ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ХОЛОДА
Кафедра: «Холодильных машин и установок»
Контрольная работа
по теме
Энерго-, ресурсосбережение при эксплуатации
холодильных установок
студента гр.151б
Катричука Руслана
Одесса
2003 г.
1. Исходные данные
Аммиачная холодильная установка, расположенная в г. Херсоне, работает на 2 температуры кипения -10/ -40/ C 0 .За отчётный период по данным журнала компрессорного цеха получены следующие данные, характеризующие работу холодильной установки.
За отчётный период (месяц) на систему Т 0 =-10 работали 2 агрегата А-110-7-1 с суммарным числом часов работы 1200, 2 циркуляционных насоса ЦНГ-70 (один резервный) с суммарным числом часов работы 600, 8 воздухоохладителей ВОГ-230 с суммарным числом часов работы 4000, 2 воздухоохладителя ВОП-150 с суммарным числом часов работы 600 и один воздухоохладитель ВОП-100 с суммарным числом часов работы 400 .
На системах с температурой кипения Т 0 =-40 работали 3 компрессорных двухступенчатых агрегата АД-55-7-5 с общим числом часов работы 1500, два циркуляционных насоса ЦНГ-68 (один резервный) с общим числом работы 820, 7 воздухоохладителей ВОГ-250 с числом работы 5500 час.
В холодильной системе было установлено 3 испарительных конденсаторов ИК-90 с суммарным числом часов работы 2160, одна градирня ГПВ-20 с числом работы 680, 3 насоса оборотного водоснабжения 1,5К-8/19 с суммарным числом работы 800. Средняя температура наружного воздуха Т о.с. =22С.
По данным электросчётчика, учитывающего работу оборудования холодильной установки, потребление электроэнергии составило 265050 кВт. Час.
Все исходные данные сводим в таблицу 1
Таблица 1
|
Характеристика оборудования |
Энергопотребляющее оборудование (по режиму работы) |
||||
|
компрессоры и компрессорные агрегаты |
насосы |
воздухоохладители |
|||
|
аммиачные |
водяные |
||||
РЕЖИМ РАБОТЫ t 0 =-40
|
Марка |
АД-55-7-5 |
ЦНГ-68 |
ВОГ-250 |
||
|
Суммарное число часов работы,ч |
1500 |
820 |
5500 |
||
|
Число оборотов эл.двиг., об/мин. |
1470 |
1000 |
|||
|
Количество |
3 |
2 |
7 |
||
|
Характеристика оборудования |
Энергопотребляющее оборудование (по режиму работы) |
||||
|
компресоры и компресорные агрегаты |
насосы |
воздухоохладители |
|||
|
аммиачные |
водяные |
||||
РЕЖИМ РАБОТЫ t 0 =-10
|
Марка |
А-110 |
ЦНГ-70 |
ВОГ-230 |
ВОП-100 |
ВОП — 150 |
|
|
Суммарное число часов работы,ч |
1200 |
600 |
4000 |
400 |
600 |
|
|
Число оборотов эл.двиг., об/мин. |
1470 |
1000 |
1500 |
1200 |
||
|
Количество |
2 |
2(1 резерв) |
8 |
1 |
2 |
|
Энергопотребляющее оборудование, обслуживающее все режимы работы
|
Марка |
Конденсатор испарительный ИК-90 |
Градирня ГПВ-20 |
Насос оборотного водоснабжения 1,5К-8\19 |
|
|
Суммарное число часов работы,ч |
2160 |
680 |
800 |
|
|
Количество, шт. |
3 |
1 |
3 |
|
Среднемесячная температура воздуха Tв=22°С , Твт=16.6°С.
2.Определение технологической нормы расхода электроэнергии
В данном случае холодильную установку обслуживают испарительные конденсаторы. Расчёт ведётся графоаналитическим методом. Согласно методике определяем нагрузку на конденсатор Q k со стороны холодильных компрессоров для температур конденсации tk =29. Расчёт сведён в табл. 2.1
Таблица2.1
|
Марка компресора |
V h ,м3 /ч |
t k ,с |
p k , кг/ см2 |
p k /p0 |
p пр кг/ см2 |
t пр , с |
p k /pпр , кг/см2 |
t и ,с |
q v ,ккал/м |
Q 0 , ккал/ч |
Ne 1 |
Ne 2 , кВт |
Q k , ккал/ч |
||
t 0 =-40, p0 =0,72 кг/см2
|
АД-55 |
150,5 |
29 |
11,3 |
2,85 |
-10,5 |
3,96 |
24 |
0,76 |
720 |
82353,6 |
0,044 |
18,87 |
98581,8 |
||
t 0 =-10, p0 =2,9 кг/см2
|
А-110 |
301 |
29 |
11,3 |
3,89 |
24 |
0,75 |
630 |
142222,5 |
0,045 |
39,3 |
176020,5 |
||||
2.1 Определяем суммарную нагрузку на конденсатор от каждого компрессора.
к =0 +860*Ne, ккал/ч (2.1)
где: Q 0 -холодопроизводительность компрессора, ккал/ч;
- Ne-эффективная мощность на валу компрессора, кВт;
t 0 =-40 82353,6+86018,87=98581,8
t 0 =-10 142222,5+86039,3=176020,5
2.2 Определяем холодопроизводительность компрессора
0 =v (2.2)
где:
- коэффициент подачи компрессора, который определяют в зависимости от рабочего отношения давлений;
q v -объёмная холодопроизводительность аммиака, ккал/м3 ;
V h -описанный объём компрессора или цилиндров высокого давления м3 /ч ;
для t 0 =-40°C Qо= 0,76720150,5=82353,6
для t 0 =-10°C Qо = 0,75630301=142222,5
2.3 Определяем эффективную мощность для двухступенчатой установки
, кВт (2.3)
где- p пр — промежуточное давление .
t 0 =-40 Ne=0,0442,85150,5=18,87
2.4 Промежуточное давление Рпр.
Рпр = , кг/см 2 (2.4)
где- p k -давление конденсации;
p 0 -давление кипения.
Агрегат АД-55-7-5
2.5 Эффективная мощность на валу компрессора одноступенчатой установки.
, кВт (2.5)
Ne=0,0452,9301=39,3 кВт
2.6 определяем суммарную нагрузку на конденсатор при температуре конденсации 25С.
, ккал/ч (2.6)
где- Q k 1 , Qk 2 ….- нагрузка на конденсатор от соответствующего компрессора, ккал/ч;
h 1 , h2 …. — число часов работы каждого компрессора за отчётный период, ч;
- z -число календарных рабочих часов в отчётном периоде (для месяца 720 или 744).
, ккал/ч.
2.7 Если система обслуживается однотипными конденсаторами и в рассматриваемый период времени они работали постоянно, для определения нормативной температуры конденсации нужно определить нагрузку на один конденсатор от работающих компрессоров, которая равна:
Q k / =, ккал/ч (2.7)
где: m- число работающих конденсаторов.
По графику определяем фактическую температуру конденсации при Q k =498746 ккал/ч и температуре мокрого термометра tмт =16,6С , tk =30,8C.
Производительность конденсаторов ИК-90 при температуре конденсации 40; 35; 30; с и температуре влажного термометра 16,6с определяем по характеристике. Результаты заносим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2.
|
T k ,C |
40 |
35 |
30 |
|
|
Q k ,тыс.ккал/ч. |
287,5 |
200 |
137,5 |
|
Суммарная производительность всех конденсаторов, то есть 3 шт. Результаты заносим в таблицу 2.3.
Таблица 2.3.
|
T k ,C |
40 |
35 |
30 |
|
|
Q k ,тыс.ккал/ч. |
862,5 |
600 |
412,5 |
|
Все результаты расчёта сведены в таблицу 2.5.
|
Марка компресора |
V h , м 3 /ч |
T 0 , с |
P 0 , кг/ см2 |
P к кг/ см 2 |
T к с |
p k /p0р ,кг/см2 |
p пр кг/см2 |
t пр , с |
P пр /p0 ,кг/см2 |
T и , с |
q v ,ккал/м3 |
Q 0 , ккал/ч |
||
|
АД-55 п |
451,5 |
-40 |
0,72 |
2,95 |
-9,5 |
4,1 |
30,8 |
0,75 |
150 |
50793,75 |
||||
|
А-110 |
301 |
-10 |
2,9 |
12,1 |
30,8 |
4,17 |
30,8 |
0,73 |
630 |
138429,9 |
||||
2.8 Находим мощность, потребляемую электродвигателями вспомогательного оборудования. Мощность двигателей циркуляционных насосов ЦНГ-68, из справочника видно что, при Н=40 составит 9,6 кВт., а насоса марки ЦНГ-70 ,при Н=20 составит 2,4кВт.
2.9 Мощность потребляемая двигателями вентиляторных градирен, водяных насосов и воздухоохладителей.
N=(0,75…0,8)*N уст , кВт (2.8)
где N уст -по приложению 12,13,14 для вентиляторных градирен, водяных насосов и воздухоохладителей.
Мощность двигателей вентиляторов ВОГ-250
N=0,754*2=6 кВт
Мощность двигателей вентиляторов ВОГ-230
N=0,754=3 кВт
Мощность двигателей вентиляторов ВОП-150
N=0.75*1.1*2=1.65 кBт
Мощность двигателей вентиляторов ВОП-100
N=0.75*1.1*2=1.65 кBт
Мощность двигателя водяного насоса
N=0,75*3=2,25 кВт
Мощность потребляемая ТЭНами(приложение 14)
ВОГ-250 N=25кВт
ВОГ-230 N=25кВт
ВОП-150 N=12кВт
ВОП-100 N=12кВт
2.10 Находим расход электроэнергии электродвигателей испарительных конденсаторов ИК-90 за отчётный период
Мощность двигателей вентиляторов конденсаторов(приложение12)
, кВт
Мощность двигателя водяного насоса
, кВт
Мощность двигателей вентилятора градирни
,кВт
2.11 Общий расход электроэнергии испарительных конденсаторов составляет
ик =(Nобщ i ·общ i ) (2.9)
где: N общ i -установленная или потребляемая мощность электродвигателей ,кВт.
общ i — число часов работы оборудования, ч.
ик =(6,75+3,75)•2160+2,25·800+0,5025·680=24821,7 кВт/ч
2.12 Находим расход электроэнергии от электродвигателей испарительных конденсаторов ИК-90, приходящие на разные системы охлаждения.
,кВт·ч (2.10)
где: Q k t -нагрузка на конденсатор от работающих на данную температуру компрессоров, ккал/ч;
h t — время работы этих компрессоров;
- суммарный расход энергии от оборудования, кВт/ч.
,кВт·ч
,кВт·ч
Расчёт сведён в таблицу 2.4 для одноступенчатых компрессоров
Таблица 2.4
|
марка компресора |
t 0 , |
Q 0 ,ккал/ч |
Ne,кВт |
Q k ,ккал/ч |
|
|
А-110 |
-10 |
138429,9 |
40,15 |
172958,9 |
|
Расчет для двух ступенчатых компрессоров в таблицу 2.4.1
Таблица 2.4.1
|
марка компресора |
t 0 , |
Q 0 ,ккал/ч |
Ne,кВт |
Q k ,ккал/ч |
|
|
АД-55-7-5 в |
-40 |
80931,4 |
19,97 |
98105,6 |
|
На основании вышеизложенного производим группировку (в таблице 2.5) оборудования, обслуживающего отдельные системы охлаждения.
Таблица 2.5
|
Наименование оборудования |
Число часов работы |
N э ,кВт |
Q 0 , тыс.ккал/ч |
||
|
T 0 =-40 |
АД-55 ЦНГ-68 ВОГ-250 ТЭНЫ |
1500 820 5500 180 |
19,97 9,6 6 25 |
80,931 |
|
|
T 0 =-10 |
А-110 ЦНГ-70 ВОГ-230 ВОП-100 ВОП-150 ТЭНЫ ТЭНЫ ТЭНЫ |
1200 600 4000 400 600 160 16 24 |
40,15 2.4 3,0 1,65 1,65 25 12 12 |
138,43 |
|
2.13 Находим технические нормы расхода электроэнергии по отдельным системам охлаждения.
,кВтч/тыс.ккал, (2.11)
где:
- Мощность электродвигателей компрессоров, обслуживающих систему с данной температурой кипения;
- время работы этих компрессоров;
- холодопроизводительность компрессоров, обслуживающих систему температурой кипения.
2.14 Технологическую норму расхода электроэнергии для всей холодильной установки определяют по формуле.
, кВтч/тыс.ккал, (2.12)
где:-сумма часов работы обслуживающих данную систему охлаждения
Действительное потребление электроэнергии:
G эл.эн. =Q0 ··Hт
G —40 эл.эн. =80,93·1500·0,716=86918 кВт/час
G -10 эл.эн =138,4·1200·0,507=84202 кВт/час
G д эл.эн =86918+84202=171120 кВт/час
Сравним действительное потребление электроэнергии G д эл.эн =265050 кВт/час, с данным нам теоретическим Gт эл.эн = 171120 кВт/час, видно что действительное потребление электроэнергии больше, чем теоретическое.
Вывод:
Отклонение фактического расхода электроэнергии от нормативного, свидетельствует о нормальной эксплуатации холодильной установки и приводит к перерасходу электроэнергии при эксплуатации холодильной установки или несоблюдению заданных технологических режимов (повышенным температурах в камерах).
Основными причинами отклонений являются:
- неисправность оборудования;
- замасливание и загрязнение поверхностей теплообменных аппаратов и накопление масла в охлаждающих устройствах и трубопроводах;
- наличие воздуха в холодильной системе;
- наличие снеговой «шубы» на поверхностях охлаждающих устройств;
- недостаточное заполнение охлаждающих устройств холодильным агентом;
- неравномерное распределение хладагента по охлаждающим устройствам.
Снижение расхода электроэнергии на выработку холода может быть осуществлено за счёт:
- достижения режима работы холодильных машин (с исключением влажного хода компрессоров) при расчётных значениях температур кипения и конденсации холодильного агента;
- нормального заполнения холодильной системы хладагентом;
- регулярной очистки от замасливания и загрязнения теплообменных аппаратов, охлаждающих устройств и трубопроводов;
- регулярного осуществления профилактических ремонтов холодильного оборудования;
- регулярного выпуска воздуха из холодильной системы;
- автоматизации работы холодильной установки.
3. Определение норм годовой потребности в воде и аммиаке
3.1 Годовая потребность в аммиаке на пополнение системы определяется по формуле
Gг = (N*Ga)/100,
Где: Gг — годовая потребность в аммиаке, т;
- N — норма годовой потребности в аммиаке, %;
- для системы аммиакоёмкостью 7.2 тонны и температуры кипения в системах охлаждения выше минус 33 С находим по графику «Зависимость нормы потребности в аммиаке от аммиакоемкости системы» N = 5,6%
Ga — аммиакоёмкость системы, т;
Gг = (5,6 * 7,2)/100 = 0,4 т
Для своевременного пополнение системы аммиаком с целью обеспечения её бесперебойной работы необходимо иметь на предприятии эксплуатационный запас аммиака
3.2 Эксплуатационный запас аммиака
Э = Gг / n
Где: n — периодичность поставки аммиака на предприятие; для систем хладоснабжения с аммиакоёмкостью от 5 до 20 тонн периодичность поставки принимается не более 2 раза в год
Принимаем n = 1
Э = Gг =0,4 т
3.3 Для определения общего расхода воды на пополнение системы оборотного водоснабжения за определённый период времени ее работы :
П = V * Z
Где: Z — число часов работы холодильной установки в отчётном периоде, ч
V — нормативный часовой расход воды для отвода всёй теплоты холодильной установки в конденсаторах, м3/ч;
V = H*Qk/1000
Где: H — нормативный расход воды для отвода 1 кВт теплоты, л/кВт*ч
при жёсткости добавляемой свежей воды 3 мг-экв/л , H = 5,2 л/кВт*ч .
Qk — средняя за отчетный период тепловая нагрузка на испарительные конденсаторы, кВт
V = 5,2* 436160/1000 = 2268.032
П = 2268.032*744 = 1687415
