PROJEKTOWANIE INSTALACJI
„ PROJEKT INSTALACJI CHŁODZĄCO – ODPYLAJĄCEJ”
Prowadzący: Wykonała:
mgr inż. Agnieszka Polednia Kamila Zalejska
II IŚ gr. P4
Dane i założenia do projektu
Strumień pary wodnej mp= 2590 kg/h
Ciśnienie nasycenia pary pn= 1,57 * 105 Pa
Temperatura wody w zbiorniku tw1= 13 o C
Temperatura wody zraszającej tw2= 50 o C
Gęstość zraszania skrubera GT= 5 m3/ (m2*h)
Prędkość wody przed wymiennikiem ww1= 1,44 m/s
Prędkość wody za wymiennikiem ww2= 0,56 m/s
Kondensacja pary wodnej bez dochładzania kondensatu (stan nasycenia)
Wymiennik ciepła: ułożenie pionowe
Gabaryty skrubera określone przy H> 2,5 Dw
Dobór pompy: wg charakterystyki ruchowej instalacji
Własne założenia
Prędkość pary wodnej do wymiennika 30 m/s
Prędkość kondensatu na wylocie z wymiennika 2 m/s
Zastosowanie automatycznej regulacji: przepływu wody, temperatury wody po wymienniku, poziomu wody w zbiorniku.
Opracowanie konstrukcji zbiornika oddzielającego szlam od wody.
Zaprojektowanie wlotu gazu dającego jak największy stopień oczyszczenia gazu z części stałych.
DANE | OBLICZENIA | WYNIK |
---|---|---|
Qk = 1604,262 kW
Przyjmuję F = 24,4 m2
Δtwyl = 97 ˚ C Di x Si = 880 x 10mm |
OBLICZENIA DLA WYMIENNIKA
Δtm = $\frac{60\ - \ 97\ }{\ln\frac{60}{97}}$ = 77,02˚ C
Q = k · F · ΔTm F = $\frac{Q}{k\ \ \text{ΔTm}}$ F = $\frac{1363623\ }{900\ \ \ \ 77,02} = 19,67\ m^{2}$ F = $\frac{W}{\ \frac{W}{m2\ K}\ \ K}\ $= m2
(wymiennik większy o 20÷30 %) Frz = 1,25 · F = 1,25 · 19,37 m2 = 24,2 m2
F= 24,4 m2 wiązki rur dz x s =∅57 x 2,9 mm przekrój wewnętrzny rur Fw1 = 0,1873 m2 liczba rur n=91
Łapa wspornikowa W100 BN- 64/2212 – 02
|
Qk = 1604,262 kW Q = 1363,623 kW Δtwl = 60 ˚ C Δtwyl = 97 ˚ C Δtm = 77,02˚ C F = 19,67 m2 Frz = 24,2 m2 Di x Si = 880 x 10mm d = 780 mm fw2 = 0,2703 m2 L = 1,5 m M = 532 kg Mc = 721,6 kg 62 kg/sztuka |
Q = 1604262 $\frac{J}{s}$ Cp = 4199,36 $\frac{J}{\text{kg}\ K}$
|
OBLICZENIA SKRUBERA
Jako wypełnienie dobrano pierścienie ceramiczne Raschiga 80/80/8.
Jako wypełnienie dobrano pierścienie ceramiczne Raschiga 80/80/8.
|
1 kpl. 1 kpl. |
---|---|---|
OBLICZANIE ŚREDNICY RUROCIĄGÓW a)rurociąg tłoczny przed wymiennikiem dw1 rurociąg tłoczny po wymienniku dw2 w1 = $\frac{V_{w1}}{F_{r}}$ Vw1 = $\frac{m_{w}}{\rho_{w1}}$ = 1,033 • 10-2 $\left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack$ Vw2 = $\frac{m_{w}}{\rho_{w2}}$ = 1,044 • 10-2 $\left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack$ Fr1 = $\frac{V_{w1}}{w_{w1}}$ Fr1 = $\frac{{\pi \bullet d}_{w1}^{\ \ \ \ \ 2}}{4}$ $\frac{{\pi \bullet d}_{w1}^{\ \ \ \ \ 2}}{4}$ = $\frac{V_{w1}}{w_{w1}}$ dw1 = $\sqrt{\frac{{4 \bullet V}_{w1}}{{\pi \bullet w}_{w1}}}$ = 96 mm dw2 = $\sqrt{\frac{{4 \bullet V}_{w2}}{{\pi \bullet w}_{w2}}}$ = 154 mm b) Dobór rur katalogowych wg PN-80/H-74219 Rury stalowe bez szwu walcowane na gorąco, przewodowe ogólnego zastosowania. dz1 = 101,6 mm s1 = 2,9 mm dw1kat = 101,6 - (2 • 2,9) = 95,8 mm dz2 = 159 mm s2 = 2,6 mm dw2kat = 159 - (2 • 2,6) = 153,8 mm D1-CZ-A2 101,6 × 2,9 stal R35 D1-CZ-A2 159 × 2,6 stal R35 c) Obliczenie prędkości w dobranej rurze katalogowej przed wymiennikiem (DN 100) Fr1 = $\frac{{\pi \bullet d}_{w1}^{\ \ \ \ \ 2}}{4} = \ \frac{{\pi\ \bullet 0,0958}^{2}}{4}$ = 0,0072 [m2] w1kat = $\frac{V_{w1}}{F_{r1}}$ = 1,43 $\left\lbrack \frac{m}{s} \right\rbrack$ d) Dobór kołnierzy do rur katalogowych Pnom. = 0,25 MPa wg PN-87/H-74731 z-0,25/100/108 m = 2,14kg St3S z-0,25/150/159 m = 3,41kg St3S OBLICZENIA ŚREDNIC WEWNĘTRZNYCH KRÓĆĆÓW PAROWEGO I KONDENSATOROWEGO NA WYMIENNIKU a)Wlot pary Vp = $\frac{m_{p}}{\rho_{p}}$ = 3131,8 $\left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack$ Fw = $\frac{{\pi \bullet d}_{wp}^{\ \ \ \ \ 2}}{4}$ wp = $\frac{V_{p}}{F_{w}}$ dwp = $\sqrt{\frac{{4 \bullet V}_{p}}{{\pi \bullet w}_{p}}}$ = 192 [mm] b)Wlot kondensatu Vk = $\frac{m_{k}}{\rho_{k}}$ = 2,723 $\left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack$ dwk = $\sqrt{\frac{{4 \bullet V}_{k}}{{\pi \bullet w}_{k}}}$ = 22 [mm] c)Dobór rur katalogowych w celu wykonania króćców wg PN-80/H-74219 Rury stalowe bez szwu walcowane na gorąco, przewodowe ogólnego stosowania para: dz = 219 [mm] s = 8 [mm] dw = 219 - (2 • 8) = 203 [mm] D1-CZ-A2 219,0 × 8,0 Kondensat: dz = 30 [mm] s = 2,9 [mm] dw = 30 - (2 • 2, 9) = 24,2 [mm] D1-CZ-A2 30,0 × 2,9 d)Dobór kołnierzy do króćców parowych, kołnierze płaskie do przyspawania para: Pnom = 0,25 MPa wg PN-87/H-74731 z-0,25/200/219,1 m = 4,75 kg/szt St3S kondensat: Pnom = 0,25 MPa wg PN-87/H-74731 z-0,25/25/28,5 m = 0,52 kg/szt St3S e)Uszczelka płaska wg PN-86/H-74374/02 1,6/200/2 m = 0,07kg 1,6/25/2 f)Zawór membranowy regulacyjny ZMR Pnom = 1,0 MPa (z ustawnikiem) Dnom 200 Katalog: „Armatura przemysłowa” |
Vw1 = 1,033 • 10-2 $\left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack$ Vw2 = 1,044 • 10-2 $\left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack$ dw1 = 96 mm dw2 = 154 mm DN 100 dla: dw1kat = 95,8 mm DN 125 dla: dw2kat = 153,8mm L = 1,65 m L = 4,6 m w1kat = 1,43 $\left\lbrack \frac{m}{s} \right\rbrack$ w2kat = 0,56 $\left\lbrack \frac{m}{s} \right\rbrack$ 16szt 18szt Vp = 3131,8 $\left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack$ dwp = 192 [mm] Vk = 2,723 $\left\lbrack \frac{m^{3}}{h} \right\rbrack$ dwk = 22 [mm] 1szt 1szt 1szt 1szt 1szt |
|
Dz=4500 mm Hz=1800 mm Dw=3000 mm Hw=1600 mm |
a) Zwężenie rurociągu symetryczne nad pompą 150/100 b) Łuki stalowe gładkie na rurociągu tłocznym DN100 łuk gładki DN100/300 łuk gładki DN150/450 c) Zawór zwrotny grzybkowy prosty kołnierzowy Pnom=0,6MPa Dn100 Katalog - „Armatura przemysłowa” Nr. kat. 285 d) Zasuwa klinowa owalna z trzpieniem nie wznoszącym (stosowane do wody pitnej i przemysłowej) Katalog: „Armatura przemysłowa” Nr. kat. 002 Wg.PN-82/M-74001 DN 100 0,6MPa m=32 kg DN 150 0,6MPa m=47 kg e) Zawór przeponowy regulacyjny ZPR Pnom = 0,6MPa (z ustawnikiem) DN 100 Katalog - „Armatura przemysłowa” f) Kryza pomiarowa DN 100 Przepływ z regulacją /FRC/ g) Czujnik temperatury z regulacją /TRC/ h) Uszczelka płaska wg PN-86/H-74374/02 1,6/150/2 m=0,05kg 1,6/100/2 m=0,04kg DOBÓR ELEMENTÓW ORUROWANIA SSĄCEGO a)Rura stalowa bez szwu walcowana na gorąco ogólnego zastosowania D1-CZ-A2 219x6,3mm stal R35 długość ogólna wg PN-80/M-74219 b) zasuwa klinowa owalna z trzpieniem niewznosząca ( stosowana do wody pitnej i przemysłowej) Katalog: „Armatura przemysłowa” Nr. kat. 002 Wg PN-82/M-74001 DN 200 0,6 MPa m=59 kg c) łuki stalowe gładkie łuk gładki DN200/600 d) kołnierze płaskie do przyspawania Pnom=0,25 MPa wg. PN-87/H-74731 z-0,25/200/219,1 m=4,75 kg szt. St3S e) uszczelka płaska wg. PN-86/H-74374/02 1,6/200/2 m=0,07 kg OPIS CZĘŚCI ZBIORNIKOWEJ a) całkowita objętość zbiornika pod skruberem
b) Objętość części rozdzielającej szlam od wody cyrkulacyjnej
c) Celowość konstrukcji części zbiornikowej Konstrukcja zbiornika umożliwia oddzielenie szlamu od wody kierowanej do wypełnienie skrubera. Dostateczne oddzielenie szlamu od wody, umożliwia zastosowanie dodatkowego wewnętrznego zbiornika do którego, woda wraz z wymytymi z gazu częściami stałymi, kierowana jest wlewem, w kształcie ściętego stożka. Woda przelewa się górnymi krawędziami blachy do części zewnętrznej, a szlam odbierany jest z części dolnej zbiornika rurociągiem spustowym. Konstrukcja części zbiornikowej spełnia dodatkową rolę odpylania mokrego. Dzieje się tak dzięki skierowanemu do dołu wlotowi gazu. Wlot taki umożliwia kontakt gazu zapylonego z powierzchni cieczy, dalsze ( właściwe ) oczyszczenie gazu następuje w wypełnieniu skrubera. |
l=0,2m 6 szt. 4 szt. 2 szt. 2 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt. 11 szt. 13 szt. L= 2,5 m 2 szt. 4 szt. 18 szt. 14szt. V= 28,61 m3 V= 11,3 m3 |
dw1=0,0958m w1=1,43 [m/s] ρw1=998,6 [kg/m3] η=12,13*10-4 [Pa*s] dw2=0,154m w2=0,56 [m/s] ρw2=988 [kg/m3] η=5,49*10-4[Pa*s] Dla rur stalowych nowych nie używanych k=0,04*10-3 [m] dw1=0,0958 m k=0,04*10-3 [m] dw2=0,0154 m Re=112780 ε1=4,17*10-4 Re=155200 ε2=2,6*10-4 Założenie: Opory miejscowe liczone będą jako opory liniowe (zastępcze długości rurociągów odczytane z nomogramu) 1 szt 1 szt 1 szt 1 szt 5 szt Lzast.=1,65 m Lzast.=0,5 m Lzast.=0,9 m Lzast.=0,9 m Lzast.=5*1,4=7 m λ1≈0,02 w1=1,43 m/s
L1=11,95m dw1=0,0958m 4 szt 1 szt L=4,6m Lzast=2,6m*4=6m Lzast.=0,9m λ 2≈0,019 w2=0,56[m/s]
L2=15,9 m dw2=0,154m Założenie: Opór wymiennika stanowi 10% oporów całkowitych. Opór zraszacza stanowi 5% oporów całkowitych. ρśr=993,3[kg/m3] g=9,81[m/s2] h=10,3 [m] ΔPL=2851,1[Pa] ΔPw=285,11[Pa] ΔPz=142,55[Pa] ΔPh=100366[Pa] ΔPc= 103644,76[Pa] ρśr=993,3[kg/m3] g=9,81[m/s2] H=10,64[m]
|
OBLICZENIA OPORÓW PRZEPŁYWU
de=dw1 Re=$\frac{w_{1}*\text{de}*\rho_{1}}{n_{w1}}\ $= 112780 Charakter przepływu burzliwy bo: Re>6000
de=dw2 Re=$\frac{w_{2}*\text{de}*\rho_{2}}{n_{w2}}$=155200 Charakter przepływu burzliwy bo: Re>6000
k=0,04*10-3 [m] d) określenie chropowatości względnej - dla rurociągu przed wymiennikiem ε1=$\frac{k}{d_{w1}}$=4,17*10-4 - dla rurociągu po wymienniku ε2=$\frac{k}{d_{w2}}$=2,6*10-4 e) określenie współczynnika oporu liniowego λ - przed wymiennikiem Wynik odczytany z wykresu λ= f(Re;ε) λ1≅0,02 -po wymienniku Wynik odczytany z wykresu λ= f(Re;ε) λ2≅0,019 f) Obliczanie oporów przepływu przed wymiennikiem -długość rurociągu przed wymiennikiem -długości zastępcze armatury na orurowaniu przed wymiennikiem *zasuwa klinowa owalnaDn40 (100% otwarcia) *regulator przepływu *zwężka *kryza pomiarowa *Łuk gładki (90°) Całkowita dł. rurociągu przed wymiennikiem L1= Lruroc.+Lzast. = 1,65+0,5+0,9+0,9+1+7=11,95 g) opór przepływu przed wymiennikiem ΔPL1= λ *$\frac{w_{1}^{2}}{2}*\rho_{w1}*\frac{L_{1}}{d_{w1}}$ ΔPL1= 00,2*$\frac{{1,43}^{2}}{2}*998,6*\frac{11,95}{0,0958} = 2547,2\lbrack\text{Pa}\rbrack$ ΔPL1=$\lbrack\frac{m^{2}}{s^{2}}*\frac{\text{kg}}{m^{3}}\rbrack$=[Pa] h) obliczenie oporów przepływu po wymiennikiem *długość rurociągu po wymienniku - długości zastępcze armatury na orurowaniu po wymienniku *łuk gładki *zasuwa klinowa owalna Dn65 (100% otwarcia) Całkowita dł. Rurociągu po wymienniku L2=Lruroc.+Lzast.=4,6+10,4+0,9=15,9 m i) opór przepływu po wymienniku ΔPL2= λ *$\frac{w_{2}^{2}}{2}*\rho_{w2}*\frac{L_{2}}{d_{w2}}$ ΔPL2= 0,019 *$\frac{056_{}^{2}}{2}*988*\frac{15,9}{0,154}$=303,9 [Pa] ΔPL2=$\lbrack\frac{m^{2}}{s^{2}}*\frac{\text{kg}}{m^{3}}\rbrack$=[Pa] j) suma oporów rurociągu tłocznego ΔPL= ΔPL1+ ΔPL2 ΔPL= 2547,2 +303,9 = 2851,1[Pa] k) opory: wymiennika i zraszacza. ΔPw=0,1*2851,1 = 285,11[Pa] ΔPz=0,05*2851,1 = 142,55[Pa] l) różnica ciśnień pomiędzy pompą, a zraszaczem ΔPh= ρśr*g*h ΔPh=990,1*9,81*10,3=100366[Pa] m) całkowity opór strony tłocznej ΔPc= ΔPL+ ΔPw+ ΔPz+ ΔPh ΔPc=2851,1+285,11+142,55+100366= 103644,76[Pa] n) obliczenie wysokości podnoszenia ΔPc= ρśr*g*H H=$\frac{\Delta Pc}{\text{\ ρ}sr*g}$ H=$\frac{103644,76}{993,3*9,81\ }$=10,64[m]
DOBÓR POMPY Dobrana pompa to pompa firmy Lowara Vogel Polska: Pompa odśrodkowa ze stali nierdzewnej AISI 316 zgodna z normą EN 733 – DIN 24255 Model: SHE – monoblokowa ze specjalnie przedłużonym wałem silnika. Wydajność – maks. 240 $\frac{m^{3}}{h}$ Wysokość podnoszenia – maks. 110m |
Re = 112780 Re=155200 k=0,04*10-3 [m] ε1=4,17*10-4 ε2=2,6*10-4 λ1≅0,02 λ2≅0,019 L=1,65 m Lzast.=0,5 m Lzast.= 0,9 m Lzast.= 0,9 m Lzast.=1 m Lzast.= 5*1,4 = 7 m L1=11,95 m ΔPL1=2547,2 Pa L=4,6m Lzast.=2,6*4=10,4m Lzast=0,9m L2=15,9m ΔPL2=303,9 [Pa] ΔPL=2851,1[Pa] ΔPw=285,11 [Pa] ΔPz=142,55[Pa] ΔPh=100366[Pa] ΔPc= 103644,76[Pa] H=10,64[m] |