冷庫(kù)制冷工藝設(shè)計(jì)【包含CAD圖紙】
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6. 設(shè)備,制冷劑管道的布置,選擇與保溫計(jì)算。6.1 設(shè)備的布置按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范6.3.22條的規(guī)定,氨壓縮機(jī)房與設(shè)備間的布置應(yīng)該符合以下原則:1) 設(shè)備布置應(yīng)該符合工藝流程,安全規(guī)程以及操作的方便的要求,而且需要有適當(dāng)?shù)目臻g,以便設(shè)備部件的拆卸和維修。同時(shí)考慮到盡可能的緊湊,充分利用機(jī)房的空間,以節(jié)省建筑面積。2) 機(jī)器間的主要操作通道的寬度為1.52.5米,壓縮機(jī)到其他突出部位之間的距離不小于1.5米。二臺(tái)壓縮機(jī)的突出部位之間的距離不應(yīng)該小于1m。并且有抽出壓縮機(jī)曲軸的可能,非主要通道的寬度不小于0.8米。3) 設(shè)備間內(nèi)的主要通道的寬度不應(yīng)該小于1.5米,非主要通道的寬度不應(yīng)該小于0.8米。4) 水泵,油分離器不應(yīng)該方放在機(jī)器間或者設(shè)備間內(nèi)。各種設(shè)備的布置間方案設(shè)計(jì)中的“機(jī)房布置平面圖”。注:1).在氨泵循環(huán)系統(tǒng)中,氨泵一臺(tái)純粹為備用,因此接低壓循環(huán)桶時(shí),采用一桶一泵制。2).高溫庫(kù)不設(shè)置高壓液體調(diào)節(jié)站。3).按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范6.5.4條的規(guī)定,沖霜熱氨從油分離器接出來(lái),避免過(guò)多的油帶到冷風(fēng)機(jī)里,從而影響換熱效果。6.2 制冷劑管道的選擇6.2.1 制冷劑管道的通徑(采用推薦流速法) 參照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范P50頁(yè)6.3.52或者冷藏庫(kù)設(shè)計(jì)P372頁(yè)表1141管子規(guī)格。制冷劑管道一律采用無(wú)縫鋼管。6.2.2 需要確定的管徑。 1).排氣管名稱流量推薦流速面積確定管子型號(hào)實(shí)際面積實(shí)際流速總管54.612250.00101382.50.0008517.8支管27.312250.000505322.50.0005713.3熱氨管9.112250.00017182.00.0001516.8注:熱氨加壓沖霜管根據(jù)冷藏庫(kù)設(shè)計(jì)P368頁(yè),熱氨氣是融霜的熱源,必須保證有足夠的熱氨量,以及適當(dāng)?shù)臒岚眽毫蜏囟?。一般用于融霜的熱氨量不能小于一臺(tái)壓縮機(jī)的排氣量的1/3。融霜熱氨的壓力不小于6公斤/平方厘米,不大于9公斤/平方厘米。2).吸氣管名稱流量推薦流速面積確定管子型號(hào)實(shí)際面積實(shí)際流速總管186.410160.00431763.50.003813.6支管93.210160.0021657x3.50.00212.93). 冷凝器到貯液器的液體管名稱流量推薦流速面積確定管子型號(hào)實(shí)際面積實(shí)際流速總管0.78不大于0.60.00054322.50.000570.28支管0.39不大于0.60.0002725x2.00.000340.324). 貯液器到節(jié)流閥的高壓液體管推薦流速:1.01.5 米/秒取V=1.2米/秒,則:選擇182的管子,其凈面積為0.00015m2,其實(shí)際流速為1.4m/s。 5).低壓供液管名稱流量推薦流速面積確定管子型號(hào)實(shí)際面積實(shí)際流速低壓桶到氨泵20.40.50.00122452.50.001760.435氨泵到調(diào)壓站20.40.50.0006132x2.20.000590.93調(diào)壓站到冷風(fēng)機(jī)101 0.370.81.00.00018818x2.00.000340.75調(diào)壓站到冷風(fēng)機(jī)2010.610.81.00.000116625x2.00.000151.0 6).氣液2相流管a.冷風(fēng)機(jī)到回氣調(diào)壓站根據(jù)冷藏庫(kù)設(shè)計(jì)P357頁(yè)圖11117選擇管子。對(duì)于GMAX57KW,選取573.5的管子。為了施工,購(gòu)材方便,均選取該管徑。b.回氣調(diào)壓站到低壓循環(huán)桶,按照低壓循環(huán)桶的推薦直徑,選擇1334.0的管子。 7)其它管子按照推薦直徑來(lái)選擇。 8)沖霜給水管根據(jù)空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)P871頁(yè)圖的推薦流速來(lái)選擇管子。該次設(shè)計(jì)中有冷風(fēng)機(jī)6臺(tái),選擇按照23臺(tái)同時(shí)沖霜時(shí)來(lái)選擇。最大的每臺(tái)冷風(fēng)機(jī)沖霜水量是15噸/小時(shí)。所需沖霜水量為10X330噸/小時(shí)。名稱流量推薦流速面積確定管子型號(hào)實(shí)際流速水泵吸入管301.01.20.0982DN1001.1水泵壓出管301.520.079DN801.7根據(jù)冷藏庫(kù)設(shè)計(jì)P370頁(yè),沖霜水排水管,管徑一般不小于DN100,排水頗度不小于5,布置上應(yīng)該注意:a. 排水管出水口設(shè)置水封,防止空氣進(jìn)入管內(nèi),凍結(jié)堵塞管道。b. 當(dāng)排水管道通過(guò)冷藏間時(shí),應(yīng)該包絕熱和防潮層。供水支管: 取DN50的管道。6.3 設(shè)備 管道的保溫 按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范6.6.1條的規(guī)定,凡是管道和設(shè)備導(dǎo)致冷損失的部位,將會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)水滴和形成冷橋的部位,均應(yīng)該進(jìn)行保溫?,F(xiàn)選擇保溫材料和計(jì)算保溫層的厚度。根據(jù)冷藏庫(kù)設(shè)計(jì)P380頁(yè),凡是在蒸發(fā)壓力下工作的設(shè)備于與管線,均應(yīng)該進(jìn)行保溫。保溫材料不可以選擇蛭石及其制品。防潮層選擇玻璃絲布外耍油漆。經(jīng)過(guò)選擇,選擇超細(xì)玻璃棉為保溫材料。其特性如下:纖維直徑:5微米;產(chǎn)品重量:20Kg/m3;管道設(shè)備實(shí)用重量:50Kg;吸濕率1;導(dǎo)熱系數(shù):0.021 千卡/米.小時(shí).攝氏度。按照實(shí)用制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)P586頁(yè),管道保溫層的厚度應(yīng)該按照下式計(jì)算: 式中:DL-絕熱層外徑,m; D0-絕熱層內(nèi)徑,m;一一 保溫層厚度,m;a一一空氣對(duì)流層外表面的對(duì)流換熱系數(shù)(取8.14W/m2.K); Tf一一介質(zhì)的工作溫度,0C; Ta一一周圍環(huán)境溫度,0C; Ts一一保溫層外表面溫度,0C(取不低于當(dāng)?shù)卮髿鈼l件的溫度,TsTl+1.5 0C.對(duì)于廣州市,Ta31.50C;Tl26.50C; Ts280C名稱Tf 0CTs 0CTa 0C管徑mm厚度mm吸氣管-82831.50.053763.52557x3.520熱氨管1101.000.56244182.0100沖霜水管02831.50.0413DN5020低壓管-82831.50.05332x2.225-8-1.500.223618x2.050兩相流管-8-1.531.50.223657x3.570-82831.50.05357x3.525-82831.50.0531334.030新風(fēng)管02831.50.041340032025低壓桶-82830.50.0415800257. 氨泵回路的選擇7.1 氨泵的選擇 按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范6.3.18條的規(guī)定,氨泵的體積流量應(yīng)該按照下式計(jì)算:式中:qv一一氨泵的體積流量,m3/h; nx一一循環(huán)倍率,下進(jìn)上出的系統(tǒng),采用56; qz一一氨泵所供同一蒸發(fā)溫度下的氨液; Vz一一蒸發(fā)溫度下的氨飽和液體的體積。 氨泵的排出壓力必須克服氨泵出口到蒸發(fā)器進(jìn)液口的沿程阻力損失,氨泵中心到最高點(diǎn)蒸發(fā)器進(jìn)液口上升管段的靜壓阻力損失,加速度阻力損失,蒸發(fā)器節(jié)流閥前應(yīng)該有足夠的壓力,以克服蒸發(fā)器以及回氣管的沿程,局部上升管段靜壓,加速度損失,而且有遇到的余量,使多余的液體順利流回低壓循環(huán)貯液桶。氨泵進(jìn)液處應(yīng)該有不小于0.5米液柱的裕度。式中: r0一一蒸發(fā)溫度下工質(zhì)的比潛熱。庫(kù)房編號(hào)sqznx最大供液量質(zhì)量流量體積流量101349465670.377102349465670.3772015615769450.6130156.6615769450.61合計(jì)2 氨泵選型:選擇齒輪氨泵,AB3型,具體尺寸見(jiàn)“方案設(shè)計(jì)”。7.2 低壓循環(huán)貯液桶的選擇7.2.1 筒體直徑按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范6.3.15條的規(guī)定,筒體直徑應(yīng)該按照下式計(jì)算:式中:v一一壓縮機(jī)的理論排氣量,m3/h; 一一壓縮機(jī)的容積效率; d一一氣流速度,0.5 m/s; d一一面積系數(shù),取1.0; nd一一氣體進(jìn)口個(gè)數(shù)。代入數(shù)據(jù),得到Dd=0.47 m。7.2.2 筒體容積 冷風(fēng)機(jī)采用下進(jìn)上出的方式,按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范6.3.15條的規(guī)定,筒體直徑應(yīng)該按照下式計(jì)算: 式中:Vq一一冷間冷卻設(shè)備的貯氨量最大一間的蒸發(fā)器的總體積; Vh一一回氣管體積; Vb一一一臺(tái)氨泵的體積流量;Tb一一0.150.25小時(shí)氨泵啟動(dòng)到液體流回低壓桶的時(shí)間。代入數(shù)據(jù),選擇DXZ!1.5型的低壓循環(huán)桶,其尺寸見(jiàn)“方案設(shè)計(jì)”。7.3 氨泵壓頭的校核計(jì)算 按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范6.3.158條的規(guī)定,畫出計(jì)算用的軸側(cè)圖:7.3.1 氨泵中心到最高蒸發(fā)器入口的液柱高度P1P1rh kg/m2式中:P1一一氨泵中心到最高蒸發(fā)器入口的液柱高度產(chǎn)生的壓力; r一一低壓液氨的容重; h一一氨泵中心到最高蒸發(fā)器入口的液柱高度。代入數(shù)據(jù),P1.54x103x1218480 kg/m27.3.2 氨泵到蒸發(fā)器入口供液管的全部阻力損失P2管段管徑長(zhǎng)度流量流速L當(dāng)量長(zhǎng)度PmP32x2.2521.58001600014.82118562785625x2.5200.61.045021150271215033300合計(jì)61156氨泵壓頭:P1.1x(P1+P2+P余)1.2x(6.2+1)8.6米查產(chǎn)品樣本,當(dāng)流量為2立方米/小時(shí)時(shí),其揚(yáng)程為14米,可以滿足要求。8. 冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8.1 冷卻水的循環(huán)量a. 冷凝器用冷卻水Gs10.86k/t m3/h式中:k一一冷凝器的負(fù)荷;t一一冷凝器進(jìn)出水溫度差;代入數(shù)據(jù),Gs10.86x165/271 t/hb. 活塞式壓縮機(jī)汽缸套的用水 按照制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)P207頁(yè)計(jì)算公式,式中:Ny一一機(jī)械的軸功率; 一一由冷卻水帶走的熱流占軸功率的比例,取0.130.18; t一一汽缸套的進(jìn)出水溫度差,取510攝氏度。c. 沖霜水,冷風(fēng)機(jī)最大每臺(tái)每小時(shí)15噸。一個(gè)個(gè)的沖霜,不必要選的太大。根據(jù)制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)P984頁(yè),沖霜水溫度不應(yīng)該高于32oC。按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范8.1.8條,其水溫不應(yīng)該低于10oC。按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范8.1.15條,沖霜左右水頭不大于5mmh20。按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范8.1.14條,沖霜水應(yīng)該回收使用,排到?jīng)_霜水池,再由泵來(lái)完成向冷凝器水箱的送水。沖霜時(shí)間應(yīng)該延續(xù)1015分鐘。d??偫鋮s水量:Gs71+0.6+1587 t/he.冷卻水質(zhì)按照冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范8.1.2條,按照壓縮機(jī)的汽缸套的水質(zhì)要求,冷卻水應(yīng)該采用淡水,炭酸鹽硬度應(yīng)該在57Mg/l,PH值在6.5到8.5之間?;鞚岫龋?0Mg/l。注:洪水期,其混濁度可以適當(dāng)放寬;當(dāng)?shù)貨](méi)有淡水時(shí)候,立式冷凝器可以采用海水為冷卻水,但是應(yīng)該有相應(yīng)的防腐蝕,防堵塞的措施。8.2 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的選擇8.2.1 根據(jù)總的冷卻水量來(lái)選擇冷卻塔的臺(tái)數(shù)??偭髁繛?7 t/h,選擇50 t/h的冷卻塔2臺(tái)。8.2.2 根據(jù)每臺(tái)冷卻塔的水量來(lái)選擇冷卻塔,使得其名義水量于所需水量盡量接近。選擇2臺(tái)HTL50型的冷卻塔。具體性能,規(guī)格見(jiàn)“方案設(shè)計(jì)”。8.2.3 校核在設(shè)計(jì)工況下,冷卻塔是否滿足要求。由于廣州市的室外計(jì)算濕球溫度比冷卻塔標(biāo)準(zhǔn)工況下的溫度低,故一定可以達(dá)到要求。 8.3 冷卻水泵,沖霜水泵,沖霜回水泵的選擇 對(duì)于各泵,揚(yáng)程沿程阻力+局部阻力+位置水頭+設(shè)備進(jìn)口水壓+余量按照空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)P752到P754頁(yè),冷卻水,沖霜水中,最高水流速度為2m/s,Pd1996 Pa ,R1421 Pa /m。 水管中,最小管徑為DN50。8.3.1對(duì)于冷卻水泵:沿程阻力:20x142128 kP局部阻力:(4+9x8+6.5x2+1)x1996121 kP位置水頭:15x10150 kP主要局部阻力數(shù)表配件名稱阻力系數(shù)45度彎頭0.590度彎頭1.0截止閥7閘閥0.5止回閥7.0冷卻水泵需要的揚(yáng)程:(28+121+150+98)x1.05398 kP400 kP所選的65200(I)型的冷卻水泵滿足要求。8.3.2 沖霜水泵沿程阻力 : 16x142122 kP局部阻力 : (3+7x6+0.5+7)x1996105 kP余壓: 50 kP揚(yáng)程: (105+22.7+150+50)x1.1317 kP 320 kP所選擇的沖霜水泵50160(I)型的可以滿足要求。8.2.3 沖霜回水泵 該管路系統(tǒng)較簡(jiǎn)單,閥門等附屬設(shè)備少,靜壓高差也小,固直接選擇SBX5032105K型。流量:17 m3/h;揚(yáng)程:15.5 m;轉(zhuǎn)速:2900 r.p.m。軸功率:1.1 KW。電機(jī)功率1.5 KW;泵組重量:140 公斤。8.4 冷卻水池,沖霜回水池的計(jì)算 根據(jù)制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)P765頁(yè)的公式進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于冷卻水池,取6分鐘流量,對(duì)于沖霜回水池,取15分鐘流量,則自建水池如下:冷卻水池: 100x0.110 噸 自建:2x2.5x3 m沖霜回水池:15x0.254 噸 自建:2x1.5x2 m關(guān)于空氣分離器用的小水池,根據(jù)空氣分離器的型號(hào)設(shè)計(jì),具體見(jiàn)“大樣圖”。
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