Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• 1. Введение.
• 2. Обоснование темы дипломной работы.
• 3. Описание холодильной установки.
• 4. Расчет характеристик отдельных узлов и СХУ в целом.
• 5. Расчет морозильного аппарата FGP - 25 - 3
• 6. Расчет характеристик кожухотрубного фреонового конденсатора.
• 7. Расчет характеристик воздухоохладителя.
• 8. Получение математической модели агрегата и его характеристик, состоящего из КМ S3 - 900 / S3 - 315
• 9. Таблица рабочих режимов СХУ
• 10. Выводы и рекомендации
• 11. Охрана труда.
• 12. Автоматизация СХУ
• 13. Экономический анализ

14. Список литературы

1. Введение

Обеспечение населения России продовольствием, и частности продуктами рыбного промысла - государственная задача.

Рыба является весьма ценным пищевым продуктом. По пищевой ценности рыба занимает одно из первых мест среди продуктов питания. Ценность рыбы, как продукта питания в первую очередь, определяется наличием в её составе большого количества полноценных белков, содержащих все жизненно-необходимые (незаменимые) аминокислоты, которые не синтезируются в организме животных и должны обязательно поступать в организм с пищей. Важное значение имеют так же присутствующие в рыбе липиды, витамины и минеральные вещества.

Ткани тела рыбы состоят из сложного сочетания органических веществ (белки, жиры, углеводы), которые легко расщепляются тканевые ферменты, пищеварительными и ферментами микроорганизмов, в результате чего при обычных условиях хранения, сырьё быстро теряет свои функциональные свойства, становятся непригодным в пищу, а в ряде случаев - токсичным.

Среди существующих способов сохранения качества рыбы наиболее предпочтительным является обработка рыбы холодом, т.к. предохраняет свежую рыбу от порчи, позволяет сохранить её качество и в наибольшей степени сохранить свойства рыбы.

В зависимости от области применения низких температур существуют следующие виды холодильной обработки: охлаждение и замораживание. В последнее время определённое внимание стали уделять подмораживанию.

При охлаждении рыбы ослабляется жизнедеятельность микроорганизмов, уменьшается активность ферментов и замедляются все происходящие изменения (физико-химические, биохимические).

Срок хранения и качество мороженой рыбы зависит, главным образом, от количества сырья, способа и скорости замораживания, и условий хранения готовой продукции.

В современных установках и аппаратах процесс замораживания идет с большой скоростью, а конечная температура в теле рыбы достигает от -25 до -30С и даже более низкой температуры.

В зависимости от условий холодильной обработки, вида и химического состава сырья, температуры хранения (-18С), срок хранения мороженой рыбы составляет 3 9 месяцев.

В настоящее время наметилась тенденция к понижению температуры воздуха в помещениях для хранения и замораживания рыбопродуктов. Это обосновывается тем, что снижение температуры, как при замораживании, так и при хранении позволяет получить продукт более высокого качества при прочих равных условиях.

Например, на некоторых судах температура воздуха в трюмах поддерживается на уровне ( -28 -30С ), в морозильных аппаратах типа LBH - ( -40 -42)С.

В настоящее время проектируются суда, имеющие неограниченный район плавания. Это обстоятельство накладывает на судовые холодильные установки (СХУ) особый отпечаток, поскольку при перемещении судна из одного района промысла с температурой воды равной tw=5C в другой район промысла с температурой воды tw=30C происходит изменение тепловой нагрузки на холодильную машину.

Из-за переменности тепловой нагрузки задача определения эффективности СХУ является довольно сложной, т.к. необходимо учитывать большее количество внешних и внутренних факторов.

К внутренним факторам следует отнести различный состав оборудования СХУ, изменение характеристик узлов декомпозиции в процессе эксплуатации, изменение режима работы отдельных узлов (водяных и рассольных насосов и др.), перераспределение тепловых нагрузок между потребителями холода.

К внешним факторам относятся температура забортной воды tw, начальная температура рыбы tнр и видоразмерный состав сырья.

Несмотря на всю сложность и объем рассматриваемой задачи, она может быть решена на основе математического моделирования СХУ, позволяющего рассчитать точки совместной работы генератора и потребителя холода и линии рабочих режимов.

Помимо поддержания параметров работы СХУ при эксплуатации согласно рассчитанных таблиц рабочих режимов для возможного получения максимального эффекта работы СХУ необходимо разработать график периодичности чистки конденсаторов и оттайки воздухоохладителей, воздухоохладителей т.к. чрезмерное увеличение термического сопротивления труб конденсатора и толщины снеговой шубы на поверхности воздухоохладителей приводит к перерасходу энергии и снижению эффективности работы СХУ.

2. Обоснование темы дипломной работы

Анализ эксплуатации всего многообразия и разнотипности судовых холодильных установок действующего флота рыбной промышленности показывает, что наряду с прогрессом и удачными техническими решениями имеют место много недоработок, непродуманных решений при проектировании схем разводки трубопроводов хладагента, компоновки оборудования. Схемы не имеют недостаточной «гибкости», обеспечивающей многовариантность работы, дающей возможность маневрировать при различных возникающих на промысле условиях работы. Необходимые узлы отсутствуют, и имеются подчас лишние и непродуманные. Примером такой непродуманности может служить судовая холодильная установка БАТМ типа «Пулковский меридиан», где для снятия снеговой шубы горячими парами хладагента предусмотрен специальный предохранитель для получения этих горячих паров за счет тепла подаваемого в испаритель водяного пара. Ошибочность такого решения очевидна: в одну полость испарителя подается горячий пар, а в другую дросселируется хладагент с отрицательной температурой, что вызывает напряженность металла и приводит к нарушению прочности и плотности конструкции.

К отрицательным факторам в этом случае необходимо отнести также потерю полезного объёма занимаемого ненужным оборудованием, и самое главное, здесь имеет место большой расход энергии, что идет в разрез в общей тенденцией на ресурсосбережение в тоже время в схеме этой холодильной установки достаточно сделать незначительные переключения трубопроводов, и тогда, станет возможным отдельная работа на трюмы и морозильные аппараты, и соответственно можно будет попеременно снимать снеговую шубу.

В тоже время на судах типа БМРТ «Пионер Латвии» морозильные аппараты LВН 22.5 обеспечивают аммиаком по безнасосной схеме. Таким образом, отпадает необходимость в оборудовании: два циркулярных ресивера, два аммиачных насоса, множество арматуры, трубопроводов и автоматики, а так же нет надобности затрат на дополнительную энергию на привод аммиачных насосов.

Суда типа БМРТ за период более 40 летней эксплуатации зарекомендовали себя как суда промыслового флота с большой ремонтной пригодностью, хорошими мореходными качествами, удачным выбором соотношения промысловых и мореходных параметров.

Суда типа БМРТ отличаются хорошим состоянием корпуса. Суда этого типа сконструированные и построенные 40 лет назад до настоящего времени находятся в эксплуатации (например, УТС - 3 - БМРТ «Лев Толстой» постройки 1958г.) поэтому, учитывая мореходные, экономические достоинства судов типа БМРТ не исключена в дальнейшем возможность постройки этого судна. Но холодильное оборудование на этом судне морально и физически устарело.

Так морозильные аппараты типа LINOE тележечно-тунельного типа имеют большую долю ручного труда. Компрессоры поршневые ДАУ - 80 ненадёжны в эксплуатации, т.к. при незначительном заливе жидким аммиаком происходит разрушение блока-картера, тоже самое происходит при замерзании воды в охлаждённой рубашке блока.

Холодильная установка имеет низкий уровень автоматизации. Хладагент - аммиак имеет высокую токсичность (при утехах). Поэтому возникает необходимость замены холодильной установки на более современную в достижениях холодильной техники.

3. Описание холодильной установки

Судовая холодильная установка состоит из двух систем холодильного агента обслуживающих каждый роторный морозильный аппарат FGP-25-3, включающих в себя два тандемных винтовых компрессорных агрегата оснащенных винтовыми КМ S3-900 и КМ S3-315.

KM S3-600 обслуживает грузовые трюма. В состав также входят:

- система кондиционирования воздуха;

- эжекционные кондиционеры;

- система охлаждения провизионных камер из холодильных агрегатов с воздушными конденсаторами;

- система предварительного охлаждения рыбы.

В качестве хладагента использован R22.

Тандемный винтовой компрессорный агрегат состоит из винтовых КМ S3-900 (низкой ступени) и КМ S3-315 (высокой ступени).

Хладопроизводительность агрегата при температуре кипения хладагента -55С и температуре конденсации 37С. Привод компрессоров осуществляется от отдельных электродвигателей мощностью 52кВт КMR 225 М2 и 71кВт KMR 250 S2. Общая масса агрегата с учетом массы обоих электродвигателей 4000 кг.

Рабочие вещества холодильной установки: хладагент фреон-22 и холодильное масло ХК-57. Для отделения масла от паров предусмотрен маслоотделитель. Масляной насос производительностью 2 л/мин, минимальным давлением 4кгс/см2 свыше давления из маслоотделителя в КМ S3-900 и S3-315 для смазки, уплотнения и отбора части тепла сжатых паров.

С помощью тандемного двухступенчатого винтового агрегата в системе охлаждения роторного плиточного морозильного аппарата типа FGP-25-3 поддерживается заданная температура кипения.

Для режима замораживания КМ тандемных винтовых компрессорных агрегатов вырабатывают нужный холод.

КМ НД засасывает пар хладагента из отделителя жидкости через регенеративный теплообменник и сжимает его до промежуточного давления.

КМ ВД засасывает пар хладагента, нагнетаемый КМ НД и дальнейшим сжатием его.

Дополнительно КМ ВД засасывает хладагент из переохладителя жидкости вместе с хладагентом, нагнетаемым КМ НД подается в сжатом состоянии через маслоотделитель в кожухотрубные конденсаторы.

Переохладитель жидкости служит для переохлаждения сжиженного хладагента. Переохлаждение достигается путем теплообмена с испаряющимся хладагентом. В маслоотделителе большей частью отделяется масло, уносимое паром хладагента.

В кожухотрубных конденсаторах пар хладагента конденсируется, отдавая тепло охлаждающей воде. Жидкий хладагент поступает в линейный ресивер, затем он протекает через фильтр осушки, который поглощает воду. После этого основной поток жидкого хладагента протекает через систему труб переохладителя жидкости, причем он переохлаждается. Переохлаждение достигается тем, что ещё до переохладителя жидкости отводится частичный поток жидкого хладагента, который дросселируется в переохладитель жидкости через регулирующий вентиль.

Дросселируемый х.а. отнимает тепло от жидкого х.а. и испаряется.

Поток испарившегося х.а. засасывается КМ ВД. Затем основной поток жидкого х.а. протекает через теплообменник для возврата масла. В котором происходит теплообмен со впрыснутым х.а., поступающим от напорного трубопровода насоса х.а.

После этого жидкий х.а. протекает через регенеративный теплообменник до отделителя жидкости. Там проходит теплообмен с х.а. (всасываемым газом), поступающим из отделителя. Затем жидкий х.а., выходящий из регенеративного теплообменника, дросселируется в отделитель жидкости через ручной регулирующий вентиль.

Уровень х.а. в отделителе жидкости поддерживается в определённых пределах посредствам регуляторов уровня жидкости. Насос х.а. засасывает жидкий х.а. от отделителя жидкости и нагнетает его в плиточный морозильный аппарат FGP-25-3, где он отнимает тепло от охлаждаемых плит с продуктом.

Выходящий из плиточного морозильного аппарата х.а. дросселируется в отделитель жидкости через ручной регулирующий вентиль. С целью обеспечения возврата масла, частичный насосный поток нагнетаемый насосом х.а., поступающего из переохладителя жидкости, впрыснутый хладагент испаряется. Из отделителя жидкости пар х.а. засасывается КМ НД тандемного винтового компрессорного агрегата через регенеративный теплообменник. Засасывается испарившийся х.а. из теплообменника для возврата масла КМ НД через подключение поддува. Таким образом, цикл хладагента начинается снова.

Роторный морозильный аппарат типа FGP-25-3 разработан предприятием «Кюльавтомат». Особенность данного аппарата в том, что рыба замораживается в межплиточном пространстве в непосредственном контакте с морозильными плитами, внутри которых с помощью герметичного насоса циркулируется х.а. R-22 с температурой -55С, и замороженные блоки выгружаются без предварительного оттаивания, что объясняется незначительными силами адгезии переохлаждённого льда, на поверхности рыбы с гладкими поверхностями морозильных плит. МА FGP-25-3 проектной производительностью 15-20т/сут включает в себя вал ротора с двумя наружными дисками, на которых радиально распложены 60 морозильных плит размерами 1750х610х108 и массой одной плиты 16,7кг, привод ротора, кольцевые коллекторы подачи и отвода х.а., передний щит подпрессовывающего устройства, механизмы передвижения стола и загрузочного устройства, лоток, механизм транспортировки, кожух и весы.

Аппарат устанавливается на фундаментальной раме 2100х3050х1060 и массой 1150 кг с поддоном. Каждые две морозильные плиты образуют пространство разделённой на две ячейки для замораживания рыбы в блоках размером 800х250х60 мм.

Замораживание рыбы производится в металлических решетках. В аппарате 120 рамок-окантовок, единовременная вместимость 1200 кг, длина с загрузочным устройством 4000, ширина 3000, высота 2300 мм, масса 5000 кг. Аппарат установлен в изолирующем контуре. Толщина изоляции (пенополистерол) 150 мм. Привод гидравлический, от насосной станции, включающей три насоса (один резервный).

Морозильные плиты имеют конический профиль. При расположении в двух торцевых дисках обе стороны плиты используются для замораживания рыбы. Каждая плита Разделена на две равные части с поперечной планкой. По каналам морозильных плит циркулирует х.а. (R-22), который поступает и отводится через малый вал ротора, разделённый на две части и два кольцевых коллектора. Диаметр подводящей медно-никелевой трубки - 10 мм, отводящей 15 мм. Для равномерного распределения жидкого х.а. по морозильным плитам на входе подводящих трубок установлены дроссельные шайбы с внутренним диаметром 3,1 мм.

Плиты, выполненные из алюминиевого сплава, могут перемещаться в радиальном направлении от центра ротора, что позволяет компенсировать увеличение обмена продукта при замораживании.

Морозильный аппарат работает следующим образом. Порции рыбы поступают в два дозирующих устройства, установленных на механических весах. Затем рыба пересыпается в окантовки и разравнивается механизмом подпрессоввки, после чего предварительная подпрессовка продукта для получения его равномерной толщины. Далее окантовки с рыбой вместе с листом загрузочного стола передвигаются в межплиточном пространстве аппарата. При обратном движении листа окантовки с рыбой остаются между плитами.

Устройство для выгрузки замороженных блоков в принципе аналогично загрузочному устройству. Оно устанавливает окантовку с рыбой на основание где специальное устройство, состоящее из металлической пластины и гидравлического привода, выдавливает блоки рыбы из окантовок, и они по наклонным направляющим поступают на транспортер. Далее это устройство задвигает их в межплиточное пространство аппарата для последующей загрузки после поворота ротора на угол 6.

Межплиточное пространство двух ячеек, расположенных между положениями загрузки и выгрузки, в процессе работы аппарата остается свободным, т.е. в замораживании участвуют 59 морозильных плит. Привод вращает ротор по тактам. Приводное усиление передается на штифты на боковом фланце ротора. Управление процессами перемещения производится относящимися к МА FGP 25-3 электрораспределительной и гидравлической установками.

Морозильный аппарат особо прочной конструкции. Применённые материалы и антикоррозийная защита соответствует условиям эксплуатации на борту рыбопромысловых судов. В нашем случае на БМРТ типа «Маяковский».

За основу данной холодильной установки взята СХУ типа «Орленок».

4. Расчет характеристик отдельных узлов и СХУ в целом

Массивы исходных данных для расчета характеристик отдельных узлов холодильной установки, работающей на морозильном аппарате FGP 25-3.

4.1 Морозильный аппарат FGP 25-3