Энерго-, ресурсосбережение при эксплуатации холодильных установок

метки: Компрессор, Холодильный, Установка, Энергосбережение, Расход, Таблица, Конденсатор, Число

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

г.

1.

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. =22°С.

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 t₀ =-40°С

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 t₀ =-10°С

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)	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.

.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°С. 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

l

q v ,ккал/м

Q 0 , ккал/ч

Ne 1

Ne 2 , кВт

Q k , ккал/ч

t₀ =-40°С, 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

t₀ =-10°С, 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

.1 Определяем суммарную нагрузку на конденсатор от каждого компрессора.

Q_к =Q₀ +860*Ne, ккал/ч (2.1)

где: Q₀ -холодопроизводительность компрессора, ккал/ч;

Ne-эффективная мощность на валу компрессора, кВт;

t₀ =-40 82353,6+860•18,87=98581,8

t₀ =-10 142222,5+860•39,3=176020,5

2.2 Определяем холодопроизводительность компрессора

где: l-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=82353,6

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

.3 Определяем эффективную мощность для двухступенчатой установки

, кВт (2.3)

где- p_пр — промежуточное давление .

t₀ =-40 Ne=0,044•2,85•150,5=18,87

2.4 Промежуточное давление Рпр.

Рпр = , кг/см² (2.4)

где- p_k -давление конденсации;

p₀ -давление кипения.

Агрегат АД-55-7-5

2.5 Эффективная мощность на валу компрессора одноступенчатой установки.

, кВт (2.5)

Ne=0,045•2,9•301=39,3 кВт

2.6 определяем суммарную нагрузку на конденсатор при температуре конденсации 25°С.

, ккал/ч (2.6)

где- Q_{k 1} , Q_{k 2} ….- нагрузка на конденсатор от соответствующего компрессора, ккал/ч;

h₁ , 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:

SQ_k ^/ =, ккал/ч (2.7)

где: m- число работающих конденсаторов.

По графику определяем фактическую температуру конденсации при SQ_k =498746 ккал/ч и температуре мокрого термометра t_мт =16,6°С , t_k =30,8°C.

Производительность конденсаторов ИК-90 при температуре конденсации 40; 35; 30; °с и температуре влажного термометра 16,6°с 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 , м3 /ч	T 0 , °с	P 0 , кг/ см2	P к кг/ см2	T к °с	p k /p0р ,кг/см2	p пр кг/см2	t пр , °с	P пр /p0 ,кг/см2	T и , °с	l	q v ,ккал/м3	Q 0 , ккал/ч
АД-55 п	451,5	-40	0,72				2,95	-9,5	4,1	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=0,75•4•2=6 кВт

Мощность двигателей вентиляторов ВОГ-230

N=0,75•4=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

=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

.11 Общий расход электроэнергии испарительных конденсаторов составляет

SQ_ик =S(N^общ _i ·t^общ _i ) (2.9)

где: N^общ _i -установленная или потребляемая мощность электродвигателей ,кВт.

t^общ _i — число часов работы оборудования, ч.

SQ_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;

SQ- 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 ,°С	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 ,°С	Q 0 ,ккал/ч	Ne,кВт
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

.13 Находим технические нормы расхода электроэнергии по отдельным системам охлаждения.

,кВт•ч/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.

, кВт•ч/тыс.ккал, (2.12)

где:-сумма часов работы обслуживающих данную систему охлаждения

Действительное потребление электроэнергии:

G_эл.эн. =Q₀ ·t·H_т

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 G^т _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

.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

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

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.

.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 четырех- и 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 компресор электроэнергия

Ч¹ _об = 0,735 × 0,66 = 0,485 = 1 чел.