Đồ án Khảo sát và tính kiểm tra hệ thống cấp đông máy nén vít

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANGKHOA CHẾ BIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT VÀ TÍNH KIỂM TRA HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG MÁY NÉN VÍT GVHD : TS LÊ VĂN KHẨN SVTH : BÙI HẢI DƯƠNG MSSV : 45DC043 LỚP : 45NL NỘI DUNG THỰC HIỆNCỦA ĐỒ ÁN BAO GỒM Chương I _ Tổng quan về công nghệ thiết bị cấp đông Chương II _ Tổng quan hệ thống lạnh tại Công Ty Chương III _ Tính toán nhiệt tải máy nén và năng suất lạnh thực tế Chương IV _ Hệ thống điện động lực và điều khiển Chương V _ Vận hành và bảo dưỡng hệ thống lạnh Chương VI _ Kết luận và đề xuất ý kiến. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Được sự phân công của Ban Chủ Nhiệm Khoa Chế Biến và sự hướng dẫn của thầy Lê Văn Khẩn, em đã được nhận đồ án tốt nghiệp: “Khảo sát và tính kiểm tra hệ thống cấp đông máy nén vít”. Đồ án gồm 2 nội dung chính: Khảo sát hệ thống cấp đông Máy nén Thiết bị ngưng tụ Thiết bị bay hơi Các thiết bị phụ của hệ thống Tính kiểm tra một số thiết bị trong hệ thống cấp đông Tính kiểm tra cách nhiệt buồng cấp đông Tính kiểm tra công suất các thiết bị Tính kiểm tra chiều dày các bình chứa Nhiệm vụ Cấu tạo Nguyên lí hoạt động Đặc tính kĩ thuật CHƯƠNG I _ TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CẤP ĐÔNG HỆ THỐNG LẠNH Nội dung của chương này giới thiệu một số khái niệm, các vấn đề về cấp đông thực phẩm, các phương pháp và thiết bị cấp đông. Một số khái niệm gồm làm lạnh thực phẩm, điểm đóng băng và làm lạnh đông thực phẩm. Các vấn đề về cấp đông thực phẩm gồm tác động của sự kết tinh nước đối với thực phẩm, những yếu tố ảnh hưởng của sự kết tinh nước trong thực phẩm, những biến đổi của thực phẩm trong quá trình cấp đông và thời gian làm lạnh đông thực phẩm. Các phương pháp kết đông thực phẩm gồm kết đông rất chậm, kết đông chậm, kết đông nhanh, kết đông rất nhanh và kết đông cực nhanh. Các thiết bị kết đông thực phẩm gồm buồng kết đông, tủ kết đông, thổi gió, máy kết đông tầng sôi, máy kết đông băng chuyền xoắn, máy kết đông băng chuyền thẳng, máy kết đông tiếp xúc, máy kết đông nhúng chìm trong chất tải lạnh và máy kết đông trong khí hoá lỏng. CHƯƠNG II _ TỔNG QUANHỆ THỐNG LẠNH TẠI CÔNG TY TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY Quá trình hình thành và phát triển của Công Ty Cơ cấu tổ chức và quản lí của Công Ty Sơ đồ mặt bằng của nhà máy TỔNG QUAN VỀ KĨ THUẬT LẠNH Ứng dụng của kĩ thuật lạnh Kho lạnh và phân loại kho lạnh Hệ thống cấp đông tại Công Ty Trong đồ án tốt nghiệp này em chỉ khảo sát 1 máy nén trục vít trong hệ thống máy nén trục vít Mycom liên hoàn chạy cho 2 băng chuyền IQF 500 Kg/h Và đây là sơ đồ hệ thống lạnh 2 máy nén trục vít chạy liên hoàn cho 2 băng chuyền IQF 500 Kg/h. CHƯƠNG III _ TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI MÁY NÉN VÀ NĂNG SUẤT LẠNH TÍNH KIỂM TRA CÁCH NHIỆT TỦ CẤP ĐÔNG Chiều dày cách nhiệt tủ cấp đông Hệ số truyền nhiệt (Do buồng cấp đông sản phẩm ở - 400C) Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của vách Hệ số toả nhiệt bên trong Vậy trên thực tế chọn chiều dày tổng là 150 mm là hoàn toàn hợp lí Hệ số truyền nhiệt thực được xác định lại CHỌN CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC THỰC CỦA HỆ THỐNG LẠNH Việc xác định các thông số kĩ thuật chính xác phù hợp với thực tế ở địa phương là hết sức quan trọng cho việc thiết kế và lắp đặt một hệ thống lạnh Chế độ làm việc của hệ thống lạnh được đặc trưng bằng 4 nhiệt độ Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0 = - 450C Nhiệt độ ngưng tụ tk = 400C Nhiệt độ quá lạnh tql = 100C Nhiệt độ hơi hút th = - 400C TÍNH NHIỆT TẢI CHO QUÁ TRÌNH CẤP ĐÔNG Tính toán chi phí lạnh cho quá trình cấp đông Chi phí lạnh cho quá trình cấp đông là lượng nhiệt lấy ra để hạ nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ cuối quá trình cấp đông QSP = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Q1 _ Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ đóng băng của nước trong sản phẩm Q2 _ Chi phí lạnh để đóng băng toàn bộ nước tự do trong sản phẩm Q3 _ Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ của nước đá tới nhiệt độ cuối quá trình cấp đông Q4 _ Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ của nước không đóng băng trong sản phẩm Q5 _ Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ chất khô trong sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu đến cuối nhiệt độ quá trình cấp đông Bảng 3.1 _ Tổng kết các kết quả tính toán chi phí lạnh của quá trình cấp đông Dòng nhiệt tổn thất do động cơ quạt Tổn thất nhiệt do không khí bên ngoài xâm nhập vào Năng suất lạnh Q0 được xác định Bảng 3.2 _ Kết quả tính toán nhiệt tải cho quá trình cấp đông Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của tủ cấp đông CHU TRÌNH LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG LẠNH Chu trình làm việc Thuyết minh chu trình Xác định các thông số tại các điểm nút Hình 3.1 _ Chu trình làm việc của hệ thống lạnh Bảng 3.3 _ Thông số trạng thái tại các điểm nút của chu trình TÍNH NĂNG SUẤT LẠNH MÁY NÉN Nhiệt lượng xâm nhập từ môi trường vào đường ống gây quá nhiệt hơi hút về máy nén Qqn = m1 (i1 - i10) = 0,87 (KW) QMN = b (Q0 + Qqn) = 74,8 (KW) b _ Hệ số kể đến sự tăng nhiệt độ của môi trường, của sản phẩm và các sai số trong tính toán (b = 1,1) Tính chọn máy nén Giới thiệu chung về máy nén Ưu điểm Cấu tạo đơn giản, số lượng chi tiết chuyển động ít Máy nén gọn gàng, chắc chắn, có khả năng chống va đập cao Năng suất lạnh có thể điều chỉnh vô cấp từ 100% xuống 10% Năng suất lạnh cao hơn nhiều so với máy nén piston Nhược điểm Công nghệ gia công phức tạp Giá thành cao và cần có thêm hệ thống phun dầu, làm mát dầu Cấu tạo máy nén vít . Piston giảm tải . Đầu hút máy nén tầm thấp . Đầu đẩy máy nén tầm thấp . Đầu hút máy nén tầm cao . Đầu đẩy máy nén tầm cao . Cặp trục vít tầm thấp . Cặp trục vít tầm cao . Trục nối với động cơ Chế độ giảm tải Trục vít Con trượt Cửa hút Cửa xả Chế độ đầy tải a) b) Điều chỉnh năng suất lạnh Chế độ giảm tải Chế độ đầy tải Hình 3.2 _ Cấu tạo máy nén vít Hình 3.3 _ Cơ chế điều chỉnh năng suất lạnh Vì các ưu nhược điểm như vậy nên chọn máy nén cho hệ thống để cấp IQF tại nhà máy là hệ thống 2 máy nén vít mắc liên hoàn chạy cho 2 tủ cấp đông siêu tốc IQF với Model N1612LSC – 54 – 130KW – 50Hz. Ta thấy QMN < Q0MN nên đảm bảo hệ thống làm việc bình thường. Và sau đây là một số hình ảnh về cụm máy nén trục vít 2 cấp được lắp đặt tại nhà máy Hình 3.4 _ Hình chiếu đứng máy nén trục vít E-01 _ Thiết bị làm mát dầu E-02 _ Lỏng làm mát trung gian F-04 _ Thiết bị lọc REF LIQUID INLET Lỏng vào làm mát dầu REF GAS OUTLET Hơi gas ra CV-06 _ Van chặn hút máy nén tầm cao CV-01 _ Van chặn hút máy nén tầm thấp Hình 3.5 _ Hình chiếu cạnh máy nén trục vít Hình 3.6 _ Hình chiếu đứng máy nén trục vít E-01 _ Thiết bị làm mát dầu E-02 _ Lỏng làm mát trung gian F-04 _ Thiết bị lọc REF LIQUID INLET _ Lỏng vào làm mát dầu REF GAS OUTLET _ Hơi gas ra Thiết bị ngưng tụ Cấu tạo Ống trao đổi nhiệt Dàn phun nước Lồng quạt Động cơ quạt Bộ chắn nước Ống gas vào Ống góp Ống cân bằng Ống lỏng ra Bơm nước Máng hứng nước Xả đáy bể nước Xả tràn Ưu điểm Có thể thiết kế rất lớn mà không bị hạn chế bởi bất kỳ lí do nào Ít tiêu tốn nước hơn so vơi các thiết bị ngưng tụ khác vì nước sử dụng theo kiểu tuần hoàn Các dàn ống kích thước nhỏ nên làm việc an toàn Dễ chế tạo, vận hành và sửa chữa Nhược điểm Các cụm ống trao đổi nhiệt thường xuyên tiếp xúc với môi trường không khí và nước nên dễ bị ăn mòn, chóng hỏng Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc vào khí tượng và thay đổi theo mùa trong năm Chỉ thích hợp lắp đặt ngoài trời , khu vực nền và không gian xung quanh dễ bị ẩm ướt Tính kiểm tra thiết bị ngưng tụ THIẾT BỊ BAY HƠI Vai trò của thiết bị bay hơi Cấu tạo Nguyên lí làm việc Chọn thiết bị Với năng suất lạnh (KW), công suất cấp đông 500 (kg/h), chọn buồng cấp đông IQF siêu tốc của SEAREFICO với các thông số: Bảng 3.4 _ Thông số buồng cấp đông IQF siêu tốc của SEAREFICO CÁC THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG Bình chứa cao áp Bình chứa cao áp dùng để chứa lỏng môi chất ở áp suất cao, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ, duy trì sự cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu. Bình chứa thấp áp Bình chứa thấp áp nhằm đảm bảo tuần hoàn môi chất lạnh trong thiết bị bay hơi cưỡng bức Hình 3.9 _ Cấu tạo bình chứa cao áp Hình 3.10 _ Cấu tạo bình chứa thấp áp Bình tập trung dầu Bình tập trung dầu nhằm gom dầu từ các bầu chứa dầu của toàn bộ hệ thống, giúp giảm nguy hiểm khi xả dầu và giảm tổn thất môi chất khi xả dầu khỏi hệ thống lạnh Thiết bị quá lạnh lỏng Thiết bị quá lạnh được sử dụng để làm quá lạnh lỏng amôniắc xuống thấp hơn nhiệt độ ngưng tụ trước khi đi vào van tiết lưu. Thiết bị quá lạnh lỏng kết cấu theo dạng trao đổi nhiệt ống lồng ống, ngược dòng. Hình 3.12 _ Cấu tạo bình quá lạnh Kiểm tra bề dày các bình chứa Độ dày các thân bình và đáy bình được xác định theo công thức pTK _ Áp suất thiết kế Dt _ Đường kính trong của bình  _ Hệ số bền mối hàn dọc thân bình CP _ Ứng suất cho phép của vật liệu ứng với nhiệt độ thiết kế Kết quả tính toán bề dày các bình chứa Tính kiểm tra công suất của bơm nước dàn ngưng Các loại van Hình 3.13 _ Cấu tạo van chặn Hình 3.14 _ Cấu tạo van một chiều Hình 3.15 _ Cấu tạo van an toàn Hình 3.16 _ Cấu tạo van điện từ Hình 3.17 _ Vị trí lắp đặt van tiết lưu màng cân bằng ngoài Hình 3.18 _Cấu tạo van tiết lưu Bơm dịch Hình 3.19 _ Bơm dịch Trong hệ thống lạnh, bơm dịch có nhiệm vụ tuần hoàn cưỡng bức môi chất amoniắc trong hệ thống bay hơi Hình 3.20 _ Kích thước bơm dịch CHƯƠNG IV _ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA Tự động hoá hệ thống lạnh là trang bị cho hệ thống lạnh các dụng cụ mà nhờ những dụng cụ đó có thể vận hành toàn bộ hệ thống lạnh hoặc từng phần thiết bị một cách tự động, chắc chắn, an toàn với độ tin cậy cao mà không cần sự tham gia trực tiếp của công nhân vận hành. Việc tự động hoá hệ thống lạnh có nhiều ý nghĩa to lớn: Luôn giữ ổn định, liên tục chế độ làm việc của hệ thống lạnh. Điều này kéo theo sự an toàn cho hệ thống, tăng độ tin cậy, tuổi thọ của máy, đảm bảo chất lượng của sản phẩm và đảm bảo an toàn tính mạng cho con người SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN GIẢI THÍCH SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỦA MẠCH ĐIỆN CHƯƠNG V _ VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH VẬN HÀNH Quy định chung Chuẩn bị vận hành Khởi động máy Dừng máy Quy trình xả băng dàn lạnh Quy trình vận hành dây chuyền IQF BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH Bảo dưỡng máy nén Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ Bảo dưỡng thiết bị bay hơi CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP, NGUYÊN NHÂN VÀ TRIỆU CHỨNG Áp suất đẩy quá cao Áp suất đẩy quá thấp Áp suất hút cao Áp suất hút thấp Caste máy nén bị quá nhiệt Nhiệt độ buồng lạnh không đạt CHƯƠNG VI _ KẾT LUẬNVÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN KẾT LUẬN Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Lê Văn Khẩn và các anh chị trong phân xưởng cơ điện tại Nhà máy đông lạnh đến nay em đã cơ bản hoàn thành cuốn đồ án tốt nghiệp. Trong cuốn đồ án tốt nghiệp em đã nêu được một số vấn đề: Khảo sát các hệ thống, thiết bị cấp đông; Tìm hiểu nguyên lí hoạt động, cấu tạo của một số thiết bị sử dụng trong hệ thống lạnh; Vận dụng các kiến thức đã học của nhà trường để tính toán, kiểm tra điều kiện làm việc của các thiết bị có trong hệ thống lạnh; Đưa ra các nhận xét, biện pháp để giảm chi phí cũng như nâng cao năng suất lạnh cho hệ thống. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Đối với công việc thiết kế, lắp đặt vận hành và bảo dưỡng của hệ thống cấp đông máy nén vít tại nhà máy là đạt yêu cầu. Tuy nhiên để đảm bảo hệ thống làm việc tối ưu nhất và an toàn, em có một số ý kiến đề xuất như sau: Cần niêm yết sơ đồ hệ thống tại phòng máy để giúp người vận hành quan sát hệ thống được tốt hơn; Tại phòng máy cần có bảng nội qui vận hành, các chỉ dẫn, cảnh báo để tạo sự an toàn cho hệ thống; Cần rút ngắn khoảng cách giữa công nhân vận hành với công nhân trong phòng cấp đông để 2 bên trao đổi kịp thời, nhanh chóng (có thể bố trí bộ đàm để giúp cho công việc được thuận tiện); Phòng máy phát điện cần bố trí xa phòng vận hành để tránh tiếng ồn và sức nóng toả ra ảnh hưởng tới sức khoẻ người vận hành; Trang bị các dụng cụ, thiết bị cấp cứu đầy đủ để khi có sự cố xảy ra thì người vận hành kịp thời có phương tiện xử lí sự cố. Trên đây là toàn bộ nội dung đồ án tốt nghiệp của em, rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô và các bạn.