Tài liệu ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH - KHO LẠNH, chương XI docx

CHƯƠNG XI: Chọn các thiết bị khác của hệ thống lạnh 1. Chọn bình chứa cao áp Công dụng: Bình chứa cao áp được bố trí ngay sau bình ngưng tụ, dùng để chứa lỏng môi chất ở áp suất cao, nhiệt độ cao giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ, duy trì sự cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu. Nó được đặt ngay dưới bình ngưng và được cân bằng áp suất với bình ngưng bằng các đường cân bằng hơi và lỏng. Nó có tác dụng chứa toàn bộ lượng gas trong hệ thống khi cần sửa chữa bảo dưỡng. Cấu tạo bình chứa cao áp: Bình chứa cao áp nằm ngang cho môi chất ammoniac là một hình trụ nằm ngang. Bình chứa cao áp được thiết kế để đảm bảo áp suất làm việc là 1,8MPa. 76 8 9 5 3 4 21 10 Hình 3-9 Cấu tạo bình chứa cao áp 1 - Đường cân bằng áp suất với bình ngưng; 2 - Đường nối với thiết bị tách khí không ngưng; 3 - Van an toàn ; 4 - Đồng hồ áp kế; 5 - Đường lỏng từ bình ngưng xuống; 6 - Đường lỏng từ bình tách khí không ngưng về; 7 – Đường cấp dịch,tiết lưu vào bình tách khí không ngưng; 8 - Kính xem gas; 9 - Xả dầu; 10 - Ống xả đáy Tính toán bình chứa cao áp: Theo quy định về an toàn thì sức chứa của bình chứa cao áp phải đạt 30% sức chứa của toàn bộ hệ thống bay hơi (bao gồm tất cả các tổ dàn và thiết bị làm lạnh không khí) đối với hệ thống cấp môi chất từ trên xuống. Ở đây ta sử dụng phương pháp cấp dịch tiết lưu trực tiếp vào dàn bay hơi - cấp dịch từ trên xuống. Thể tích bình chứa cao áp được xác định theo công thức sau: BH BH BCCA V V V 7,02,1. 5,0 .3,0  ,m 3 Với V BH – dung tích hình học của hệ thống bay hơi, m 3 Thể tích của dàn bay hơi chính là thể tích phần trong của toàn b ộ ống thép mà môi chất chứa trong đó. Theo tính toán dàn bay hơi: + Dàn bay hơi gồm 12 ống, mỗi ống d ài 2,5m + G ồm 6 dãy ống Chiều dài tổng của ống thép trong 3 dàn lạnh là L = 600 m Ta có 3 22 22,0600 4 0213,0.14,3 4 . mL d V BH    Theo kinh nghiệm thì lượng gas chứa trong dàn lạnh bằng 30% lựợng gas của toàn hệ thống. Do yêu cầu bình chứa cao áp phải chứa được toàn bộ lượng gas của hệ thống trong khi sửa chữa và bảo dưỡng. Vậy chọn bình chứa cao áp nằm ngang loại 0,75PB, [TL2,310] với các thông số sau: Bảng 3-11 Thông số kỹ thuật của bình chứa cao áp 0,75PB Loại bình DxS mm L mm H mm Thể tích m 3 Khối lư ợng kg 0.75PB 600x8 3190 500 0,75 430 2.Chọn bình trung gian ống xoắn Công dụng: Công dụng chính của thiết bị làm mát trung gian là làm mát trung gian các c ấp nén trong hệ thống lạnh máy nén nhiều cấp. Ở đây ta sử dụng thiết bị l àm mát trung gian là bình trung gian đặt đứng có ống xoắn ruột g à. Bình trung gian có ống xoắn ruột gà ngoài vi ệc sử dụng để làm mát trung gian, bình còn có thể sử dụng để: + Tách dầu cho dòng gas đầu đẩy máy nén cấp 1. + Tách lỏng cho gas hút về máy nén cấp 2. 3 2 4 6 1 15 12 13 14 119 7 10 V 1 V 2 V 1 V 2 5 + Quá lạnh cho lỏng trước khi tiết lưu vào dàn lạnh nhằm giảm tổn thất tiết lưu. Cấu tạo bình trung gian: Hình 3-10 C ấu tạo bình trung gian ống xoắn 9 - Hồi lỏng 10 – Xă đáy, hồi dầu 11 - Chân bình 12 – T ấm bạ 13 – Thanh đỡ 14 - Ống góp lắp van phao 15 - Ống lắp van an toàn, áp kế 1 – Hơi hút về máy nén áp cao 2 – H ơi nén tầm thấp vào 3 - Ti ết lưu vào 4 – Cách nhi ệt bình trung gian 5 – Nón ch ắn 6 - Lỏng ra 7 - Ống xoắn ruột gà 8 - L ỏng vào Bình trung gian có cấu tạo hình trụ, có chân cao, bên trong bình b ố trí ống xoắn làm lạnh dịch lỏng trước tiết lưu. Bình có trang b ị hai công tắc phao khống chế mức dịch, các công tắc phao được nối v ào ống góp 14 để lấy tín hiệu. Công tắc phao trên V 1 bảo vệ mức dịch cực đại của bình, nhằm ngăn ngừa lỏng hút về máy nén cao áp. Khi mức lỏng trong bình dâng cao đạt mức cho phép, công tắc phao tác động đóng van điện từ 3 cấp dịch vào bình. Công t ắc phao phía dưới V 2 khống chế mức dịch cực tiểu nhằm đảm bảo các ống xoắn luôn ngập trong dịch lỏng. Khi mức dịch dưới hạ xuống thấp quá mức cho phép, công tắc phao V 2 tác động mở van điện từ cấp dịch cho bình. Ngoài công tắc phao, bình còn được trang bị van an toàn và đồng hồ áp suất lắp ở phía trên thân bình. Hoạt động: Gas từ máy nén cấp 1 đến bình được dẫn sục vào khối lỏng có nhiệt độ thấp và trao đổi nhiệt một cách nhanh chóng. Phần cuối ống đẩy 2, người ta khoan nhiều lỗ nhỏ để hơi sục ra xung quanh đều hơn. Phía trên th ân bình có các nón chắn có tác dụng chắn không cho lỏng hút lên phía trên để tránh hiện tượng hút lỏng về của máy nén tầm cao. Dòng lỏng tiết lưu hòa trộn với hơi quá nhiệt cuối quá trình nén t ầm thấp, trước khi dưa vào bình. Ống hơi hút về máy nén cấp 2 được bố trí nằm phía tr ên các nón chắn. Bình trung gian được bọc cách nhiệt, bên ngoài cùng bọc lớp tôn bảo vệ. Tính toán bình trung gian: Tính toán bình trung gian bao gồm: + Ta tính diện tích truyền nhiệt của ống xoắn dựa vào bề mặt truyền nhiệt bình trung gian thích hợp. Ta có 2 47,0 9,13.6,0 96,3 . m tk Q F tb OX    Trong đó: OX Q - Phụ tải nhiệt của ống xoắn, được tính như sau: OX Q = m 1 (h 5 - h 6 ) = 0,033(350-230) = 3,96 kW k - Là h ệ số truyền nhiệt của ống xoắn, k = 580 ÷ 700W/m 2 K, lấy k=600W/m 2 K tb t - Nhiệt độ trung bình logarit của bình trung gian, được tính theo công thức: 9,13 5 30 ln 530 ln min max minmax        t t tt t tb với Ct 0 max 30030  ; Ct 0 min 505  + Đường kính bình trung gian đủ lớn để tốc độ môi chất trong bình không lớn nhằm mục đích tách lỏng và tách dầu: 167,0 5,0.14,3 011,0.4 . .4     V D t m =167mm Trong đó: V - Lưu lượng thể tích trong bình, bằng lưu lượng hút cấp 2,m 3 /s  - Tốc độ gas trong bình, chọn  =0,5m/s Ta ch ọn bình trung gian có kí hiệu 40  C 3 , [TL2,312]. Bảng 3-12 Thông số kỹ thuật của bình trung gian 40 3 C Bình TG DxS mm d mm H mm Fox m 2 V bTG m 3 M kg 40  C 3 426x10 70 2390 1,75 0,22 330 Hình 3-11 Bình trung gian của Công ty SEAREE – Đà Nẵng 3. Chọn bình tách dầu: Công dụng: Các máy lạnh khi làm việc làm việc cần phải tiến hành bôi trơn các chi tiết chuyển động nhằm giảm ma sát, tăng tuổi thọ thiết bị. Trong quá trình máy nén làm việc dầu thường bị cuốn theo môi chất lạnh.Việc dầu bị cuốn theo môi chất lạnh có thể gây ra các hiện tượng: + Máy nén thiếu dầu, chế độ bôi trơn không tốt nên dễ cháy, hư hỏng. + Dầu sau khi theo môi chất lạnh sẽ đọng bám ở các thiết bị trao đổi nhiệt như thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, ảnh hưởng chung đến chế độ làm việc của toàn h ệ thống. Vì vậy để tách lượng dầu cuốn theo môi chất khi máy nén làm việc, ngay trên đầu ra của máy nén người ta bố trí bình tách d ầu. Lượng đầu được tách ra sẽ được đưa về bình thu hồi dầu. Nguyên lý làm việc: Nhằm đảm bảo tách triệt để dầu bị cuốn theo môi chất lạnh, bình tách dầu được thiết kế theo nhiều nguyên lý khác nhau như sau: + Gi ảm đột ngột tốc độ dòng gas từ tốc độ cao (khoảng 18 ÷ 25 m/s) xuống tốc độ thấp 0,5 ÷ 1m/s. Khi giảm tốc độ đột ngột các giọt dầu mất động năng và rơi xuống. + Thay đổi hướng chuyển động của dòng môi chất một cách đột ngột. D òng môi chất đưa vao bình không theo phương thẳng mà đưa ngoặt theo những góc nhất định. + Dùng các tấm chắn hoặc khối đệm để ngăn các giọt dầu. Khi dòng môi chất chuyển động va vào các vách chắn, khối đệm các giọt dầu bị mất động năng và rơi xuống. + Làm mát dòng môi chất xuống 50 ÷ 60 0 C bằng ống xoắn trao đổi nhiệt đặt trong b ình tách dầu. + Sục hơi nén có lẫn dầu vào môi chất lạnh ở trạng thái lỏng. Ở đây ta chọn b ình tách dầu kiểu nón chắn. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bình tách dầu: Hình 3-12 Bình tách dầu kiểu nón chắn Nguyên lý tách dầu kết hợp rẽ ngoặt dòng đột ngột, giảm tốc độ d òng và sử dụng các nón chắn. Dòng hơi từ máy nén đến khi vào bình rẽ ngoặt 90 0 , trong bình tốc độ dòng giảm đột ngột xuống 2 3 4 5 1 6 7 1 – Hơi vào 2 – Vành gia cường 3 – Hơi ra 4 – Nón chắn trên 5 - Cửa hơi xả vào bình 6 – Nón chắn dưới 7 - Dầu về bình chứa dầu khoảng 0,5 m/s, các giọt dầu phần lớn rơi xuống phía dưới bình. Hơi sau đó thoát lên phía trên đi qua các lỗ khoan nhỏ trên các tấm chắn. Các giọt dầu còn lẫn sẽ dược các nón chắn cản lại. Để d òng hơi khi vào bình không sục tung tóe lượng dầu đã được tách ra nằm ở đáy bình, phía dưới người ta bố trí thêm một nón chắn. Nón chắn này không có khoan lỗ nhưng ở chỗ gắn vào bình có các kho ảng hở để dầu có thể chảy về phía dưới. Ngoài ra ngoài cuối ống dẫn hơi bịt kín không xả hơi thẳng xuống phía dưới đáy bình mà hơi được xả ra xung quanh theo các rãnh xẻ hai bên. Tính toán bình tách dầu: Bình tách dầu phải đảm bảo đủ lớn để tốc độ gas trong bình đạt yêu cầu. Xác định đường kính trong D t của bình: 167,0 5,0.14,3 011,0.44     V D t m . Chọn D t = 200m Trong đó: V – lưu lượng thể tích dòng hơi đi qua bình tách dầu, nó bằng lưu lượng thể tích của máy nén cao áp, m 3 /s. Ta có V ttCA = 0,011m 3 /s.  - tốc độ của hơi môi chất trong bình, m/s. Tốc độ hơi trong bình đủ nhỏ để tách các hạt dầu  = 0,5 ÷ 1m/s. Chọn 5,0  m/s. 4. Chọn bình tách lỏng [...]... Tính chọn tháp tải nhiệt: Công suất giải nhiệt của tháp xác định theo công thức: Qk = Gn.Cn  tn , W Trong đó: Gn- Lưu lượng nước của tháp, kg/s Cn - Nhiệt dung riêng của nước, Cn = 4,186 kj/kg.K  t n- Độ chênh lệch nhiệt độ của nước vào và ra tháp giải nhiệt Lưu lượng nước qua tháp giải nhiệt: Gn  51,6 Qk   2,46 kg/s Cn tn 4,186.5 =2,46 l/s Dựa vào lượng nhiệt thải ra của môi chất lạnh NH3 ở thiết... Hình 3-1 6: Cấu tạo tháp giải nhiệt 1 - Động cơ quạt gió; 2 - Vỏ tháp; 3 - Chắn bụi nước; 4 – Dàn phun nước; 5 - Khối đệm; 6 - Cửa không khí vào; 7 - Bể nước; 8 - Đường nước lạnh cấp làm mát bình ngưng; 9 - Đường nước nóng từ bình ngưng ra đưa vào dàn phun để làm mát xuống nhờ không khí đi ngược chiều từ dưới lên; 10 – Phin lọc nước; 11 - Phễu chảy tràn; 12 – Van xả đáy; 13 - Đường cấp nước với van phao;... toàn, đồng hồ áp suất Bên trong có bình có ống trao đổi nhiệt dạng xoắn để làm lạnh và ngưng tụ hơi môi chất Môi chất sau khi ngưng tụ được hơi về phía trước tiết lưu để tiết lưu làm lạnh bình 7 Chọn tháp giải nhiệt Công dụng và cấu tạo tháp giải nhiệt: Nhiệm vụ của tháp giải nhiệt là thải toàn bộ lượng nhiệt do môi chất lạnh ngưng tụ tỏa ra Lượng nhiệt này được thải ra môi trường nhờ chất tải nhiệt. .. BTL 3 2 1 Hình 3-1 4: Bình thu hồi dầu 1 – Kính xem mức 4 - Đường nối về ống hút 2 – Áp kế 3 – Van an toàn 5 - Đường xả dầu 6 - Đường hồi dầu về 6 Bình tách khí không ngưng Công dụng: Khi để lọt khí không ngưng vào bên trong hệ thống lạnh, hiệu quả làm việc và độ an toàn của hệ thống lạnh giảm rõ rệt, các thông số vận hành có xu hướng kém hơn: + Áp suất và nhiệt độ ngưng tụ tăng, + Nhiệt độ cuối quá... áp D2 - đường kính đầu đẩy của mỗi máy nén phía hạ áp D3 - đường kính ống góp đầu đẩy vào bình trung gian D4 - đường kính ống góp hút từ dàn lạnh về D5 - đường kính ống hút về ống góp từ bình trung gian D6 - đường kính ống hút về mỗi máy nén tầm cao ` D7 - đường kính đầu đẩy của mỗi máy nén tầm cao D8 - đường kính ống góp đầu đẩy vào bình ngưng D9 - đường kính ống dẫn gas lỏng từ dàn ngưng Bảng 3-1 5... có nhiệt độ t w1 , nhận nhiệt ngưng tụ tăng lên kho ng 50C, ra khỏi bình ngưng có nhiệt độ t w2 Nước sau khi ra khỏi bình ngưng được đưa sang tháp giải nhiệt và phun thành các giọt nhỏ Nước nóng chảy theo khối đệm xuống, trao đổi nhiệt và chất với không khí đi ngược dòng từ dưới lên trên nhờ quạt gió cưỡng bức Quá trình trao đổi nhiệt và chất chủ yếu là quá trình bay hơi một phần nước và không khí Nhiệt. .. chất lạnh NH3 ở thiết bị ngưng tụ ta chọn tháp giải nhiệt Trước hết ta quy năng suất nhiệt ra Ton Theo tiêu chuẩn CTI 1 Ton tương đương với 3900 kcal/h Ta có: Qk  51,6kW  11,2 Ton Tra bảng 8-2 2, [TL2, 318], ta chọn tháp giải nhiệt kiểu FRK15 của hãng Rinki với các thông số kỹ thuật sau: Bảng 3-1 3 Thông số kỹ thuật của tháp giải nhiệt Rinki kiểu FRK-15 Lưu lượng nước địnhphao Đường kính ống van mức... Bình tách dầu làm việc ở nhiệt độ cao còn bình tách lỏng làm việc ở phạm vi nhiệt độ thấp nên cần bọc cách nhiệt, bình tách dầu đặt trên đường ống đẩy, còn bình tách lỏng đặt trên đường ống hút Cấu tạo bình tách lỏng 2 3 4 5 1 1 – Ống gas vào 2 – Vành gia cường 3 – Ống gas ra 4 – Nón chắn trên 5 - Cửa hơi xả vào bình 6 - Lỏng ra 6 Hình 3-1 3 Bình tách lỏng kiểu nón chắn Tính toán bình tách lỏng: Bình... toán đường kính trong của ống dẫn theo biểu thức sau: Di  4mi vi . ch ,m Trong đó: mi – Lưu lượng môi chất qua ống, kg/s vi - Thể tích riêng của môi chất, kg/m3 ch - Tốc độ dòng chảy trong ống, m/s Bảng 3-1 4 Tốc độ dòng chảy thích hợp  , [TL2, 345]  (m/s) Đường ống Đường hút máy nén 15÷20 Đường đẩy máy nén 15÷25 Đường dẫn lỏng môi chất 0,5÷2 Di - đường kính ống dẫn thứ i, mm Trong đó: D1 - đường... tại thiết bị ngưng tụ, tuy nhiên vẫn còn lẫn rất nhiềt môi chất lạnh chưa được ngưng hết Vì vậy ta chuyển hỗn hợp khí đó đến bình tách khí không ngưng, tiếp tục được làm lạnh ở nhiệt độ thấp hơn để ngưng tụ hết môi chất lạnh Khí không ngưng sau đó được xả ra ngoài Van chặn giảm áp SV2 Đường hút về máy nén Thùng nước Kkn+mc Lỏng về Hình 3-1 5: Bình tách khí không ngưng Cấu tạo bình tách khí không ngưng . Hình 3-1 6: Cấu tạo tháp giải nhiệt. 1 - Động cơ quạt gió; 2 - Vỏ tháp; 3 - Chắn bụi nước; 4 – Dàn phun nước; 5 - Khối đệm; 6 - Cửa không khí vào; 7 - Bể. làm lạnh b ình. 7. Chọn tháp giải nhiệt Công dụng và cấu tạo tháp giải nhiệt: Nhiệm vụ của tháp giải nhiệt là thải toàn bộ lượng nhiệt do môi chất lạnh