Задача 3. Холодопроизводительность одноступенчатой водоаммиачной абсорбционной холодильной установки Qo =800 кВт.

Холодопроизводительность одноступенчатой водоаммиачной абсорбционной холодильной установки Q _o = 800 кВт.

Температура рассола:

на входе в испаритель t _р1 = -15,

на выходе из него t _р2 = -25 _, ^о С.

Температура охлаждающей воды:

на входе в аппараты t _в1 = 17,

на выходе из них t _в2 = 22, ^о С.

Давление греющего водяного пара р = 0,55 МПа.

Конечные разности температур:

- в испарителе Dt _и = 4 ^о С

- в конденсаторе Dt _к, ^о С,

- в абсорбере Dt _а = 5 ^о С,

- в генераторе D t _г = 5 ^о С,

- в охладителе Dt _3-7 = 8 ^о С,

- в теплообменнике раствора Dt _14-10 = 8 ^о С,

- в дефлегматоре Dt _д = Dt _к =4^о С (рис.3.2).

Определить параметры в характерных точках цикла. Найти тепловые нагрузки аппаратов и холодильный коэффициент установки.

Тогда температуры испарения и конденсации ХА

Этим температурам соответствуют давления Р _о =1,2 кгс/см² в испарителе и абсорбере, Р _о = 9,7 кгс/см² в конденсаторе и генераторе (T,s-диаграмма аммиака).

Температура крепкого раствора на выходе из абсорбера (рисунок 3.2)

, ^оС

По давлению Р _о и температуре t ₁₃ определяют концентрацию крепкого раствора x _кр = x ₁₃ = 0,35 и его энтальпию i ₁₃ ( по термодинамическим таблицам или i,x- диаграмме ХА).

Температура слабого раствора на выходе из генератора

, ^оС

где t _гр.п. = 155 температура греющего пара, поступающего в генератор, определяется по заданному давлению Р=0,55 МПа.

По давлению Р _к и температуре t ₉ определяют концентрацию слабого раствора x _сл = x ₉= 0,1 и его энтальпию i ₉ = 130 кДж/кг (по i,x-диаграмме).

Кратность циркуляции, т.е. отношение массового расхода крепкого раствора к массовому расходу паров ХА из дефлегматора,

При правильно организованной дефлегмации и ректификации x ₂ @ 1,0.

Температура пара после дефлегматора должна немного (на Dt _д) превышать температуру конденсации чистого агента при давлении Р _к , ^о С. Его энтальпия i ₂ = 310 кДж/кг определяется по i,x-диаграмме при x ₂ @ 1,0 и Р _к.

По i,x-диаграмме определяются параметры пара, равновесного кипящему крепкому раствору (точка 1, рисунок 3.2) – Р ₁ = Р ₈ = Р _к ; t₁ = t₈ =85; i₈=45 кДж/кг x₁=0,4;

– Р ₁ = Р ₈ = Р _к ; t₁ = t₈ =85; i₁=380 кДж/кг x₁=0,93;

Удельный отвод флегмы из дефлегматора, т.е. отношение массового расхода флегмы к массовому расходу пара на выходе из дефлегматора (флегмовое отношение)

.

Удельная тепловая нагрузка дефлегматора, т.е. отвод тепла из дефлегматора на единицу массового расхода пара из дефлегматора

где i ₁, i ₂, i₈ энтальпия пара до и после дефлегматора и флегмы после дефлегматора.

Параметры слабого раствора после теплообменника:

- температура слабого раствора после теплообменника, ^о С

;

- энтальпия i₁₀=30 кДж/кг.слабого раствора (находится по концентрации) x ₁₀ = x ₉ и температуре t ₁₀.

Энтальпия крепкого раствора на входе в генератор (пренебрегая приростом его энтальпии в насосе вследствие малого значения этой величины, т.е. i ₁₄ = i ₁₃= 35 ккал/кг)

.

где i ₁₃ – энтальпия крепкого раствора после абсорбера.

Энтальпия крепкого раствора после теплообменника (на входе в генератор) не должна превышать энтальпии кипящего раствора с концентрацией x _кр при давлении Р _к, т.е. если (i ₈ ≥ i ₁₅), то найденное значение i ₁₀ принимается для дальнейших расчетов.

Удельная тепловая нагрузка теплообменника

Удельная тепловая нагрузка конденсатора

Температура паров ХА после охладителя

,

где t ₃ – температура жидкого ХА после конденсатора, т.е. t ₃ = t _к.

Удельная тепловая нагрузка охладителя

,

где i ₆ и i ₇ – энтальпия пара до охладителя и после него соответственно. Энтальпию пара i ₇ находят по давлению пара Р ₀ и его температуре t ₇ (по T,s-диаграмме аммиака).

Энтальпия жидкого аммиака перед дросселем

Удельная холодопроизводительность установки

Удельное количество тепла, отводимое в абсорбере

Удельная тепловая нагрузка генератора

Тепловой баланс установки ,

Расход ХА (аммиака)

- генератора ,

- абсорбера ,

- конденсатора ,

- дефлегматора ,

- теплообменника .

Удельный расход теплоты

.

Холодильный коэффициент

 

 

Приложение 1 – Т, s – диаграмма для аммиака

Приложение 2 – i, x – диаграмма для раствора вода – аммиак (Н₂О+NH₃)

 

 

Приложение 3 – Диаграмма для аммиака