СИСТЕМА ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Выбирается секционная вентиляторная градирня типа«Союзводоканалпроекта» с поперечным сечением секции в 8 (табл. 2 [1]).То есть при количестве секций . Тогда действительная плотность орошения составляет:Температура оборотной воды на выходе из градирни оценивается по номограммам (рис.1, 2) и составляет:при и при , т.е. она практически совпала со значением предварительного расчета.Вычисляется требуемый напор подаваемой оборотной воды.Для определения напора необходим гидравлический расчет всей системы водоснабжения, который возможен только после составления монтажной схемы.При ее отсутствии требуемый напор ,м, оценивается приблизительно.Принимается:где – высота подъема воды в градирню от уровня воды в бассейне, откуда производится забор воды; – требуемый перепад в разбрызгивающих воду устройствах (форсунках); – потери напора от гидравлических сопротивлений в системе циркуляции воды.Таким образом:В соответствии с нормами проектирования число рабочих насосов оборотной воды должно быть не менее 2. Если , то производительность одного насоса должна быть не менее:Принимаем (табл. 26 [1]) к установке 2 рабочих и 2 резервных центробежных насоса с двухсторонним входом типа Д 200-36 с расчетными параметрами:Подача Напор Мощность электродвигателя Частота вращения ротора Потребляемая мощность насоса составляет:где – диапазон значений КПД насосов типа Д;– рабочая производительность насоса, ; – плотность воды; – ускорение свободного паденияРасчет показателей эффективности работы компрессорной станцииРасчет ведется для всей станции, работающей в режиме максимальной нагрузки , т.е. при работе всех рабочих компрессоров.Эксергетический КПД компрессорной станции:Здесь – эксергия сжатого воздуха в коллекторе КС, определяется по формуле:где: – энтальпия сжатого воздуха при и , определяется по T-sдиаграмме; – энтальпия атмосферного воздуха при и , определяется по T-sдиаграмме; – энтропия сжатого воздуха, определяется по T-sдиаграмме; – энтропия атмосферного воздуха, определяется по T-sдиаграмме; – массовая производительность всех рабочих компрессоров; – мощность, потребляемая всеми работающими воздушными компрессорами:– суммарная электрическая мощность компрессоров холодильных машин, циркуляционных насосов оборотного водоснабжения и контура хладоносителя:Удельный расход электрической энергии 1000 сжатого воздуха:где учтены следующие расходы электроэнергии за 1 час работы КС: – в воздушных компрессорах: – в хладоновых компрессорах, холодильных компрессорах холодильных машин: – в рабочих водяных насосах оборотной системы водоснабжения: – в рабочих насосах системы циркуляции хладоносителя:Удельный расход охлаждающей воды на компрессорной станции :Расход воды несколько выше нормы, что обусловлено выбранной величиной подогрева воды (). Дополнительные затраты на прокачку воды компенсируются высоким КПД станции, а следовательно и значительной экономии электрической энергии в приводе компрессорных установок. Оптимальное значение должно определяется технико-экономическим расчетом.Адсорбционнаядоосушка воздухаВ соответствии с заданием воздух в количестве должен доосушиваться до температуры точки росы . Такие параметры достигаются в серийной адсорбционной установке осушки воздуха УОВ-100. Это моноблочный двухкорпусный агрегат с одним электронагревателем воздуха для регенерации.Основные показатели УОВ-100 (табл. 22 [1]):Расход осушаемого воздуха Масса загружаемого адсорбента Расход воздуха на регенерацию Мощность электронагревателя воздуха В качестве адсорбента выбран силикагель марки КСМ. Его динамическая влагоемкость (при ) составляет 25 %, а расчетная – 12 % от массы адсорбента (табл. 23 [1]). Он обеспечивает остаточное влагосодержание воздуха , что соответствует .Рабочая влагоемкость всей массы адсорбента установки составляет:В соответствии со схемой КС воздух для доосушки поступает с параметрами насыщения, т.е. с температурой , давлением и влагосодержанием .Количество влаги, поглощаемой адсорбентом из поступающего на осушку воздуха :где – массовый расход воздуха через адсорбер, кг/ч, определяется какВремя работы одного корпуса адсорбера до насыщения находящегося в нем адсорбента составит:что составляет Таким образом, регенерация аппарата производится 1 раз через 82 часа непрерывной работы блока осушки.Расчет конденсатора холодильной машиныИсходные данные:– тепловая нагрузка – температура конденсации –начальная температура охлаждающей воды – холодильный агент – фреон R22;– нагревание оборотной воды в конденсаторе рекомендуется принимать , принимем .Следовательно, температура охлаждающей воды на выходе из аппарата .Физико-химические свойства хладона R22 при определяющей температуре и воды (см. табл. П19, [4]) при средней температуре:Для воды:– плотность – удельная теплоемкость – коэффициент теплопроводности – коэффициент кинематической вязкости – число Прандтля Для хладона R22:– плотность – коэффициент теплопроводности – коэффициент динамической вязкости – удельная теплота конденсации Из уравнения теплового баланса определяется расход охлаждающей воды:Расход паров хладона будет равен:Ориентировочная площадь поверхности теплообмена конденсатора :Значение коэффициентов теплопередачи для конденсаторов с холодильным агентом R22 (отнесенное к наружной ребристой поверхности теплообмена) может быть принято . Принимаем .Средняя разность температур :В соответствии с (табл. П14, [4]), подходит конденсатор КТР-9 с наружной поверхностью теплообмена :– максимальная производительность ;– диаметр обечайки;– число труб – число ходов по трубному пространству – трубы медные с наружным стандартным оребрением для конденсаторов типа КТР, ребра низкие катанные;– длина труб – внутренний диаметр труб – наружный диаметр труб – диаметр ребер – шаг ребер – ширина торца ребер – угол при вершине ребра – коэффициент оребренияшаг между трубами:по горизонтали по вертикали Расчет начинается с трубного пространства.Скорость воды в трубах:Число Рейнольдса будет равно:Таким образом, – режим течения переходный.Коэффициент теплоотдачи со стороны воды определяется по уравнению:где Далее определяется коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося френона к поверхности пучка горизонтальных оребренных труб, отнесенной к внутренней поверхности теплообмена:где , так как теплофизические свойства хладона вдоль поверхности теплообмена мало меняются; – коэффициент, учитывающий оребрение труб.Для расчета коэффициента определяется – общая наружная площадь оребренной поверхности трубы длиной 1 м, которая будет равна:Площадь поверхности вертикальных участков ребер на 1 м длины находится с учетом угла при вершине ребер :Площадь поверхности вертикальных участков ребер на 1 м длины будет равна:Приведенная высота находится по уравнению:Эффективность ребер для медных низконакатанных ребер может быть принята как .Находиться коэффициент по формуле:Коэффициент , учитывающий стягивание конденсата с торцов ребер и увеличивающий коэффициент теплоотдачи , находится по уравнению:Среднее число горизонтальных рядов в пучке труб:Поправочный коэффициент будет равен:Тогда:Коэффициент теплопередачи, отнесенный к внутренней поверхности теплообмена, :где – термическое сопротивление. Для R22 и меди этот показатель может быть принят из диапазона .Принимаем: ; – толщина стенки труб; – теплопроводность материала труб (меди).Расчетная наружная поверхность теплообмена определяется по соотношению:Проводится сравнение расчетной поверхности теплообмена с нормализованной:Таким образом, нормализованная поверхность на 2,63 % больше расчетной, но полученное расхождение , поэтому можно считать, что конденсатор КТР-9 обеспечит необходимую теплопроизводительность.ЗаключениеРазработан источник сжатого воздуха для производственных нужд, с рабочей производительностью при давлении нагнетания и температурой воздуха в коллекторе КС.Принято для установки на КС 4 рабочих и 1 резервная поршневая компрессорная машинатипа 2ВМ10-63/8.Разработанная система осушки состоит из холодильной машины ХМ-АВ122/1 с конденсатором КТР-9, регенеративного теплообменника с поверхностью теплообмена и охладителя-осушителя с поверхностью теплообмена для каждого воздушного компрессора.Влагосодержание подаваемого потребителю воздуха составляетdп=0,52 г/кг.В качестве хладоагента принят хладон R22 и в качестве хладоносителя-водный раствор этиленгликоля с концентрацией 31,2%.Для доосушки 100м3/мин воздуха до tтр=-50оCвыбрана серийная адсорбционная установка УОВ-100, позволяющая осушать 100м3 в минуту до «точки росы» -50оС.В качестве адсорбента использован силикагель марки КСМ в количестве 2240 кг.Расчётом установлены диаметры трубопроводов:– нагнетательного КУ – 133x4мм.– магистрального воздуховода– 273x7мм.В качестве водоохладительного устройства принята вентиляторная 3-секционная градирня типа «Союзводоканалпроект» с пленочным оросительным устройством сечением 8 м2 (2,83х2,83) каждая и вентилятором 1ВГ-25.Для циркуляции оборотной воды выбраны два рабочих и два резервных насоса типа Д 200-36 с n=1450об/мин.Для циркуляции ХН установлены 1 рабочий и 1 резервный насос К20/18. Расчётный эксергетический КПД компрессорной станции составляет Удельный расход электрической энергии на производство сжатого воздуха составляет Эу=89,92кВт.ч/(1000м3).Удельный расход охлаждающей воды gw=10,98 л/м3.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫКумиров Б.А., Валиев Р.Н. Расчет системы снабжения предприятий сжатым воздухом: Учеб.пособие. Казань: гос. энерг. ун-т, 2003.Кумиров Б. А. Методические указания по курсовому проектированию по курсу «Технологические энергоносители предприятий». Казань: гос. энерг. ун-т, 2003.Богданов С. Н., Бурцев С. И., Иванов О. П., Куприянова А. В. Холодильная техника. Кондиционирование воздуха. Свойства веществ: Справ./ Под. ред. С. Н. Богданова. 4-е изд., перераб. и доп. – СПб.: СПбГАХПТ, 1999. – 320 с.Конахин А. М., Конахина И. А. Расчет теплообменных аппаратов: Учеб.пособие. Казань: гос. энерг. ун-т, 2006 – 92 с.ГОСТ 15121-79 Конденсаторыкожухотрубчатые с неподвижными трубными решетками и кожухотрубчатые с температурнымкоомпенсатором на кожухе. Основные параметры и размеры.Каталог. Стандартные кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего назначения. Издание третье, исправленное и дополненное. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ Москва-1982г.