Методика расчета холодильной установки на три температуры кипения - курсовая

Описание схемы автоматизации

В современной технике под автоматизацией понимают комплекс технических мероприятий, частично или полностью исключающих участие людей в том или ином технологическом процессе. Говоря об автоматизации холодильных машин и установок, обычно имеют в виду автоматизации их работы в период эксплуатации.

Автоматизацию холодильных машин и установок осуществляют в целях повышения их экономической эффективности и обеспечения безопасности работы людей. Повышение экономической эффективности достигается вследствие уменьшения эксплуатационных расходов и затрат на ремонт оборудования, а безопасность эксплуатации — применением автоматических устройств защищающих установки от работы в опасных режимах.

Различают две степени автоматизации — полную и частичную.

При частичной автоматизации устройства автоматики управляют только некоторыми технологическими операциями. Поэтому требуется непрерывное обслуживание и наблюдение со стороны технического персонала.

При полной автоматизации устройства автоматики полностью управляют основными процессами, что позволяет отказаться от непрерывного обслуживания. Обслуживание может быть периодическим (один раз в сутки, в неделю, и т. д.) или по необходимости с участием персонала.

12.1 Обоснование выбора схемы автоматизации

Холодильная установка обслуживает три температуры кипения: t1 = –10°С, t2 = –30°С, t3 = –40°С. На предприятии применяется компаундная схема с параллельным сжатием и последовательным дросселированием. Для данной установки принимаем схему комплексной автоматизации. Это позволяет уменьшить число обслуживаемого персонала компрессорного цеха и снизить себестоимость выработки холода.

12.2 Описание контролируемых параметров холодильной установки

12.2.1 Автоматизация компрессорного агрегата

В схеме холодильной установки на каждую температуру кипения установлены по одному винтовому агрегату. На компрессорных агрегатах, работающих в режиме одноступенчатого сжатия, установлены следующие приборы в соответствии с назначением. Аварийная защита, предусматривающая аварийное отключение компрессора.

• При чрезмерном повышении давления нагнетания;

• При чрезмерном понижении давления всасывания;

• При превышении допустимой температуры нагнетания;

• При недостаточном протоке воды в охлаждающей системе компрессора;

• При недостаточном давлении масла в системе смазки компрессора.

В систему автоматической защиты компрессора подключены датчики предельно-допустимого уровня в циркуляционном ресивере.

Через систему управления компрессоров осуществляется пуск и остановка компрессоров по сигналам от датчиков температуры, установленных на жидкостных трубопроводах от циркуляционных ресиверов до насосов и от датчика давления, установленного на газовой линии компаундного ресивера.

Кроме того, необходимо предусматривать возможность регулирования производительности компрессора в зависимости от изменения температуры жидкого хладагента или воздуха в камерах и от изменения давления в газовом трубопроводе, регистрируемыми вышеописанными датчиками температуры и давления. При работе компрессоров обязательно контролируются следующие параметры:

• Давление и температура хладагента на всасывании в компрессор (10, 13; 26, 29; 42, 45);

• Давление и температура на нагнетании компрессора (9, 12; 25, 28; 41, 44);

• Давление масла в системе смазки компрессора (78; 23-24; 3940).

Приборы, контролирующие указанные выше параметры, устанавливаются по месту (на приборном щите компрессора). Для обеспечения централизованного управления несколькими компрессорами и для облегчения крупных холодильных установок рекомендуется местные приборы дублировать датчиком с электрическим выходом, с целью вывода показаний на центральный щит управления. На центральный щит управления выводится также вся исполнительная, предупредительная и аварийная сигнализация, причем аварийная сигнализация на ряду со световой обязательно должна дублироваться звуковой.

12.2.2 Автоматизация циркуляционного ресивера

На компаундных циркуляционных ресиверах устанавливаются следующие приборы:

● от превышения предельно допустимого уровня в ресивере предусмотрены два дублирующих друг друга реле уровня, включенные в схему автоматической защиты компрессора (аварийная сигнализация) (55, 56, 66, 67, 76, 77);

● от повышенного заполнения циркуляционного ресивера установлено реле уровня (предупредительная сигнализация) (57, 68, 78);

● реле уровня рабочего заполнения ресивера управляет закрытием и открытием электромагнитного вентиля, установленного на линии жидкого хладагента(58, 69);

● заполнение компаундного ресивера управляется закрытием и открытием электромагнитного вентиля, который получает сигнал от реле температуры установленных на ресивере (79, 80).

12.2.3 Автоматизация дренажного и линейного ресиверов

На дренажных и линейных ресиверах устанавливаются датчики уровня, контролирующие верхний и нижний уровни заполнения сосуда, а также приборы, показывающие давление (49, 50, 53, 90, 91, 93).

12.2.4Автоматизация аммиачного циркуляционного насоса

Герметичные циркуляционные насосы имеют систему автономного охлаждения жидким аммиаком. Для безопасной работы насоса, охлаждающая рубашка насоса должна быть всегда заполнена жидким аммиаком. Это контролируется датчиком уровня (64, 75, 86), установленного на линии, соединяющей охлаждающую рубашку насоса с паровой частью ресивера. Для того, чтобы жидкость из охлаждающей рубашки не перетекала в ресивер на линии, их соединяющей, за датчиком уровня устанавливают регулирующий вентиль или диафрагму. Для безопасной работы насоса необходимо, чтобы разность давлений жидкости на всасывании в насос и на нагнетании была не менее паспортной величины, что контролируется двухпозиционным реле давления (6263; 73-74; 8485). Значения этих давлений должны контролироваться с помощью показывающих приборов давления, установленных на соответствующих трубопроводах. При снижении уровня жидкости в охлаждающей рубашке насоса или понижения перепада давлений автоматически отключается насос и подается сигнал на аварийную сигнализацию. Включение насоса блокируется с системой пуска компрессора. Компрессор не может быть запущен до пуска насоса.

12.2.5 Автоматизация водяного насоса

Водяные насосы должны иметь защиту от срыва потока, что контролируется реле разности давлений (96), датчик которого установлен на всасывающем и нагнетательном трубопроводе. На нагнетательном трубопроводе установлен датчик показывающего прибора давления (97).

12.2.6 Автоматизация водяного горизонтального конденсатора

На водяном конденсаторе устанавливаются следующие приборы:

● манометр (103), контролирующий давление в конденсаторе;

● реле протока (102), контролирующее подачу холодной воды в конденсатор для охлаждения холодильного агента и управляющее пуском и остановкой электродвигателя компрессора.

12.2.7 Автоматизация маслоотделителя и маслосборника

На маслоотделителе и маслосборнике устанавливаются только приборы показывающее давление (88,89).

12.2.8 Автоматизация градирни

На градирню устанавливаются следующие приборы:

● реле температуры (99), контролирующее температуру воды идущей на охлаждение винтовых агрегатов и управляющее пуском и остановкой электродвигателя вентилятора градирни (98);

● реле уровня (100), контролирующее добавку свежей воды в градирню и управляющее закрытием и открытием электромагнитного вентиля, установленного на трубопроводе, свежей воды(101).

12.2.9 Автоматизация приборов охлаждения

Для поддержания требуемой температуры воздуха в помещении используется индивидуальное питание приборов охлаждения. В данной схеме подача жидкого хладагента в приборы охлаждения осуществляется с помощью электромагнитного вентиля по сигналам от установленных в помещениях датчиков температуры (106,110,114). Давление (температура) кипения поддерживается постоянной в циркуляционном ресивере. Для этой цели на жидкостной линии от циркуляционного ресивера до насоса устанавливаются датчики температуры (54, 65), по сигналам которых система управления компрессором производит изменение производительности.

12.3 Описание схемы автоматизации

Термореле (KP63, KP68, KP73) контролирует температуру воздуха в камерах, сигнал регулирования заполнения жидким хладагентом приборов охлаждения (позиции 105, 109, 113) через электромагнитный вентиль (позиции 106, 110, 114).

Термореле (KP81, KP77, KP79) контролирует температуру нагнетания, сигнал автоматической защиты (позиции 12,28,44).

Реле низкого давления KP1A (позиции 10,26,42) контролирует давление всасывания, сигнал защиты при понижении давления всасывания ниже допустимого значения.

Реле высокого давления KP5A, KP1A (позиции 9,25,41) контролирует давление нагнетания, сигнал защиты при чрезмерном повышении давления.

Реле низкого давления ДЕМ 10502 контролирует давление нагнетания водяного насоса (позиции 96), сигнал защиты при понижении давлений нагнетаний.

Реле уровня РОС501 регулирует уровень жидкого хладагента в циркуляционном ресивере (позиции 55, 56, 66, 67, 76, 77), сигнал защиты при достижении предельного уровня заполнения сосуда.

Реле уровня PMFL 801, PMFL 802 регулирует уровень жидкого хладагента в циркуляционном ресивере (позиции 58, 69), сигнал регулирования заполнения путем закрытия или открытия электромагнитного вентиля (позиция 59,70).

Реле уровня РОС501 регулирует уровень заполнения жидким хладагентом линейного ресивера (позиции 90, 91), сигнал защиты при достижении нижнего или верхнего уровней.

Реле уровня РОС501 регулирует уровень заполнения жидким хладагентом дренажного ресивера (позиции 49, 50), сигнал защиты при достижении верхнего или нижнего уровней.

Описание схемы холодильной установки

Проектом предусмотрена аммиачная, компаундная схема с последовательным дросселированием и параллельным сжатием (три температурных режима).

Первый режим: температура кипения tо=10 оС.

Второй режим: температура кипения tо=30 оС.

Третий режим: температура кипения tо=40 оС.

На первый температурный режим работает два винтовых компрессорных агрегата 26А28073. В состав агрегата входят: компрессор, электродвигатель, маслоохладитель, электромаслонасос, маслоотделитель, щит автоматики, фильтр тонкой и газовой очистки, перепускной и обратный клапан и т.д. Подача холодильного агента к приборам охлаждения осуществляемся от компаундного циркуляционного ресивера РКЦ1,25 насосами ЦНГ70М1.

На второй температурный режим работает два винтовых компрессорных агрегата 26А28077. В состав агрегата входят: компрессор, электродвигатель, маслоохладитель, электромаслонасос, маслоотделитель, щит автоматики, фильтр тонкой и газовой очистки, перепускной и обратный клапан и т.д. Подача холодильного агента к приборам охлаждения осуществляемся от циркуляционного защитного ресивера РЦЗ4 насосами ЦНГ68.

На третий температурный режим работает два винтовых компрессорных агрегата 26А28077. В состав агрегата входят: компрессор, электродвигатель, маслоохладитель, электромаслонасос, маслоотделитель, щит автоматики, фильтр тонкой и газовой очистки, перепускной и обратный клапан и т.д. Подача холодильного агента к приборам охлаждения осуществляемся от циркуляционного защитного ресивера РЦЗ1,25 насосами ЦНГ68.

В схему включены два водяных горизонтальных кожухотрубных конденсатора КТГ125 и один линейный ресивер РЛД 1,25, для сбора жидкого хладагента предусмотрен дренажный ресивер РЛД 1,25. В машинном отделении установлен общий маслосборник для сбора масла из аппаратов холодильной установки.

Заполнение системы аммиаком

Зарядку системы аммиаком производят через коллектор регулирующей станции по трубопроводу через вентиля. Баллоны присоединяются к вентилю стальной трубкой накидной гайкой. При зарядке прекращается питание циркуляционных ресиверов из линейного ресивера, и подача аммиака производится из баллонов. Для того, чтобы из баллона выходила жидкость его кладут на деревянный лежак, вентилем вниз. Перемещение жидкости из баллонов наблюдают по обледенению трубки.

Также предусмотрена заправка системы из железнодорожных и автомобильных цистерн. Перемещение жидкого аммиака из цистерн происходит за счет разности давлений. Давление быстро выравнивается и для дальнейших перемещений разность давлений должна поддерживаться работающим КМ.