Подбор водяных конденсаторов

 

Водяные конденсаторы подбирают по площади теплопередающей поверхности. Исходными данными служит тепловая нагрузка, отводимая конденсаторами.

Выбираем водяной горизонтальный кожухотрубный конденсатор.

Расчетная тепловая нагрузка на конденсатор Q_{кд. р} определяется по формуле:

 

Q_кд=m_км1 (h₁₃-h₁₂) + m_км2 (h₂₃-h₂₂) + m^в _км3 (h₃₅-h₃₄);

Q_{кд. р}= 0,5· (1695-350) + 0,65· (1760-350) + 0,84· (1695-195) = 2908,1 кВт

F_{кд. р}= Q_{кд. р}/q_к [2],

 

где

q_к - тепловой поток конденсатора, q_к= 3¸7 кВт/м² [1].

 

F_{кд. р}= 2908,1/ (1·6) = 484,7 м²

 

Подбираем два конденсатора фирмы ГЮНТНЕР АК 860-2;

Технические характеристики [10]:

F_кд= 246,9 м²;

Диаметр обечайки, D= 820 мм;

Длинна, L= 6620 мм;

Объем межтрубного пространства,V_{меж. тр}= 1420л;

Объем трубного пространства, V_тр= 1150 л;

Максимальное рабочее давление в межтрубном пространстве, P_max= 1,8 МПа;

Максимальное рабочее давление в трубном пространстве, P_max= 0,6 МПа;

Максимальная рабочая температура в межтрубном пространстве, T_max= 120 °C;

Максимальная рабочая температура в трубном пространстве, T_max= 60 °C;

Масса, m= 5415 кг;

Число ходов - 2.

Подбор градирни

 

Подбор градирни предполагает проведение упрощенного теплового расчета для определения теплового потока в рабочих условиях и нахождения их числа, обеспечивающего требуемое значение охлаждения воды при заданной тепловой нагрузке и расчетных параметрах окружающей среды.

Расчетная тепловая нагрузка складывается из тепловых потоков в конденсаторах Q_к и в маслоохладителях Q_мi.

 

Q_{гр. р}= Q_к+∑Q_мi [1];

Q_мi= ∑ (N_{e, i -} m_i∙ (h_{мi -} h_1i) - Q_{о. с}) [2],

 

где

h_{м. i} - энтальпия при требуемой температуре масла в компрессоре (см. таблицу 1,2,3);

Q_{о. с} - теплота, отводимая воздухом от корпуса компрессора, Q_{о. с}= 0,06∙Q_м. [2], Тогда:

 

;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;_{гр. р}= 2908,1+ (83,3+212,14+87,16+245,8) = 3536,5 кВт;

 

Объемный расход воды через градирню, м³/с:

 

V_{w. гр}= Q_{гр. р}/ (с_w·Δt_w·ρ), [4]

 

где

Δt_w - разность температур между входом и выходом воды в градирне, Δt_w = 4 ºС; [4]

с_w - теплоемкость воды, с_w= 4,19 кДж/ (кг·К).

 

V_{w. гр}= 3536,5/ (4, 19·4·1000) = 0,21,

 

По каталогу фирмы Baltimore по зависимостям от Δt_w, t_мт и V_{w. гр} подбираем две градирни фирмы Baltimore марки TXV-500 [10].

Технические характеристики:

Мощность вентиляторов, N_вен= 33 кВт;

Объемный расход вентилятора V_вен= 67,7 м³/с;

Масса 8710 кг.

Подбор батарей

 

Для компенсации внутренних и внешних теплопритоков, в камере устанавливают охлаждающие приборы - воздухоохладители и батареи. Подбор охлаждающих батарей осуществляется по площади теплопередающей поверхности.

Площадь теплопередающей поверхности батарей, м²:

 

F_{б. р} = Q_тi∙b_i/ (k_б∙q_б) [2],

 

где

b_i - доля теплового потока, отводимая батареями;

k_б - коэффициент теплопередачи для оребренной трубы,

 

k_б = 0,035¸0,046 кВт/ (м²*К) [1];

 

q_б - разность температур теплообменивающихся сред q_б = 7¸10 К [1].

Для температуры t₀₁= - 7°С:

 

F_б.1 = Q_{т. р1} ∙b₁/k_б1∙q_б = 405∙0,21/ (0,0046∙8) = 2126,25 м².

 

Подбираем унифицированный блок батарей с шагом оребрения 10 мм, диаметром труб

Æ16×2 мм, площадью одного блока батарей f _б1= 41,61 м², длиной труб l _б1=3800 мм, количеством труб n_б1=8 [1].

Внутренний объем батареи:

v _б1=n _б1∙ l _б1∙p∙d_вн1²/4= 8∙3,8∙3,14∙0,012²/4= 3,4∙10^-3 м³.

 

Количество батарей:

 

n_б1= F_б.1/f₁= 265,8/41,61= 51,1

 

Принимаем n _б1=52.

Внутренний объем всех батарей для температуры t₀₁= - 7°С:

 

V_б1= v _б1∙n_б1= 3,4∙10^-3∙52= 0,177 м³.

 

Для температуры t₀₂= - 19°С:

 

F_б.2 = Q_{т. р2} ∙b₂/ (k_б2∙q_б) =510∙0,1/ (0,005∙8) = 1275 м².

 

Подбираем унифицированный блок батарей с шагом оребрения 12 мм, диаметром труб

Æ16×2 мм, площадью одного блока батарей f₂= 35,17 м², длиной труб l =3800 мм, количеством труб n=8 [1].

Внутренний объем одной батареи:

v _б2=n_б2∙ l _б2∙p∙d_вн2²/4= 8∙3,8∙3,14∙0,012²/4= 3,4∙10^-3м³.

 

Количество батарей:

 

n_б2= F_б.2/f₂= 1275/35,17= 36,25

 

Принимаем n _б2=37.

Внутренний объем батарей для температуры t₀₂= - 19°С:

 

V_б2= v _б2∙n_б2= 3,4∙10^-3∙37= 0,126 м³.

 

Для температуры t₀₂= - 40°С батареи не используются (по заданию).

Подбор воздухоохладителей

 

Подбор воздухоохладителей осуществляется по площади теплопередающей поверхности.

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителя F_{во. р}, м²

 

F_{во. р} = a_i∙Q_тi/ (k_воi∙q_во) [2],

 

где

a_i - доля теплового потока, отводимая воздухоохладителями;

q_во - разность температур теплообменивающихся сред, q_во=7¸10 К; [1]

k_во - коэффициент теплопередачи воздухоохладителя k_во, Вт/ (м²∙К) (определяем по каталогу),

Предварительно выбираем однотипный воздухоохладитель и по нему находим коэффициент теплопередачи воздухоохладителя:

 

k_воi= Q_во/ (F_во∙q_во)

 

где

Q_во - тепловая нагрузка на конденсатор, кВт;

F_во - площадь теплопередающей поверхности, м².

 

k_во1= 20,7 Вт/ (м²∙К);

k_во2= 25,3 Вт/ (м²∙К);

k_во3= 28,3 Вт/ (м²∙К).

 

Для температуры t₀₁= - 7°С:

 

F_{во. р1} = a₁∙Q_т1 / (k_во1∙q_во) = 0,79∙405000/ (20,7∙10) = 1545,6 м².

 

Подбираем воздухоохладитель фирмы Химхолодсервис типа АВН марки 080/1-8-250 с площадью теплопередающей поверхности f_во1= 258,7 м², шагом ребер b₁=8 мм, объемной производительностью вентиляторов V_в1=15600 м³/ч, мощностью двигателей вентиляторов

N_в1= 1,5 кВт, вместимостью хладагента v _вн1= 92,4∙10^-3м³, максимальным рабочем давлением МПа, максимальной рабочей температурой°С [10].

Количество воздухоохладителей:

 

n_во= F_{во. р1}/ f_во1= 1545,6/258,4= 5,98.

 

Принимаем n_во1=6.

Вместимость воздухоохладителей для температуры t₀₁= - 7°С:

 

V_во1 = n_во1∙n_вн1= 6∙92,4∙10^-3= 0,554 м³.

 

Для температуры t₀₂= - 19°С:

 

k_во= 25,3 Вт/ (м²∙К);

F_{во. р2} = a₂∙Q_т2 / (k_во2∙q_во) = 0,9∙510000/ (25,3∙10) = 1814,2 м².

 

Подбираем воздухоохладитель фирмы Химхолодсервис типа АВН марки 080/1-12-180 с площадью теплопередающей поверхности f_во2= 180,7 м², шагом ребер b=12 мм, объемной производительностью вентиляторов V_в2=16500 м³/ч, мощностью двигателей вентиляторов

N_в2= 1,5 кВт, вместимостью хладагента v _вн2= 92,4∙10^-3м³, максимальным рабочем давлением МПа, максимальной рабочей температурой°С [10].

Количество воздухоохладителей:

 

n_во2= F_{во. р2}/ f_во2= 1814,2/180,7= 10.

 

Принимаем n_во2= 10.

Вместимость воздухоохладителей для температуры t₀₂= - 19°С:

 

V_во2 = n_во2∙n_вн2= 10∙92,4∙10^-3= 0,92 м³.

 

Для температуры t₀₃= - 40°С:

 

k_во= 28,3 Вт/ (м²∙К);

F_{во. р3} = a₃∙1,1∙Q_т3 / (k_во3∙q_во) =1∙590000/ (28,3∙10) = 2084,8 м².

 

Подбираем воздухоохладитель фирмы Химхолодсервис типа АВН марки 080/1-16-08 с площадью теплопередающей поверхности f_во3= 141,3 м², шагом ребер b=16 мм, объемной производительностью вентиляторов V_в3=17000 м³/ч, мощностью двигателей вентиляторов

N_в3= 1,5 кВт, вместимостью хладагента v _вн3= 92,4∙10^-3м³, максимальным рабочем давлением МПа, максимальной рабочей температурой°С [10].

Количество воздухоохладителей:

 

n_во3= F_{во. р3}/ f_во3= 6240,4/141,3= 14,75.

 

Принимаем n_во3= 15.

Вместимость воздухоохладителей для температуры t₀₃= - 40°С:

 

V_во3 = n_во3∙n_вн3= 15∙92,4∙10^-3= 1,4 м³.

Подбор линейного ресивера

 

Линейные ресиверы подбирают по значению вместимости.

Вместимость линейного ресивера:

 

V_л =0,3∙V_{с. о. у}, [5]

 

где V_{с. о. у} - суммарная вместимость охлаждающих устройств,

 

V_{с. о. у}= V_б1+ V_б2+ V_во1+ V_во2+ V_во3= 0,177+0,126+0,554+0,92+1,4= 3,18 м³;

V_л =0,3∙3,18=0,954 м^3,

 

Подбираем один линейный ресивер марки РЛД-1,25 вместимостью 1,25 м³, диаметром 1020×10 мм, l = 2100 мм, b = 1810 мм, h = 2170 мм, массой 1870 кг [10].