冷庫制冷工藝設(shè)計【包含CAD圖紙】

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6. 設(shè)備，制冷劑管道的布置，選擇與保溫計算。 6.1 設(shè)備的布置 按照《冷庫設(shè)計規(guī)范》6.3.22條的規(guī)定，氨壓縮機房與設(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。同時考慮到盡可能的緊湊，充分利用機房的空間，以節(jié)省建筑面積。 2） 機器間的主要操作通道的寬度為1.5~2.5米，壓縮機到其他突出部位之間的距離不小于1.5米。二臺壓縮機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)該方放在機器間或者設(shè)備間內(nèi)。 各種設(shè)備的布置間方案設(shè)計中的“機房布置平面圖”。 注： 1）.在氨泵循環(huán)系統(tǒng)中，氨泵一臺純粹為備用，因此接低壓循環(huán)桶時，采用一桶一泵制。 2）.高溫庫不設(shè)置高壓液體調(diào)節(jié)站。 3）.按照《冷庫設(shè)計規(guī)范》6..5.4條的規(guī)定，沖霜熱氨從油分離器接出來，避免過多的油帶到冷風(fēng)機里，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《冷庫設(shè)計規(guī)范》P50頁6.3.5－2或者《冷藏庫設(shè)計》P372頁表11－4－1管子規(guī)格。制冷劑管道一律采用無縫鋼管。 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 實際面積 實際流速 總管 54.6 12～25 0.00101 Φ38Χ2.5 0.00085 17.8 支管 27.3 12～25 0.000505 Φ32Χ2.5 0.00057 13.3 熱氨管 9.1 12～25 0.00017 Φ18Χ2.0 0.00015 16.8 注：熱氨加壓沖霜管根據(jù)《冷藏庫設(shè)計》P368頁，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壓縮機的排氣量的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 實際面積 實際流速 總管 186.4 10~16 0.00431 Φ76Χ3.5 0.0038 13.6 支管 93.2 10~16 0.00216 Φ57x3.5 0.002 12.9 3). 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 實際面積 實際流速 總管 0.78 不大于0.6 0.00054 Φ32Χ2.5 0.00057 0.28 支管 0.39 不大于0.6 0.00027 Φ25x2.0 0.00034 0.32 4). 貯液器到節(jié)流閥的高壓液體管 推薦流速：1.0~1.5 米/秒 取V=1.2米/秒，則： 選擇Φ18Χ2的管子，其凈面積為0.00015m2,其實際流速為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 實際面積 實際流速 低壓桶到氨泵 2 0.4～0.5 0.00122 Φ45Χ2.5 0.00176 0.435 氨泵到調(diào)壓站 2 0.4～0.5 0.00061 Φ32x2.2 0.00059 0.93 調(diào)壓站到冷風(fēng)機101 0.37 0.8～1.0 0.000188 Φ18x2.0 0.00034 0.75 調(diào)壓站到冷風(fēng)機201 0.61 0.8～1.0 0.0001166 Φ25x2.0 0.00015 1.0 6）.氣液2相流管 a.冷風(fēng)機到回氣調(diào)壓站 根據(jù)《冷藏庫設(shè)計》P357頁圖11－1－17選擇管子。 對于GMAX＝57KW，選取Φ57Χ3.5的管子。為了施工，購材方便，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Φ133Χ4.0的管子。 7）其它管子按照推薦直徑來選擇。 8）沖霜給水管 根據(jù)《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊》P871頁圖的推薦流速來選擇管子。 該次設(shè)計中有冷風(fēng)機6臺，選擇按照2～3臺同時沖霜時來選擇。最大的每臺冷風(fēng)機沖霜水量是15噸/小時。所需沖霜水量為10X3＝30噸/小時。 名稱 流量 推薦流速 面積確定 管子型號 實際流速 水泵吸入管 30 1.0～1.2 0.0982 DN100 1.1 水泵壓出管 30 1.5～2 0.079 DN80 1.7 根據(jù)《冷藏庫設(shè)計》P370頁,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，防止空氣進入管內(nèi)，凍結(jié)堵塞管道。 b. 當(dāng)排水管道通過冷藏間時，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《冷庫設(shè)計規(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，將會產(chǎn)生凝結(jié)水滴和形成冷橋的部位，均應(yīng)該進行保溫?，F(xiàn)選擇保溫材料和計算保溫層的厚度。 根據(jù)《冷藏庫設(shè)計》P380頁,凡是在蒸發(fā)壓力下工作的設(shè)備于與管線，均應(yīng)該進行保溫。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)過選擇，選擇超細玻璃棉為保溫材料。其特性如下： 纖維直徑：≦5微米；產(chǎn)品重量：≤20Kg/m3;管道設(shè)備實用重量：50Kg;吸濕率≤1％； 導(dǎo)熱系數(shù)：0.021 千卡/米.小時.攝氏度。 按照《實用制冷工程設(shè)計手冊》P586頁，管道保溫層的厚度應(yīng)該按照下式計算： 式中：DL-----絕熱層外徑，m； D0----絕熱層內(nèi)徑，m； δ一一 保溫層厚度，m； a一一空氣對流層外表面的對流換熱系數(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，Ts＝Tl+1.5 0C. 對于廣州市，Ta＝31.50C；Tl＝26.50C； Ts＝280C 名稱 Tf 0C Ts 0C Ta 0C 管徑mm 厚度mm 吸氣管 -8 28 31.5 0.053 Φ76Χ3.5 25 Φ57x3.5 20 熱氨管 110 1.0 0 0.56244 Φ18Χ2.0 100 沖霜水管 0 28 31.5 0.0413 DN50 20 低壓管 -8 28 31.5 0.053 Φ32x2.2 25 -8 -1.5 0 0.2236 Φ18x2.0 50 兩相流管 -8 -1.5 31.5 0.2236 Φ57x3.5 70 -8 28 31.5 0.053 Φ57x3.5 25 -8 28 31.5 0.053 Φ133Χ4.0 30 新風(fēng)管 0 28 31.5 0.0413 400Χ320 25 低壓桶 -8 28 30.5 0.0415 Φ800 25 7. 氨泵回路的選擇 7.1 氨泵的選擇 按照《冷庫設(shè)計規(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，下進上出的系統(tǒng)，采用5~6; 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)器進液口的沿程阻力損失，氨泵中心到最高點蒸發(fā)器進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。 庫房編號 Φs qz nx 最大供液量 質(zhì)量流量 體積流量 101 34 94 6 567 0.377 102 34 94 6 567 0.377 201 56 157 6 945 0.61 301 56.66 157 6 945 0.61 合計 2 氨泵選型：選擇齒輪氨泵，AB－3型，具體尺寸見“方案設(shè)計”。 7.2 低壓循環(huán)貯液桶的選擇 7.2.1 筒體直徑 按照《冷庫設(shè)計規(guī)范》6.3.15條的規(guī)定，筒體直徑應(yīng)該按照下式計算： 式中：v一一壓縮機的理論排氣量，m3/h； λ一一壓縮機的容積效率； ωd一一氣流速度，≤0.5 m/s； ξd一一面積系數(shù)，取1.0； nd一一氣體進口個數(shù)。 代入數(shù)據(jù)，得到Dd=0.47 m。 7.2.2 筒體容積 冷風(fēng)機采用下進上出的方式，按照《冷庫設(shè)計規(guī)范》6.3.15條的規(guī)定，筒體直徑應(yīng)該按照下式計算： 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一一一臺氨泵的體積流量； Tb一一0.15～0.25小時氨泵啟動到液體流回低壓桶的時間。 代入數(shù)據(jù)， 選擇DXZ!－1.5型的低壓循環(huán)桶，其尺寸見“方案設(shè)計”。 7.3 氨泵壓頭的校核計算 按照《冷庫設(shè)計規(guī)范》6.3.158條的規(guī)定，畫出計算用的軸側(cè)圖： 7.3.1 氨泵中心到最高蒸發(fā)器入口的液柱高度⊿P1 ⊿P1＝rh 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)，⊿P＝1.54x103x12＝18480 kg/m2 7.3.2 氨泵到蒸發(fā)器入口供液管的全部阻力損失⊿P2 管段 管徑 長度 流量 流速 λ λL 當(dāng)量長度 ⊿Pm ⊿P ① Φ32x2.2 5 2 1.5 800 16000 14.82 11856 27856 ② Φ25x2.5 20 0.6 1.0 450 21150 27 12150 33300 合計 61156 氨泵壓頭：P＝1.1x（⊿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/小時時，其揚程為14米，可以滿足要求。 8. 冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計 8.1 冷卻水的循環(huán)量 a. 冷凝器用冷卻水 Gs1＝0.86Φk/⊿t m3/h 式中：Φk一一冷凝器的負荷； ⊿t一一冷凝器進出水溫度差； 代入數(shù)據(jù)，Gs1＝0.86x165/2＝71 t/h b. 活塞式壓縮機汽缸套的用水 按照《制冷工程設(shè)計手冊》P207頁計算公式， 式中：Ny一一機械的軸功率； ξ一一由冷卻水帶走的熱流占軸功率的比例，取0.13～0.18； ⊿t一一汽缸套的進出水溫度差，取5～10攝氏度。 c. 沖霜水，冷風(fēng)機最大每臺每小時15噸。一個個的沖霜，不必要選的太大。 根據(jù)《制冷工程設(shè)計手冊》P984頁，沖霜水溫度不應(yīng)該高于32oC。按照《冷庫設(shè)計規(guī)范》8.1.8條，其水溫不應(yīng)該低于10oC。按照《冷庫設(shè)計規(guī)范》8.1.15條，沖霜左右水頭不大于5mmh20。按照《冷庫設(shè)計規(guī)范》8.1.14條，沖霜水應(yīng)該回收使用，排到?jīng)_霜水池，再由泵來完成向冷凝器水箱的送水。沖霜時間應(yīng)該延續(xù)10～15分鐘。 d?？偫鋮s水量： Gs＝71+0.6+15＝87 t/h e.冷卻水質(zhì)按照《冷庫設(shè)計規(guī)范》8.1.2條，按照壓縮機的汽缸套的水質(zhì)要求，冷卻水應(yīng)該采用淡水，炭酸鹽硬度應(yīng)該在5～7Mg/l，PH值在6.5到8.5之間?；鞚岫龋?0Mg/l。 注：①洪水期，其混濁度可以適當(dāng)放寬； ②當(dāng)?shù)貨]有淡水時候，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 機械通風(fēng)冷卻塔的選擇 8.2.1 根據(jù)總的冷卻水量來選擇冷卻塔的臺數(shù)。 總流量為87 t/h，選擇50 t/h的冷卻塔2臺。 8.2.2 根據(jù)每臺冷卻塔的水量來選擇冷卻塔，使得其名義水量于所需水量盡量接近。 選擇2臺HTL－50型的冷卻塔。具體性能，規(guī)格見“方案設(shè)計”。 8.2.3 校核在設(shè)計工況下，冷卻塔是否滿足要求。 由于廣州市的室外計算濕球溫度比冷卻塔標準工況下的溫度低，故一定可以達到要求。 8.3 冷卻水泵，沖霜水泵，沖霜回水泵的選擇 對于各泵，揚程＝沿程阻力+局部阻力+位置水頭+設(shè)備進口水壓+余量 按照《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊》P752到P754頁，冷卻水，沖霜水中，最高水流速度為2m/s，Pd＝1996 Pa ，R＝1421 Pa /m。 水管中，最小管徑為DN50。 8.3.1對于冷卻水泵： 沿程阻力：20x1421＝28 kP 局部阻力：（4+9x8+6.5x2+1）x1996＝121 kP 位置水頭：15x10＝150 kP 主要局部阻力數(shù)表 配件名稱 阻力系數(shù) 45度彎頭 0.5 90度彎頭 1.0 截止閥 7 閘閥 0.5 止回閥 7.0 冷卻水泵需要的揚程：（28+121+150+98）x1.05＝398 kP≤400 kP 所選的65－200（I）型的冷卻水泵滿足要求。 8.3.2 沖霜水泵 沿程阻力 ： 16x1421＝22 kP 局部阻力 ： （3+7x6+0.5+7）x1996＝105 kP 余壓： 50 kP 揚程： （105+22.7+150+50）x1.1＝317 kP ≤320 kP 所選擇的沖霜水泵50－160（I）型的可以滿足要求。 8.2.3 沖霜回水泵 該管路系統(tǒng)較簡單，閥門等附屬設(shè)備少，靜壓高差也小，固直接選擇SB－X50－32－105K型。流量：17 m3/h；揚程：15.5 m；轉(zhuǎn)速：2900 r.p.m。軸功率：1.1 KW。電機功率1.5 KW；泵組重量：140 公斤。 8.4 冷卻水池，沖霜回水池的計算 根據(jù)《制冷工程設(shè)計手冊》P765頁的公式進行計算。對于冷卻水池，取6分鐘流量，對于沖霜回水池，取15分鐘流量，則自建水池如下： 冷卻水池： 100x0.1＝10 噸 自建：2x2.5x3 m 沖霜回水池：15x0.25＝4 噸 自建：2x1.5x2 m 關(guān)于空氣分離器用的小水池，根據(jù)空氣分離器的型號設(shè)計，具體見“大樣圖”。