Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Октября 2012 в 07:13, дипломная работа
Уже к 90-м годам XX в. были предложены в качестве хладагентов вещества, не содержащие разрушителей озона. Первым промышленным хладагентом нового типа явился R134a (SUVA 134а) для замены R12.
Значительно сложнее было найти хладагент для замены R502 и R22, т. к. для получения нужных теплофизических свойств требовались смеси горючих и негорючих веществ. В настоящее время подобные хладагенты созданы почти во всех областях холодильной техники.
Введение………………………………………………….……………..................2
Условные обозначения………………………………………………………........3
1. Расчёт ходкости судна..……………………………….…………………….....4
1.1. Расчёт сопротивления воды движению судна и буксировочной мощности…………………..…….…………………………..…...………...4
1.2. Расчёт элементов гребного винта и потребной мощности силовой установки при заданной скорости судна……….……………...………....6
2. Главный двигатель……………………………………………………………16
2.1 Обоснование выбора типа главного двигателя…………………………16
2.2 Описание двигателя………………………………………………………17
2.3 Выбор и обоснование рабочих параметров……………………………..23
3. Электростанция………………………………………………...……………..26
3.1Выбор типа судовой электростанции……………….………...................26
3.2 Расчёт нагрузки судовой электростанции.……………………….……..26
3.3 Определение мощности на различных режимах…..…………….……..30
4. Модернизация холодильной установки провизионных кладовых…….…..31
4.1 Введение………………………………………………………….……….31
4.2 Монреальский протокол………………………………………….……...34
4.3 Калорический расчёт…………………………………………….……….35
4.4 Выбор хладагента………………………………………………….……..40
4.5 Вывод……………………………………………………………….……..42
4.6 Установка сбора хладагента……………………………………….…….43
4.7 Замена R22 на R422D…………………………………………….………47
5. Автоматизация СЭУ………………………………………………….……….49
5.1Описание общего раздела автоматизации…...………………………….49
5.2 Автоматизация главного двигателя……………………………...……...50
5.3 Автоматизация систем…………………………………………………...50
5.4 Автоматизация судовой холодильной установки………………….…..52
6. Техническое обслуживание и ремонт теплообменных аппаратов,
входящих в судовую холодильную установку…………………….…..…..60
6.1 Описание воздухоохладителя…………………………...………………60
6.2 Требования российского морского регистра судоходства……..……...61
6.3 Техническое обслуживание………………………..…………………….63
6.4 Проблемы, связанные с теплообменными аппаратами…………..…….66
6.5 Определение наличия утечек фреона и их устранение…….………….67
6.6 Испытания………………………………………………….……………..68
7. Безопасность жизнедеятельности…………………..………..………………70
7.1 Техника безопасности при работе с оборудованием холодильной установки………………………………………………………………….70
7.2 Общее описание системы водяного пожаротушения…………………..72
7.3 Требования по охране морской среды…………………………………...73
7.4 Обеспечение пожарной безопасности на судах………………………...76
Заключение…………………………………………………………………..…...81
Список литературы…………………………………………………………..…..82
Воздухоохладитель типа HFS-2 устанавливается непосредственно в провизионных кладовых, температурный режим которых лежит в пределах от -25 до -10°С. Воздухоохладитель имеет в своей конструкции красномедные трубки с оребрением, внешний диаметр которых равен 19мм, а внутренний составляет 15,2мм. Трубки соединены таким образом, что хладон, поступивший в испаритель, проходит последовательно через каждую из них. Так же в корпус воздухоохладителя встроен осевой вентилятор с электродвигателем. Для оттаивания снеговой шубы он оборудуется электронагревателем. Отвод влаги, выпавшей из воздуха при его охлаждении или появившейся при оттаивании снеговой шубы, осуществляется через патрубок в поддоне воздухоохладителя.
6.2 Требования российского морского регистра.
2.3.5 Резервное оборудование компрессорной холодильной установки должно состоять из одного компрессора с приводным двигателем, одного конденсатора, системы управления и всей арматуры, необходимой для обеспечения независимой работы всех устройств этого оборудования.
Мощность резервного оборудования должна быть такой, чтобы при выходе из строя одного любого основного компрессора или конденсатора обеспечивались холодом все потребители.
2.4.1 Качество и основные характеристики материалов, применяемых для изготовления деталей, узлов и крепежа холодильного оборудования, работающих в условиях динамических нагрузок, избыточного давления, переменных и низких температур, должны соответствовать требованиям части XIII «Материалы».
Выбор материала должен производиться в зависимости от рабочей температуры и физико-химических свойств холодильного агента:
.1 материалы частей оборудования, работающих с холодильными агентами и их растворами, смазочными маслами, охлаждающими и охлаждаемыми средами, должны быть инертны и устойчивы по отношению к ним;
.2 материалы частей оборудования, работающих в условиях низких температур, не должны иметь структурных необратимых изменений и должны сохранять достаточную прочность при низких рабочих температурах;
.3 материалы для деталей и узлов холодильного оборудования, работающих при температурах до — 50 оС, должны выбираться с учетом гл. 1.2 части II «Корпус» и гл. 3.5 части XIII «Материалы»;
2.4.2 Детали механизмов и аппаратов, которые
соприкасаются со средами, способствующими
возникновению коррозии, должны быть изготовлены
из материалов с достаточной коррозионной
стойкостью по отношению к этим средам
или должны иметь антикоррозионные покрытия.
Узлы и конструкции механизмов и аппаратов, которые изготовлены из материалов с различным электролитическим потенциалом и могут соприкасаться с морской водой, должны быть защищены от электролитической коррозии.
2.4.3 Стальные трубопроводы холодильного агента, холодоносителя и соединительные части этих трубопроводов, изготовленные не из нержавеющей стали, должны быть оцинкованы снаружи или должны иметь равноценную антикоррозионную защиту. Поверхности, соприкасающиеся с холодильным агентом или холодоносителем, не должны быть оцинкованными.
3.3.1 Холодильные аппараты, батареи, механизмы, приборы, а так же трубопроводы и воздуховоды, расположенные в охлаждаемых помещениях, должны быть надежно закреплены и защищены от повреждения грузом.
3.3.2 При системе воздушного охлаждения воздухоохладители могут располагаться как в отдельных помещениях, так и в охлаждаемых грузовых помещениях. При расположении в охлаждаемых грузовых помещениях воздухоохладители должны быть снабжены сборником конденсата. Для охлаждаемых помещений с минусовыми температурами сборники конденсата рекомендуется выполнять с обогревом.
3.4.3 Арматура трубопроводов, ведущих внутрь аппарата, должна быть расположена вне этого аппарата.
Пропускная способность G, кг/с, должна быть не менее определяемой по формуле
G = qS/r,
где q — интенсивность теплового потока из помещения во время пожара, кВт/м2 (во всех случаях принимается равной 10 кВт/м2); S — площадь наружной поверхности сосуда (аппарата), м2;
г — удельная теплота парообразования холодильного агента при давлении открытия предохранительного клапана, кДж/кг.
Предохранительные устройства должны состоять из двух предохранительных клапанов и переключающего устройства такой конструкции, чтобы в любом случае с аппаратом или сосудом были соединены оба предохранительных клапана или один из них. Каждый клапан должен быть рассчитан на полную пропускную способность.
Регистр может потребовать снабжения предохранительными устройствами также аппаратов иного типа, если это будет признано целесообразным.
Установка запорных клапанов между аппаратом или сосудом и предохранительным устройством не допускается.
Применение предохранительных устройств с одним предохранительным клапаном или иных конструктивных типов является в каждом случае предметом специального рассмотрения Регистром.
5.2.1 Воздухоохладители, работающие под давлением
холодильного агента, должны иметь сварную
или паяную конструкцию. Фланцевые
соединения между секциями и трубопроводами
должны применяться только в необходимых
случаях; при этом все фланцевые соединения
должны располагаться в легкодоступных
местах, обеспечивающих возможность проверки
плотности соединений.
5.2.2 Если для охлаждения грузовых помещений
применяется только один воздухоохладитель,
он должен состоять не менее чем из двух
самостоятельных секций, каждая из которых
должна быть отключаемой.
6.3 Техническое обслуживание.
В процессе обслуживания установки необходимо обеспечить заданный температурно-влажностный режим охлаждения объектов, контролировать герметичность системы холодильного агента и исключить возможность проникновения в систему воздуха и влаги. Контроль за температурой охлаждаемых объектов (провизионных кладовых) ведут ежечасно с помощью дистанционных термометров. Герметичность системы проверяют ежедневно по следам масла и не реже 2 раз в неделю обмыливанием, галоидной лампой или электронным течеискателем. Обнаруженные утечки немедленно устраняют. Если такой возможности нет, поврежденный участок отключают во избежание полной потери хладона из системы.
Для предотвращения возможности проникновения в систему холодильного агента воздуха и влаги необходимо:
- Не допускать работы установки на вакууме;
- Как можно реже вскрывать систему. При необходимости вскрытия системы на стороне низкого давления работы начинать только после того, как температура вскрываемого участка сравняется с температурой окружающего воздуха;
- При эксплуатации фреоновых автоматизированных установок желательно поддерживать давление конденсации относительно постоянным.
Обслуживание конденсатора и испарителя.
Особое внимание при эксплуатации конденсаторов необходимо уделять их герметичности. Ежедневно проверять герметичность наружных частей конденсатора, фланцевых и штуцерных соединений, запорной арматуры и предохранительных клапанов.
Герметичность теплообменных трубок и трубных решеток необходимо проверять не реже 1 раза в месяц. Для проверки спускают воду из водяной полости конденсатора и вводят в нее конец гибкого шланга галоидной лампы или щуп течеискателя. При обнаружении утечки спускают воду, снимают боковые крышки конденсатора и проверяют герметичность трубной решетки, каждой трубки, ее крепление в трубной решетке. Утечки холодильного агента в конденсаторе можно определить по звуку, издаваемому выходящим хладоном, а также путем обмыливания тщательно очищенной поверхности трубных решеток. После проверки трубных решеток обмыливают каждую трубку. Чтобы в проверяемой трубке не было движения воздуха, ее с одной стороны закрывают резиновой заглушкой. Если мыльная пена не разрывается в течение минуты, трубка считается плотной. Помимо описанных методов, неплотности в системе можно также определить по следам и подтекам масла. Ввиду взаимной растворимости хладона и масла появление масляных пятен указывает на возможную утечку хладона. В этом случае следует обезжирить (бензином, ацетоном, спиртом), вытереть насухо проверяемое соединение и плотно обернуть его белой бумагой. Повторное появление следов масла подтверждает наличие утечки хладона. При обнаружении неплотности конденсатора, хладон из него следует перекачать в другие конденсаторы или баллоны и только после этого устранять утечки
При работе установки необходимо стремиться поддерживать минимально возможный уровень жидкого хладона в конденсаторе. Повышение уровня жидкости в нем исключает из теплообмена часть нижних трубок, что может привести к повышению давления конденсации. Конденсатор загрязняется минеральными отложениями в виде накипи (водяной камень), биологическими, механическими загрязнениями (ил, песок и т. п.) и ржавчиной. Поэтому не реже 1 раза в 6 мес, а также при повышении температуры конденсации на 3—4°С следует снимать крышки и очищать внутреннюю поверхность теплообменных трубок, трубные решетки и крышки от загрязнений. Трубки конденсаторов от минеральных отложений очищают двумя способами: механическим и химическим.
При механическом способе трубки очищают специальными шарошками, вводимыми в трубки с помощью гибкого вала, приводимого во вращение электродвигателем или сжатым воздухом. Затем трубки продувают сжатым воздухом давлением около 0,6 МПа (6 кгс/см2).
Если внутренняя поверхность столь загрязнена, что механическая очистка не дает положительных результатов, ее очищают 6—10%-ным раствором соляной кислоты. Для уменьшения коррозийного воздействия кислоты в нее добавляют ингибитор — уротропин (0,17%), Раствор приготовляют в специальном баке и подают в конденсатор насосом. Из конденсатора раствор должен опять стекать в бак. Раствор должен циркулировать примерно в течение 1 ч. После растворения накипи трубки тщательно промывают забортной водой для удаления загрязнений и остатков раствора.
При работе с кислотой необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Внутреннюю поверхность конденсаторов очищают от масла, продувая их сжатым воздухом. Можно использовать котельный пар невысокого давления с последующим продуванием конденсатора воздухом, а лучше — агентом для удаления влаги. Одновременно с очисткой рабочих поверхностей конденсаторов проверяют состояние протекторов, разъеденные и изношенные заменяют.
Кожухотрубные испарители проверяют на герметичность так же, как и конденсаторы. Испарители для охлаждения воздуха проверяют на герметичность сразу же после оттаивания снеговой «шубы». Перед этим тщательно проветривают помещение, затем убеждаются в отсутствии следов масла на штуцерных соединениях. Обнаруженные незначительные утечки хладона в соединениях испарительной системы можно устранять под давлением.
В рассольных системах охлаждения концентрацию рассола проверяют не реже 2 раз в неделю. После остановки рассольного насоса работа компрессора недопустима во избежание замерзания рассола в испарителе.
В связи с тем, что рассолы являются агрессивной средой, вызывающей коррозию поверхности испарителя, необходимо своевременно заменять изношенные протекторы.
Предохранительные клапаны конденсаторов и ресиверов настраивают на открытие при давлениях 1,4 МПа (14 кгс/см2) для R12 и 2,1 МПа (21 кгс/см2) для R22, предохранительные клапаны кожухотрубных испарителей — при давлениях соответственно 1,05 МПа (10,5 кгс/см2) и 1,6 МПа (16 кгс/см2). Клапаны проверяют каждые четыре года, начиная со второго года постройки установки, на специальном стенде инертным газом. После подрыва клапан должен полностью прекратить выпуск газа при снижении давления не более чем на 15%.
Удаление снеговой «шубы». При охлаждении воздуха ниже температуры точки росы из него выпадает влага. Если температура охлаждающих батарей, установленных в кладовых, ниже 0°С„ выпавшая влага замерзает на охлаждающих поверхностях, образуя снеговую «шубу». Образование снеговой «шубы» отрицательно сказывается на процессе теплопередачи. Так, слой снега толщиной 1—2 мм уменьшает теплопередачу на 12—15% из-за низкого значения теплопроводности «шубы», которое составляет 0,11 Вт (м-°С). Теплопроводность для меди равна 394, для льда — 2,4 Вт (м-°С). В связи с этим следует принимать меры, замедляющие процесс образования снеговой «шубы»: не допускать проникновения влаги в провизионные кладовые извне, грузить продукты в кладовые в возможно более короткое время, работать с минимально возможной разностью температур охлаждаемого помещения и холодильного агента (рассола) и др.
Снеговая «шуба» толщиной более 5 мм подлежит удалению. На современных судах снеговую «шубу» удаляют электрогрелками, вмонтированными в испарители, или горячим паром. Во втором случае пар из компрессора по специальной трубе нагнетается в испаритель, который в данном случае работает как конденсатор: пар в нем конденсируется за счет теплоты таянья снеговой «шубы» и жидкий хладон подается в работающие испарители других кладовых. Включение электроподогревателей может быть автоматизировано и осуществляться с помощью реле времени. Если оттаивание произойдет за время менее, чем предусмотрено при настройке, компрессор и вентиляторы, а также линейные соленоидные вентили, если они предусмотрены, включаются специальным реле низкого давления, реагирующим на повышение давления во всасывающей трубе компрессора.
6.4 Проблемы, связанные с теплообменными аппаратами:
-Пониженное давление (температура) кипения хладона в испарителе в результате уменьшения коэффициента теплопередачи активной поверхности испарителя, а также в том случае, когда фактическая холодопроизводительность компрессора выше тепловой нагрузки.
Понижение коэффициента теплопередачи испарителя происходит в результате образования снеговой «шубы» на наружной поверхности испарительной 'батареи или загрязнения маслом ее внутренней поверхности. Причиной уменьшения активной поверхности испарителя является недостаточная подача хладона в испаритель, сопровождающаяся повышением перегрева на всасывании. Это может быть следствием недостатка хладона в системе, малого открытия ТРВ, замерзания влаги в его дроссельном отверстии, засорения фильтра ТРВ или фильтра-осушителя. При низкой температуре забортной воды температура кипения хладона может понизиться вследствие того, что подача холодильного агента в испаритель через ТРВ недостаточна из-за малого давления конденсации.