Энерго-, ресурсосбережение при эксплуатации холодильных установок

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ 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/ C⁰ .За отчётный период по данным журнала компрессорного цеха получены следующие данные, характеризующие работу холодильной установки.

За отчётный период (месяц) на систему Т₀=-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 Т₀=-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 265 050 кВт. Час.

Все исходные данные сводим в таблицу 1

Таблица 1

РЕЖИМ РАБОТЫ t₀=-40

РЕЖИМ РАБОТЫ t₀=-10

Энергопотребляющее оборудование, обслуживающее все режимы работы

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 t_k=29. Расчёт сведён в табл. 2.1

Таблица2.1

t₀=-40, p₀=0,72 кг/см²

t₀=-10, p₀=2,9 кг/см²

2.1 Определяем суммарную нагрузку на конденсатор от каждого компрессора.

_к=₀+860*Ne, ккал/ч (2.1)

где: Q₀-холодопроизводительность компрессора, ккал/ч;

Ne-эффективная мощность на валу компрессора, кВт;

t₀=-40 82 353,6+86 018,87=98 581,8

t₀=-10 142 222,5+86 039,3=176 020,5

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 t₀=-40°C Qо= 0,76 720 150,5=82 353,6

для t₀=-10°C Qо = 0,75 630 301=142222,5

2.3 Определяем эффективную мощность для двухступенчатой установки

кВт (2.3)

гдеp_пр— промежуточное давление .

t₀=-40 Ne=0,0442,85 150,5=18,87

2.4 Промежуточное давление Рпр.

Рпр =, кг/см² (2.4)

гдеp_k-давление конденсации;

p₀-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)

гдеQ_k1, Q_k2…- нагрузка на конденсатор от соответствующего компрессора, ккал/ч;

h₁, h₂ … — число часов работы каждого компрессора за отчётный период, ч;

zчисло 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: mчисло работающих конденсаторов.

По графику определяем фактическую температуру конденсации при Q_k=498 746 ккал/ч и температуре мокрого термометра t_мт=16,6С, t_k=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.

Суммарная производительность всех конденсаторов, то есть 3 шт. Результаты заносим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3.

Все результаты расчёта сведены в таблицу 2.5.

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=(N^общ_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=24 821,7 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

Расчет для двух ступенчатых компрессоров в таблицу 2.4.1

Таблица 2.4.1

На основании вышеизложенного производим группировку (в таблице 2.5) оборудования, обслуживающего отдельные системы охлаждения.

Таблица 2.5

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· ·H_т

G^—40 _эл.эн.=80,93· 1500·0,716=86 918 кВт/час

G^-10 _эл.эн=138,4· 1200·0,507=84 202 кВт/час

G^д _эл.эн=86 918+84202=171 120 кВт/час Сравним действительное потребление электроэнергии G^д _эл.эн=265 050 кВт/час, с данным нам теоретическим G^т _эл.эн= 171 120 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* 436 160/1000 = 2268.032

П = 2268.032*744 = 1 687 415

4. Нормативы численности рабочих холодильной установки

1. Определяем численность машинистов при трехсменной и двухсменной работе холодильной установки, в состав которой входят 2 компрессора П110 и 3 компрессорных агрегата П220.

Холодильные машины укомплектованы всеми приборами автоматики, установлены в виде отдельных агрегатов и не эксплуатируются в автоматическом режиме управления.

а) Компрессоры П110 и П220. относятся ко второй группе с нормативами численности на один компрессор 1,2 (по таблице) и K_б = 0,8 при трёх компрессорах:

Ч_гр1= 5 1,2 0,8 = 4,8 чел.

б) Общая численность машинистов при трехсменной работе установки составляет:

Ч_об = 4,8 = 5 чел.

в) Общая численность машинистов при двухсменной работе установки составляет:

Ч¹_об = 4,8 0,66 = 3,168= 4 чел.

2.Определяем численность слесарей-ремонтников при трехсменной и двухсменной работе.

а) Компрессоры П110 и П220 относятся ко второй группе аммиачных холодильных компрессоров, в состав которой входят компрессоры в четырехи восьмицилиндровом исполнении. Компрессоры П110 имеют четыре цилиндра, П220 — 8 цилиндров, норматив численности на один компрессор 0,147 чел. (по таблице):

Ч_гр1 =5 0,147= 0,735 чел.

б) Общая численность слесарей-ремонтников при трехсменной работе установки составляет:

Ч_об = 0,735 = 1 чел.

в) Общая численность слесарей-ремонтников при двухсменной работе составляет:

холодильная установка расчет

Ч¹_об = 0,735 0,66 = 0,485 = 1 чел.