установке пластинчатых аппаратов, имеющих малую ёмкость по холодильному агенту (что особенно важно при применении аммиака), малую металлоёмкость и высокие теплообменные характеристики, а также отечественного винтового компрессора может стать весьма привлекательным для потребителя.
Стоит отметить, что основную долю в себестоимость машины вносят теплообменные аппараты, поэтому именно от их востребованности на рынке и будет во многом зависеть востребованность машины в целом. Перспективы применения пластинчатых аппаратов в холодильной технике несомненны, поскольку за последние годы доля заказов машин, использующих пластинчатые теплообменники, возросла с 15 до 25% от общего количества машин для холодильных производств. К тому же, если производство таких аппаратов будет носить серийный характер, то за счёт снижения цены, аппараты будут ещё более привлекательны для потребителя, что и наблюдается.
Из зарубежных фирм, представляющих аналогичные аппараты, наибольшую известность получили фирмы «Alfa Laval» и «York». Но эти фирмы производят пластинчатые аппараты, которые уступают, главным образом, по стоимостным параметрам. Многие отечественные предприятия, представляющие на рынке аналоги разрабатываемой в проекте машины, используют готовую продукцию этой фирмы. В результате установки получаются неоправданно дорогими. Применение в установке аппаратов пластинчатого типа, производимых отечественными предприятиями (например, фирма «Ридан» [3]), значительно сокращает стоимость установки.
4.3 Расчёт капитальных и текущих затрат по проекту
Проводится сравнение холодильных машин, отличающихся по комплектации только типами аппаратов. Все теплообменные аппараты базовой машины - пластинчатые (производства иностранных фирм), а проектируемой - также пластинчатого типа, но производства российских фирм. Требуется найти срок окупаемости капитальных затрат при замене покупателем части базовой машины на проектируемую.
Расчётные параметры базовой машины имеют индекс «б», проектируемой машины — индекс «пр».
4.3.1 Расчёт параметров базовой машины
Рассчитаем себестоимость машины.
Затраты на сырьё и материалы, полуфабрикаты и комплектующие:
где:
Скм = 250000 руб - стоимость компрессора;
Си = 240000 руб - стоимость испарителя;
Скд = 300000 руб - стоимость конденсатора;
Сата = 25000 руб - стоимость арматуры, трубопроводов, автоматики и прочих элементов.
Затраты на топливо и энергию на технологические нужды:
где:
Nэл = 25 кВт - мощность сварочного аппарата;
tраб = 2 ч - время работы сварочного аппарата;
ЦкВтч = 1,58 руб/кВтч – стоимость 1 кВт ч электроэнергии.
Оплата труда основного персонала:
Единый социальный налог
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования (с выделением доли амортизации):
Ссэ = Срасхм + Срем + Сам.об = 1800 + 69275 + 81500 = 152575 руб,
где:
Срасхм = 1800руб - стоимость расходных материалов;
Срем = Скап.рем + Стек.рем = 40750 + 28525 = 69215 руб – расходы на содержание оборудования, включающие в себя расходы на проведение капитального ремонта и расходы на проведение текущих ремонтов, производственного оборудования.
Скап.рем = 0,05 • См = 0,05 • 815000 = 40750 руб,
Стек.рем = 0,035 • См = 0,035 • 815000 = 28525 руб;
Сам.об = 0,1 • См = 0,1 • 815000 = 81500руб - расходы, связанные с амортизацией оборудования.
Цеховые расходы:
Общезаводские расходы:
Внепроизводственные расходы
Себестоимость базовой машины
Расчёт капитальных вложений у потребителя.
Затраты на монтаж машины
, где:
- стоимость базовой машины,
Р = 0,25 - рентабельность для холодильной техники.
Затраты на транспортировку:
Затраты на производственные здания и фундамент:
, где:
- цена 1 м2 производственной площади.
Sпр = 10 м2 – производственная площадь, занимаемая машиной.
Затраты на заправку холодильным агентом:
, где:
Мха = 50 кг - масса заправляемого холодильного агента;
- цена за 1 кг R717.
С учётом утечки холодильного агента в атмосферу:
Сопутствующие капитальные вложения у потребителя
Кс = Зм+Зтр + Ззд + Зхау = 331823 +110608 +100000 +1000 = 543431 руб
Капитальные вложения у потребителя для базовой машины:
Кб = Цуб + Кс = 1843460 + 593431 = 2436891 руб ≈ 2437 тыс. руб.
Расчёт годовых эксплуатационных издержек у потребителя.
Затраты на потребляемую энергию:
где:
Тк = 365дней - число календарных дней в году,
Тнд = 114 дней - число нерабочих дней в году, предусматривается непрерывная работа в две рабочие смены - с = 2, время рабочей смены – g = 8 ч, нормативное время ремонта:
Nпотр = 60 кВт - мощность, потребляемая машиной.
Общая заработная плата обслуживающего персонала:
, где
n = 3 - списочная численность обслуживающего персонала;
- эффективный фонд рабочего времени;
- повременная оплата;
kпр = 1,4 - коэффициент премиальных выплат.
Начисления на заработную плату:
Затраты на ремонт оборудования:
Годовые амортизационные отчисления по сопутствующим капитальным вложениям:
Эксплуатационные издержки у потребителя для базовой машины
4.3.2 Расчёт параметров проектируемой машины
Расчёт себестоимости машины.
Затраты на сырьё и материалы, полуфабрикаты и комплектующие
где:
Скм = 250000 руб - стоимость компрессора;
Си = 140000 руб - стоимость испарителя;
Скд = 180000 руб - стоимость конденсатора;
Сата = 25000 руб - стоимость арматуры, трубопроводов, автоматики и прочих элементов.
Затраты на топливо и энергию на технологические нужды:
где:
Nэл = 25 кВт - мощность сварочного аппарата;
tраб = 2 ч - время работы сварочного аппарата;
ЦкВтч = 1,58 руб/кВтч – стоимость 1 кВт ч электроэнергии.
Оплата труда основного персонала:
Единый социальный налог
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования (с выделением доли амортизации):
Ссэ = Срасхм + Срем + Сам.об = 1800 + 50575 + 59500 = 111875 руб,
где:
Срасхм = 1800руб - стоимость расходных материалов;
Срем = Скап.рем + Стек.рем = 29750 + 20825 = 52575 руб – расходы на содержание оборудования, включающие в себя расходы на проведение капитального ремонта и расходы на проведение текущих ремонтов, производственного оборудования.
Скап.рем = 0,05 • См = 0,05 • 595000 = 29750 руб,
Стек.рем = 0,035 • См = 0,035 • 595000 = 20825 руб;
Сам.об = 0,1 • См = 0,1 • 595000 = 59500руб - расходы, связанные с амортизацией оборудования.
Цеховые расходы:
Общезаводские расходы:
Внепроизводственные расходы
Себестоимость проектируемой машины
Расчёт капитальных вложений у потребителя.
Затраты на монтаж машины
, где:
- стоимость проектируемой машины,
Р = 0,25 - рентабельность для холодильной техники.
Затраты на транспортировку:
Затраты на производственные здания и фундамент:
, где:
- цена 1 м2 производственной площади.
Sпр = 10 м2 – производственная площадь, занимаемая машиной.
Затраты на заправку холодильным агентом:
, где:
Мха = 20 кг - масса заправляемого холодильного агента;
- цена за 1 кг R717.
С учётом утечки холодильного агента в атмосферу:
Сопутствующие капитальные вложения у потребителя
Кс = Зм+Зтр + Ззд + Зхау = 242368 + 80789 + 60000 + 400 = 383557 руб
Капитальные вложения у потребителя для проектируемой машины:
Кб = Цуб + Кс = 242368 + 80789 + 60000 + 400 = 383557 руб.
Расчёт годовых эксплуатационных издержек у потребителя.
Затраты на потребляемую энергию:
где:
Тк = 365дней - число календарных дней в году,
Тнд = 114 дней - число нерабочих дней в году, предусматривается непрерывная работа в две рабочие смены - с = 2, время рабочей смены – g = 8 ч, нормативное время ремонта:
Nпотр = 60 кВт - мощность, потребляемая машиной.
Общая заработная плата обслуживающего персонала:
, где
n = 3 - списочная численность обслуживающего персонала;
- эффективный фонд рабочего времени;
- повременная оплата;
kпр = 1,4 - коэффициент премиальных выплат.
Начисления на заработную плату:
Затраты на ремонт оборудования:
Годовые амортизационные отчисления по сопутствующим капитальным вложениям:
Эксплуатационные издержки у потребителя для проектируемой машины
4.4 Экономический анализ и оценка эффективности проекта
В данном дипломном проекте рассчитывается в качестве показателя экономической эффективности срок окупаемости капитальных вложений и проводится его сравнение с общим нормативным сроком окупаемости техники и сроком окупаемости, рекомендованным для холодильной техники.
Определение срока окупаемости капитальных вложений при замене базовой машины на проектируемую:
где:
Кпр =1770047руб - капитальные вложения у потребителя для проектируемой машины;
Сб = 1474768 руб. - себестоимость базовой машины;
Uб = 1498500 руб - эксплуатационные издержки у потребителя для базовой машины;
Uпр = 1340500 руб - эксплуатационные издержки у потребителя для проектируемой машины.
При замене пластинчатых аппаратов производства иностранных фирм на пластинчатые аппараты российских производителей, себестоимость машины снизилась с 1474768 до 1077192 рублей. Также снизились годовые эксплуатационные издержки у потребителя с 1498500 до 1340500 руб.
Срок окупаемости проекта составит 5,8 года.
Заключение
В данной работе спроектирована аммиачная холодильная машина холодопроизводительностью 110 кВт, использующая в качестве рабочего тела аммиак, которая может быть использована для охлаждения хладоносителя до температуры ts2 = -15°С.
Охлаждённый хладоноситель может использоваться для различных технологических нужд и для хранения и переработки пищевых продуктов. Для отвода тепла от конденсирующегося хладагента используется оборотная вода с температурой tw1= 25° С, которая может охлаждаться в градирне или брызгальном бассейне.
Целью работы было проектирование холодильной машины для охлаждения хладоносителя, которая может использоваться для различных целей.
Для достижения цели решены задачи:
выбран и рассчитан цикл холодильной машины;
выбран тип и рассчитано оборудование схемы охлаждения (компрессора, испарителя, конденсатора и промежуточного теплообменника);
выполнен экономический расчет.
В данной машине используется винтовой компрессор. Особенностью винтового компрессора является также и малая ёмкость по хладагенту, что особенно актуально при применении аммиака из-за его токсичности.
Также в установке используются пластинчатые испаритель и конденсатор, имеющие компактные размеры и малую ёмкость по хладагенту при развитой поверхности теплообмена.
В экономическом расчете получена существенная экономия при использовании отечественного оборудования. Срок окупаемости менее 6 лет.
Список литературных источников.
ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам
ГОСТ 2.106-96 Единая система конструкторской документации. Текстовые документы
ГОСТ 2.109-73 Единая система конструкторской документации. Основные требования к чертежам
ГОСТ Р 7.0.5-2008 - СИБИД. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления
ГОСТ 7.1-2003 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая запись. Библиографическоеописание. Общие требования и правила составления
СНиП 23-01-99. Строительная климатология/Госстрой России. - М.: ГУПЦПП, 1999.
СТО НП «АВОК» 1.05 - 2006. Стандарт АВОК. Условные графические обозначения в проектах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и теплохолодоснабжения. - М.: ООО ИИП «АВОК-ПРЕСС», 2006.- 39 с.
Автоматизация холодильных установок и систем кондиционирования воздуха / А.А. Полевой. - СПб.: "Профессия", 2010
Мааке В., Эккерт Г.-Ю., Кошпен Ж.-Л. Учебник по холодильной технике. Основы — Комплектующие — Расчеты. Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание холодильных установок. Пер. с франц. под ред. Сапожникова В.Б. - М: МГУ, 1998. - 1142 с.
Холодильные компрессоры. Справочник. Под ред. А.В.Быкова. М.: "Колос".- 1992 г. - 304 с.
Холодильные машины. Под ред. Л.С. Тимофеевского. Л.: Политехника. 992 с, 2006г.
Холодильные машины и установки. Учеб. Пособие / Дячек П.И. - Ростов н/Д: Феникс, 2007г.
Холодильные установки, Курылев ЕС, Оносовский ВВ., МГТУ им. Баумана, 2005.
Проектирование холодильных установок. Расчеты, параметры, примеры, Брайдерт Г.Й., Техносфера, 2006.
Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин. Под ред. И.А. Сакуна. Л.: Машиностроение. 1987, 424 с.
Тепломассообменные аппараты низкотемпературных установок, Приданцев А.С, Ахметлатыйпова Д.Д., СагдеевА.А., ФГБОУ ВПО «КНИТУ»,2013
Маринюк Б.Т. Теплообменные аппараты ТНТ. М.: Энергоатомиздат, 2009. 200с.
Современные кондиционеры. Серия "Ремонт" Выпуск 117, СО-ЛОН-ПРЕСС, 2010.
Бабакин, Б.С. Расчет вместимости и площадей помещений холодильников. Методические указания / Б.С. Бабакин, Г.Л. Агеев, В.А. Стефанова, - М.:МГУПБ. – 2004. – 23 с.
Венгер, К.П. Поршневой компрессор паровой холодильной машины. Учебно-методическое пособие / К.П. Венгер, - М.:МГУПБ. – 2005. – 73 с.
Венгер, К.П. Теоретические основы низкотемпературной техники / К.П. Венгер, В.В. Мотин – М.: ООО ''Полисувенир'', 2005. - 68 с.
Мотин, В.В. Вспомогательная теплообменная аппаратура в холодильных машинах. Методические указания / В.В. Мотин, - М.: МГУПБ. - 2013. - 45 с.
Мотин, В.В. Тепловой и конструктивный расчет воздухоохладителей. Методические указания / В.В. Мотин, - М.:МГУПБ. - 2010. - 15 с.
Холодильные компрессоры. Справочник. Под ред. А.В.Быкова. М.: "Колос".- 1992 г. - 304 с.
Мальгина С.В. Холодильные машины и установки М.: Пищевая промышленность, 1980 - 592с.
Рыбин Г.А. Всё о бытовых холодильниках М.: Профиздат 2007 - 290с.
Колевский Н.К. Эксплуатация и ремонт холодильников и холодильных установок (справочник мастера) СПБ:. Из-во НИВА Принт 1995 - 110с.
Н. Контр.
Ананьев В.В.
Консульт
Ананьев В.В.
Провер.
Антонов А.А.
Разраб.
ВКР-16.03.01-14/046111
ФГБОУ ВО МГУТУ
Листов
Лит.
Аммиачная установка системы промежуточного охлаждения
Романенко А.И.
Утверд.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
ВКР-16.03.01-14/046111
2
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
1. ГОСТ 2.105-95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам
2. ГОСТ 2.106-96 Единая система конструкторской документации. Текстовые документы
3. ГОСТ 2.109-73 Единая система конструкторской документации. Основные требования к чертежам
4. ГОСТ Р 7.0.5-2008 - СИБИД. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления
5. ГОСТ 7.1-2003 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая запись. Библиографическоеописание. Общие требования и правила составления
6. СНиП 23-01-99. Строительная климатология/Госстрой России. - М.: ГУПЦПП, 1999.
7. СТО НП «АВОК» 1.05 - 2006. Стандарт АВОК. Условные графические обозначения в проектах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и теплохолодоснабжения. - М.: ООО ИИП «АВОК-ПРЕСС», 2006.- 39 с.
8. Автоматизация холодильных установок и систем кондиционирования воздуха / А.А. Полевой. - СПб.: "Профессия", 2010
9. Мааке В., Эккерт Г.-Ю., Кошпен Ж.-Л. Учебник по холодильной технике. Основы — Комплектующие — Расчеты. Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание холодильных установок. Пер. с франц. под ред. Сапожникова В.Б. - М: МГУ, 1998. - 1142 с.
10. Холодильные компрессоры. Справочник. Под ред. А.В.Быкова. М.: "Колос".- 1992 г. - 304 с.
11. Холодильные машины. Под ред. Л.С. Тимофеевского. Л.: Политехника. 992 с, 2006г.
12. Холодильные машины и установки. Учеб. Пособие / Дячек П.И. - Ростов н/Д: Феникс, 2007г.
13. Холодильные установки, Курылев ЕС, Оносовский ВВ., МГТУ им. Баумана, 2005.
14. Проектирование холодильных установок. Расчеты, параметры, примеры, Брайдерт Г.Й., Техносфера, 2006.
15. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин. Под ред. И.А. Сакуна. Л.: Машиностроение. 1987, 424 с.
16. Тепломассообменные аппараты низкотемпературных установок, Приданцев А.С, Ахметлатыйпова Д.Д., СагдеевА.А., ФГБОУ ВПО «КНИТУ»,2013
17. Маринюк Б.Т. Теплообменные аппараты ТНТ. М.: Энергоатомиздат, 2009. 200с.
18. Современные кондиционеры. Серия "Ремонт" Выпуск 117, СО-ЛОН-ПРЕСС, 2010.
19. Бабакин, Б.С. Расчет вместимости и площадей помещений холодильников. Методические указания / Б.С. Бабакин, Г.Л. Агеев, В.А. Стефанова, - М.:МГУПБ. – 2004. – 23 с.
20. Венгер, К.П. Поршневой компрессор паровой холодильной машины. Учебно-методическое пособие / К.П. Венгер, - М.:МГУПБ. – 2005. – 73 с.
21. Венгер, К.П. Теоретические основы низкотемпературной техники / К.П. Венгер, В.В. Мотин – М.: ООО ''Полисувенир'', 2005. - 68 с.
22. Мотин, В.В. Вспомогательная теплообменная аппаратура в холодильных машинах. Методические указания / В.В. Мотин, - М.: МГУПБ. - 2013. - 45 с.
23. Мотин, В.В. Тепловой и конструктивный расчет воздухоохладителей. Методические указания / В.В. Мотин, - М.:МГУПБ. - 2010. - 15 с.
24. Холодильные компрессоры. Справочник. Под ред. А.В.Быкова. М.: "Колос".- 1992 г. - 304 с.
25. Мальгина С.В. Холодильные машины и установки М.: Пищевая промышленность, 1980 - 592с.
26. Рыбин Г.А. Всё о бытовых холодильниках М.: Профиздат 2007 - 290с.
27. Колевский Н.К. Эксплуатация и ремонт холодильников и холодильных установок (справочник мастера) СПБ:. Из-во НИВА Принт 1995 - 110с.
Вопрос-ответ:
Какие технические характеристики у аммиачной установки системы промежуточного охлаждения Аннотация4?
Аммиачная установка системы промежуточного охлаждения Аннотация4 обладает следующими техническими характеристиками: принципиальная схема и элементы работы, контроль и автоматизация, основные части оборудования, тепловой расчет.
Как осуществляется контроль и автоматизация работы аммиачной установки системы промежуточного охлаждения Аннотация4?
Контроль и автоматизация работы аммиачной установки системы промежуточного охлаждения Аннотация4 осуществляется при помощи специальных устройств и систем, которые позволяют контролировать и регулировать процессы охлаждения. Это обеспечивает стабильную и эффективную работу установки.
Каково устройство и принцип работы основных частей оборудования аммиачной установки системы промежуточного охлаждения Аннотация4?
У аммиачной установки системы промежуточного охлаждения Аннотация4 имеется ряд основных частей оборудования, таких как компрессор, конденсатор, испаритель и экспансионный клапан. Каждая из этих частей выполняет свою функцию в процессе охлаждения и обеспечивает эффективную работу установки.
Какие циклы теплового расчета применяются в аммиачной установке системы промежуточного охлаждения Аннотация4?
В аммиачной установке системы промежуточного охлаждения Аннотация4 применяются различные циклы теплового расчета, включая цикл с экономайзером. Такие циклы позволяют оптимизировать процессы охлаждения и повысить эффективность работы установки.
Каково технико-экономическое обоснование аммиачной установки системы промежуточного охлаждения Аннотация4?
Технико-экономическое обоснование аммиачной установки системы промежуточного охлаждения Аннотация4 включает анализ и оценку стоимости, энергетической эффективности и других показателей, которые позволяют определить выгодность использования данной установки в конкретных условиях.
Какую функцию выполняет аммиачная установка системы промежуточного охлаждения?
Аммиачная установка системы промежуточного охлаждения выполняет функцию охлаждения между процессами.
Какие характеристики имеет выбранная холодильная машина?
Выбранная холодильная машина обладает следующими характеристиками: [указать конкретные характеристики].
Как осуществляется контроль и автоматизация работы установки?
Контроль и автоматизация работы установки осуществляются с помощью [указать используемые элементы и системы контроля и автоматизации].
Какие основные части оборудования включает в себя аммиачная установка системы промежуточного охлаждения?
Аммиачная установка системы промежуточного охлаждения включает в себя следующие основные части: [указать основные части оборудования].
Какие тепловые расчеты проводятся для данной установки?
Для данной установки проводятся следующие тепловые расчеты: [указать проводимые тепловые расчеты и их цель].
Какие технические характеристики у аммиачной установки промежуточного охлаждения?
Аммиачная установка промежуточного охлаждения имеет следующие технические характеристики: работа по принципу холодильной машины, контроль и автоматизация установки, основные части оборудования. Подробная информация доступна в разделе 1 технологических расчетов из аннотации.