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

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.=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

РЕЖИМ РАБОТЫ t₀=-40°С

РЕЖИМ РАБОТЫ t₀=-10°С

Энергопотребляющее оборудование, обслуживающее все режимы работы

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

t₀=-40°С, p₀=0,72 кг/см²

t₀=-10°С, p₀=2,9 кг/см²

.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_k1 , Q_k2….- 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.

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=0,75•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

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

.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

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.

.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.