Đồ Án Thiết kế hệ thống lạnh công ty xuất khẩu Thủy Sản lạnh đông THO QUANG (Full Cad)

MỤC LỤC


Lời nói đầu 5
CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU NHÀ MÁY VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 6
1.1. Giới thiệu về nhà máy 6
1.2. Nhiệm vụ thiết kế 7
1.2.1. Tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 8
1.2.2. Hầm đông gió 3000 kg/mẻ 8
1.2.3. Máy đá vảy 20 tấn/ngày 8
1.2.4. Thông số tính toán ngoài trời 8

CHƯƠNG II - THIẾT KẾ TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1000 KG/MẺ 9
2.1. Đặc tính kỹ thuật của tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 9
2.2. Xác định kích thước tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 10
2.2.1. Kích thước , số lượng khay và các tấm lắc cấp đông 10
2.2.2. Kích thước tủ cấp đông tiếp xúc 11
2.3. Cấu trúc xây dựng và tính chiều dày cách nhiệt của tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 12
2.3.1. Cấu trúc xây dựng 12
2.3.2. Xác định chiều dày cách nhiệt 12
2.3.3. Tính kiểm tra hiện tượng đọng sương 13
2.3.4. Tính kiểm tra đọng ẩm 14
2.4. Tính nhiệt tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 14
2.4.1. Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q1 14
2.4.2. Tổn thất nhiệt do sản phẩm mang vào Q2 15
2.4.2.1.Tổn thất do sản phẩm mang vào 15
2.4.2.2. Tổn thất do làm lạnh khay cấp đông 16
2.4.2.3. Tổn thất do châm nước 16
2.4.3. Tổn thất nhiệt do mở cửa Q3 17
2.4.4. Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén 18
2.5. Thành lập sơ đồ , tính toán chu trình lạnh và tính chọn máy nén 18
2.5.1. Chọn các thông số của chế độ làm việc 18
2.5.1.1. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0¬ 18
2.5.1.2. Nhiệt độ ngưng tụ tk 18
2.5.1.3. Nhiệt độ quá lạnh tql 19
2.5.1.4. Nhiệt độ hơi hút th 19
2.5.2. Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh 19
2.5.2.1. Thành lập sơ đồ 20
2.5.2.2. Tính toán chu trình lạnh và chọn máy nén 24

CHƯƠNG III - THIẾT KẾ HẦM ĐÔNG GIÓ 3000 KG/MẺ 34
3.1. Đặc tính kỹ thuật của hầm cấp đông gió 3000 kg/mẻ 34
3.2. Xác định kích thước của hầm cấp đông gió 3000 kg/mẻ 35
3.2.1. Dung tích hầm cấp đông 35
3.2.2. Diện tích hầm cấp đông 35
3.3. Cấu trúc xây dựng và tính chiều dày cách nhiệt của hầm đông gió 3000 kg/mẻ 35
3.3.1. Cấu trúc xây dựng 35
3.3.2. Tính chiều dày cách nhiệt 36
3.3.2.1. Tính chiều dày cách nhiệt tường và trần 36
3.3.2.2. Tính chiều dày cách nhiệt nền 38
3.4. Tính nhiệt hầm cấp đông 3000 kg/mẻ 39
3.4.1. Tổn thất do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q1 39
3.4.1.1. Tổn thất qua tường , trần 40
3.4.1.2. Tổn thất qua nền 40
3.4.2. Tổn thất do sản phẩm mang vào Q2 41
3.4.2.1. Tổn thất do sản phẩm mang vào 41
3.4.2.2. Tổn thất do làm lạnh khay cấp đông 41
3.4.2.3. Tổn thất do làm lạnh xe chất hàng 42
3.4.2.4. Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước châm 43
3.4.3. Tổn thất nhiệt do vận hành Q3 44
3.4.3.1. Tổn thất nhiệt do mở cửa Q31 44
3.4.3.2. Tổn thất nhiệt do chiếu sáng buồng Q32 44
3.4.3.3. Tổn thất nhiệt do người toả ra Q33 44
3.4.3.4. Tổn thất nhiệt do các động cơ quạt Q34 45
3.4.3.5. Tổn thất nhiệt do xả băng Q35 45
3.4.4. Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén 46
3.5. Thành lập sơ đồ , tính toán chu trình lạnh và tính chọn máy nén 46
3.5.1. Chọn các thông số của chế độ làm việc 46
3.5.1.1. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0¬ 47
3.5.1.2. Nhiệt độ ngưng tụ tk 47
3.5.1.3. Nhiệt độ quá lạnh tql 47
3.5.1.4. Nhiệt độ hơi hút th 47
3.5.2. Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh 48
3.5.2.1. Thành lập sơ đồ 48
2.5.2.2. Tính toán chu trình lạnh và chọn máy nén 53

CHƯƠNG IV - THIẾT KẾ MÁY ĐÁ VẢY 20 TẤN/NGÀY 59
4.1. Giới thiệu máy đá vảy 20 tấn/ngày 59
4.2. Giới thiệu kho chứa đá vảy 20 tấn/ngày 59
4.3. Chọn cối đá vảy 60
4.4. Xác định kích thước cối đá vảy 61
4.5. Kết cấu cách nhiệt 61
4.6. Tính nhiệt hệ thống cối đá vảy 62
4.6.1. Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt Q1 62
4.6.1.1. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che cối đá 63
4.6.1.2. Nhiệt truyền kết cấu bao bể nước tuần hoàn 65
4.6.2. Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước đá Q2 66
4.6.3. Tổn thất nhiệt do mô tơ dao cắt đá tạo ra Q3 67
4.6.4. Xác định tải nhiệt của máy nén và năng suất lạnh của máy nén 67
4.7. Thành lập sơ đồ , tính toán chu trình lạnh và tính chọn máy nén 68
4.7.1. Chọn các thông số của chế độ làm việc 68
4.7.1.1. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0¬ 68
4.7.1.2. Nhiệt độ ngưng tụ tk 68
4.7.1.3. Nhiệt độ quá lạnh tql 69
4.7.1.4. Nhiệt độ hơi hút th 69
4.7.2. Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh 69
4.7.2.1. Thành lập sơ đồ 70
4.7.2.2. Tính toán chu trình lạnh và chọn máy nén 74

CHƯƠNG V – TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 83
5.1. Tính chọn thiết bị ngưng tụ 83
5.1.1. Thông số thiết bị ngưng tụ 83
5.1.2. Tính toán các thông số của thiết bị ngưng tụ 83
5.1.2.1. Phụ tải nhiệt cho thiết bị ngưng tụ 83
5.1.2.2. Xác định diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của tháp ngưng tụ 84
5.1.2.3. Lưu lượng khối lượng của không khí qua thiết bị ngưng tụ 84
5.1.2.4. Entanpi của không khí ra khỏi thiết bị 85
5.1.2.5. Hệ số toả nhiệt của vách (ngoài ) của ống tới màng nước 85
5.1.2.6. Lượng nước phun 85
5.1.2.7. Lượng nước bay hơi và lượng nước tổng bị cuốn theo gió 85
5.1.2.8. Các kích thước cơ bản của thiết bị ngưng tụ bay hơi 86
5.1.2.9. Lượng nước làm mát cung cấp cho thiết bị ngưng tụ 87
5.2. Tính chọn dàn lạnh cho hầm cấp đông 87
5.2.1. Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của dàn lạnh 88
5.2.2. Lưu lượng không khí qua mỗi dàn 88

CHƯƠNG VI – TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 89
6.1. Bình trung gian 89
6.1.1. Công dụng 89
6.1.2. Tính chọn bình trung gian 89
6.2. Bình tách dầu 91
6.3. Bình tách lỏng 92
6.4. Bình chứa cao áp 93
6.5. Bình chứa dầu 94

CHƯƠNG VII – TÍNH CHỌN ĐƯỜNG ỐNG 95
7.1. Tính chọn đường ống cho tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 95
7.1.1. Các thông số đã biết 95
7.1.2. Tính toán để chọn đường ống 95
7.1.2.1. Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp 95
7.1.2.2. Tính chọn đường ống cho cấp cao áp 96
7.2. Tính chọn đường ống cho hầm đông gió 3000 kg/mẻ 98
7.2.1. Các thông số đã biết 98
7.2.2. Tính toán để chọn đường ống 98
7.2.2.1. Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp 98
7.2.2.2. Tính chọn đường ống cho cấp cao áp 99
7.3. Tính chọn đường ống cho máy đá vảy 20 tấn/ngày 101
7.3.1. Các thông số đã biết 101
7.3.2. Tính toán để chọn đường ống 101
7.3.2.1. Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp 101
7.3.2.2. Tính chọn đường ống cho cấp cao áp 102

CHƯƠNG VIII- VẬN HÀNH ,BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH 104
8.1. Những vấn đề chung 104
8.2. Điều kiện làm việc bình thường của hệ thống lạnh 104
8.3. Khởi động và ngừng hệ thống hai cấp 105
8.4. Bảo dưỡng hệ thống lạnh 107
8.4.1. Bảo dưỡng thiết bị bay hơi 107
8.4.2. Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ 107
8.4.3. Bảo dưỡng máy nén 107
8.4.4.Xả dầu ra khỏi hệ thống amoniăc 108

BẢNG CÁC KÝ HIỆU QUI ƯỚC 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO 110

LỜI NÓI ĐẦU

Từ lâu con người đã biết tận dụng lạnh của thiên nhiên như băng tuyết để ướp lạnh bảo quản thực phẩm. Từ thế kỷ thứ 19 phương pháp làm lạnh nhân tạo đã ra đời và phát triển đến đỉnh cao của khoa học kỹ thuật hiện đại.
Ngày nay kỹ thuật lạnh đã đi sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học như : Công nghệ thực phẩm, công nghệ cơ khí chế tạo máy, luyện kim, y học và ngay cả kỹ thuật điện tử Lạnh đã được phổ biến và đã gần gũi với đời sống con người. Các sản phẩm thực phẩm như : Thịt, cá, rau, quả, tôm, mực nhờ có bảo quản mà có thể vận chuyển đến nơi xa xôi hoặc bảo quản trong thời gian dài mà không bị hư thối. Điều này nói lên được tầm quan trọng của kỹ thuật lạnh trong đời sống con người.
Nước ta có bờ biển dài nên tiềm năng về thuỷ sản rất lớn, các xí nghiệp đông lạnh có mặt trên mọi miền của đất nước. Nhưng để sản phẩm thuỷ sản đông lạnh của Việt Nam có chổ đứng vững vàng trên thị trường nội địa và thế giới đòi hỏi phải nâng cao chất lượng công nghệ làm lạnh nên nhiều xí nghiệp đang dần dần thay đổi công nghệ làm lạnh nhằm đáp ứng nhu cầu đó
Do thời gian và kiến thức có hạn, sự mới mẽ của thiết bị và chưa có kinh nghiệm thực tế, được sự cho phép của thầy giáo hướng dẫn em chọn đề tài thiết kế hệ thống lạnh cho nhà máy chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuất khẩu.
Trong quá trình tính toán, thiết kế chắc chắn còn nhiều thiếu sót, rất mong những ý kiến đóng góp và chỉ dạy của thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã chỉ dạy và giúp đỡ tận tình để đồ án này hoàn thành đúng thời hạn.

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU NHÀ MÁY VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1.1/ GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY
Nhà máy chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuất khẩu ra đời dựa trên nhu cầu phát triển tiềm năng thuỷ sản của Thành phố, nhằm đưa Đà Nẵng trở thành một trong những thành phố phát triển mạnh về chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuất khẩu.
ã Địa Điểm : Khu công nghiệp và dịch vụ thuỷ sản Thọ Quang, Thành phố Đà Nẵng.
ã Chủ đầu tư : Công ty thủy sản và thương mại Thuận Phước .
ã Các gói thầu : Cung cấp, lắp đặt máy móc thiết bị phục vụ sản xuất giai đoạn I, bao gồm 8 gói thầu, cụ thể như sau :
- Gói thầu 1 : Cung cấp và lắp đặt :
+ Dây chuyền cấp đông IQF xoắn, mạ băng, tái đông 500 kg/ giờ.
+ Dây chuyền cấp đông IQF tấm phẳng, mạ băng, tái đông 500 kg/giờ.
+ Dây chuyền hấp, mạ băng, tái đông 500 kg/ giờ. ( Không bao gồm máy IQF)
- Gói thầu 2 : Cung cấp và lắp đặt
+ Hầm đông 3000 kg/ mẻ 3 giờ
+ 2 tủ đông tiếp xúc mỗi tủ 1.000 kg/ mẻ 1,5 giờ
+ 2 tủ đông gió mỗi tủ 250 kg/giờ.
- Gói thầu 3 : Cung cấp và lắp đặt
+ 3 máy đá vảy mỗi máy 20 tấn/24 giờ
+ 2 máy đá vảy mỗi máy 30 tấn/24 giờ
+ 5 kho đá vảy phù hợp với 5 máy đá vảy trên (không bao gồm dàn lạnh ).
- Gói thầu 4 : Cung cấp và lắp đặt
+ Các kho lạnh (khôngbao gồm dàn lạnh )
- Gói thầu 5 : Cung cấp
+ Hệ thống lạnh NH¬¬3 trung tâm bao gồm : Các máy nén lạnh. Dàn ngưng tụ có thiết bị chống đóng cặn nước. Các bình áp lực. Thiết bị lọc ga ammonia cho hệ thống lạnh. Thiết bị xả khí không ngưng tự động. Hệ thống van và các thiết bị kiểm soát, điều khiển hệ thống, bơm ammonia kết nối với các thiết bị.
+ Dàn lạnh NH3 các loại cho các kho lạnh.
+ Hệ thống điện hệ thống lạnh : Tủ điện động lực, điều khiển có PLC và hệ thống điều khiển trung tâm bằng máy tính.
+ Cung cấp thiết kế kỹ thuật chi tiết, bản vẽ thi công và bản vẽ hoàn công, tài liệu kỹ thuật, hồ sơ kiểm định từng thiết bị và toàn bộ hệ thống.
- Gói thầu 6 :
* Lắp đặt
+ Hệ thống lạnh gói thầu số 5 và đầu nối các thiết bị gói thầu số 1, 2, 3, 4.
+ Hệ thống điều hoà không khí và làm lạnh nước chế biến.
* Cung cấp :
+ Đường ống thuộc hệ thống lạnh NH3 theo thiết kế của gói thầu 5
+ Ga ammonia, dầu lạnh
+ Thiết kế và cung cấp vật tư hệ thống điều hoà không khí và hệ thống làm lạnh nước chế biến.
- Gói thầu 7 : Cung cấp và lắp đặt :
+ Hệ thống kệ chứa hàng các kho lạnh .
- Gói thấu 8 : Cung cấp và lắp đặt :
+ Một hệ thống lò hơi 750 kg/ giờ cho dây chuyền hấp.
* Tóm lại : Toàn bộ nhà máy chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuất khẩu có 1 hệ thống lạnh trung tâm dùng môi chất NH3, bao gồm :
- 3 dây chuyền IQF, mỗi dây chuyền có năng suất 500 kg/giờ
- 2 tủ đông tiếp xúc, mỗi tủ 1.000 kg/ 1,5 giờ
- 2 tủ đông gió, mỗi tủ 250 kg/giờ
- 1 hầm đông gió 3.000 kg/3giờ
- 2 máy đá vảy, mỗi máy 30 tấn/ngày
- 3 máy đá vảy, mỗi máy 20 tấn/ngày
- 1 kho lạnh thương mại bao gồm
+ 1 kho 1.500 tấn
+ 3 kho 250 tấn
+ các hành lang kho
- 2 kho chờ đông, mối kho 50 tấn
- 1 kho làm mát sản phẩm 10 tấn
- 1 thiết bị làm lạnh nước cho điều hoà không khí 900 KW
- 1 thiết bị làm lạnh nước chế biến 20 m3/ h
- Hệ thống điều hoà không khí toàn nhà máy.
ã Nguồn vốn :
Vốn phát triển sản xuất của công ty thuỷ sản và thương mại Thuận Phước.
8.4/ Bảo dưỡng hệ thống lạnh
8.4.1/ Bảo dưỡng các thiết bị bay hơi
Bộ lạnh và dàn lạnh không khí. Định kì kiểm tra bảo dưỡng quạt gió, hệ thống phá tuyết bằng điện.
- Phá băng dàn lạnh .
Hệ thống làm lạnh trực tiếp : thường sử dụng hệ thống làm tan giá bằng hơi môi chất nóng. Với hệ thống amoniăc : ngừng cấp lỏng, nối thông các dàn lạnh với bình chứa thu hồi để lỏng được tính trong bình chứa. Mở van hơi phá băng từ máy nén vào dàn để làm tan giá.
Chú ý điều chỉnh giử áp suất của hơi ngưng tụ trong dàn không nhỏ hơn 4 bar để nhiệt độ ngưng tụ của hơi cao hơn 0oC. Sau khi phá băng xong thì thổi trực tiếp amoniăc để làm sạch dầu bám trong hệ thống, sau đó đóng van thông dàn với bình chứa thu hồi và mở van cao áp thông với bình chứa này, đưa lỏng về ống góp lỏng.
Hệ thống làm lạnh gián tiếp : sử dụng hệ thống làm tan giá bằng dung dịch nước muối nóng 40 50oC.
8.4.2/ Thiết bị ngưng tụ
- Ít nhất có một tháng một lần phải xả dầu ( qua bình chứa dầu ).
- Khi bề mặt ống bị bám dầu ( về phía môi chất ) hay bị dám cặn ( về phía nước làm mát ) phải xử lý bằng các phương pháp cơ học và hoá học. Sau khi làm sạch bình ngưng phải thử kín, thử bền. Có thể dùng nút kim loại có độ cồn 1 : 50 nút một số ống bị rò, nhưng số lượng ống không dùng này không được quá 5% tổng số ống của bình ngưng.
- Với các dàn ngưng : lau chùi bằng bàn chải lông sau đó rửa bằng nước ấm ở nhiệt độ khoảng 50 oC. Nếu bề mặt dàn ngưng có các lớp bẩn bám dính thì rửa bằng dung dịch NaCO3 ấm, nồng độ khoảng 5 % sau đó thổi khô bằng không khí nén.
- Kiểm tra không khí lọt vào thiết bị ngưng tụ theo cách sau :
+ Độ chênh giữa áp suất do áp kế chỉ và áp suất bảo hoà ở nhiệt độ môi trường càng lớn thì chứng tỏ trong hệ thống càng có nhiều khí lọt.
+ Làm các thao tác xả khí.
8.4.3/ Máy nén
Việc bảo dưỡng máy nén rất quan trọng, đặc biệt là với các máy nén công suất lớn và với hệ thống amoniăc
- Bảo dưỡng dịnh kỳ : Cứ sau 72 đến 100 giờ làm việc phải thay dầu máy nén. 5 lần đầu phải thay dầu hoàn toàn bằng cách mở nắp bên tháo sạch dầu, dùng khí nén thổi sạch và đổ dầu mới vào .
- Kiểm tra dự phòng : Cứ sau 3 tháng làm việc phải tháo và kiểm tra các cụm chi tiết chủ yếu như xilanh, piston, tay quay thanh chuyền, cla-pê, nắpbit
- Phá cặn áo trước làm mát : nếu trong đường ống dẫn nước và mặt trong áo nước làm mát của máy nén bị đóng cặn thì phải cho axit clohydric 25% vào ngâm 8 12 giờ sau đó rửa cẩn thận bằng dung dịch NaOH 10 15% và rửa lại bằng nước sạch.
8.4.4/ Xả dầu ra khỏi hệ thống amoniăc
Thiết bị tách dầu không thể loại trừ hết dầu lưu động cùng amoniăc trong hệ thống nên thường xuyên có dầu tích tụ ở các thiết bị của hệ thống. Trong khi vận hành phải chú ý xả dầu, có thể theo chu kỳ như sau :
- Các dàn lạnh mỗi lần phá băng
- Các bình bay hơi : 10 ngày /lần
- Bình ngưng, bình chứa, bình tách lòng : 1 tháng/lần
- Bình trung gian : 10 ngày/lần
- Bình tách dầu và bình chứa dầu 5 ngày/lần.