Проект разработки газификационной установки

Перечень чертежей:

1. Чертёж панели испарителя на формате А1 с обозначением размеров и следующими техническими требованиями:

• Варить проволокой 2СВ - 04Х19Н9;
• Внутреннюю и наружные поверхности деталей обезжирить, где допустимое содержание масла не более 200 мг/м²;
• При соединении деталей обеспечить натяг поворотом и усилием – 10-15кГ, предварительно нанеся клей на поверхность детали;
• Для фиксации взаимного положения деформировать поверхности деталей по всей длине на глубину от 0,5 до 2мм;
• Клеить клеем следующего состава:
• эпоксидной смолы ЭД - 20 - 100 частей;
• дибутилфталата - 10 частей;
• пудры алюминиевой - 40 частей;
• полиэтиленполиамин - 10 частей.
• Сварку производить по ГОСТ 16037-80-СБ-3Н.

2. Сборочный чертёж испарителя А1 в двух проекциях с обозначением позиций и технической характеристикой:

• Давление - 20 МПа;
• Расход кислорода - 400 м³/ч;
• Расход воздуха - 10000 м³/ч.

3. Технологическая схема проекта газификационной установки А1 с насосом и кислорода с разработкой испарителя.

Техническая характеристика:

• Температура окружающей среды - 300К;
• Газифицируемая криогенная жидкость – кислород.

Дополнительные материалы: расчётно-пояснительная записка прилагается на 23 страницах. В пояснительной записке рассмотрено разработка газификационной установки с насосом для газификации жидкого кислорода:

         Рассмотрено назначение и область использования.

Газификаторы служат для превращения сжиженных веществ в газообразное состояние. Газификаторами называют установки, которые служат для превращения сжиженных веществ в газообразное состояние. Наиболее широкое применение получили газификаторы для жидкого кислорода и сжиженного природного газа.

Проектная установка может быть использована для газификации кислорода, аргона или азота с давлением выдачи газа потребителю 20 МПа.

Рассмотрена техническая хаарктеристика:

• Объём резервуара – 5 м³;
• Давление в резервуаре – 0,2 МПа;
• Температура продукционного газа - 278 К.

Выполнено обоснование и описание схемы установки:

Предусмотрена выдача потребителю большого количества газообразного кислорода, который лучше всего перевозить в цистернах в жидком состоянии. Также возможно  накопление  и  хранение  больших  масс  криогенных  продуктов  в  жидком  виде  с  газификацией.

Основу конструкции газификационной установки составляют: цистерна, плунжерный насос, испаритель, насос жидкого кислорода, вентилятор, догреватель, наполнительная рампа.

Процесс нагрева у испарителя проходит за счет тепла окружающей среды. Газ заполняется в баллоны под давлением 150 атм. Цистерна оборудована линией газосброса. Предусмотрены предохранительные клапаны и разрывные мембраны.

         Технологический расчёт:

         Рассмотрена расчетная схема и процессы установки в Т-S диаграмме:

• Сжатие в насосе до давления 20 МПа;
• Нагрев у испарителя от температуры 94,5 К до 260 К;
• Подогрев в догревателе;
• Испарение в теплообменнике подъема давления.

Изображена схема газификационной установки.

Представлены исходные данные для расчётов:

• Температура окружающей среды – 300 К;
• Механический КПД насоса – 0,8;
• Коэффициент подачи – 0,75;
• Температура после испарителя – 260 К;
• Плотность кислорода – 1,3 кг/м³;
• Молекулярная масса – 32 кг/моль;
• Температура кипения – 90 К;
• КПД электродвигателя насоса – 0,98.

            Составлена таблица параметров в отдельных точках.

Параметры в точке 2 определены из баланса насоса и испарителя – 312,6 кДж/кг.

По объёмной производительности – 451 л/ч выбран насос марки 2НСГ-0,16/20, где средняя подача при наполненной ёмкости– 610 л/ч, мощность электродвигателя - 8 кВт, давление – 22,5 МПа, масса – 220 кг.

Расчёт испарителя:

Произведён выбор и обоснование типа испарителя.

Рассмотрен тепловой расчет испарителя, где относительная влажность – 0,8, влагосодержание – 18 г/кг.

Выполнен расчёт геометрических характеристик испарителя:

         Произведён расчёт коэффициента теплоотдачи от воздуха к поверхности элемента без учёта влагообмена – 19,04 Вт/мК.

Выполнен расчёт коэффициента влаговыпадения – 2,575.

Найден коэффициент эффективности ребра – 0,138.

Рассмотрено определение коэффициента теплоотдачи внутри трубок – 5429,7 Вт/мК.

Рассчитана плотность теплового потока снаружи – 2720,5 Вт/м², где площадь внутренней поверхности – 0,041 м².

Найдена тепловая нагрузка мокрого участка – 42,9 кВт со средней температурой – 177,58 К.  

Рассчитано количество труб в зоне образования инея – 15,77, принято – 18.

Выполнен расчёт общей длины труб – 25,2 м.

Рассмотрен гидравлический расчёт, где гидравлическое сопротивление в трубном пространстве равно 149833 Па. Исходя из этого, выбран осевой вентилятор марки типа DR630-6, мощностью 0,53 кВт и частотой вращения вала - 925 min^-1.

Выполнен рисунок поперечного сечения трубы с оребрением типа «Снежинка».

Рассмотрено обоснование выбора материалов и проверка прочности основных деталей, которые работают под давлением – труба с толщиной стенки 2,5  мм, что полностью удовлетворяет условиям прочности.

Спецификация –  3 листа

В программе: AvtoCAD