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大型制药厂热电冷三联供设计【全套CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

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大型 制药厂 热电 三联 设计 全套 cad 图纸 毕业论文 答辩 优秀 优良
资源描述:

大型制药厂热电冷三联供工程设计研究

摘 要:热电冷系统利用吸收式制冷技术给设备供暖和制冷。利用现有热电联产系统发展集中供热,供电和供冷为一体的能源综合利用系统。该系统将溴化锂吸收式制冷机引入到热电厂的热电联产系统中,可增加热电厂的夏季热负荷,从而使冬夏热负荷平衡,保证热电厂更经济高效地运行。本文根据热电冷三联供节约能源的原理,对一座较大型的药厂进行工程设计研究,结合药厂对温度,湿度要求高的特点,进行详细计算,仔细论证,对制冷设备参数提出要求。通过调查和计算,将热、电、冷联产与热电和冷量分供系统加以比较,表明该系统不但可节能,而且具有增加电能生产和保护环境的效益。

主题词:热、电、冷三联供;吸收;环保


  Electricity Heat and Chilled Water Congenerating System in large-scale pharmaceutical factory is provided in the engineering design research.

Abstract: Combined heat and power(CHP) systems often use absorption technology to supply heating and cooling to a facility.This paper puts forward an energy comprehensive utilization system, Electricity Heat and Chilled Water Congenerating System(EHCWCS).This system introduces H2O-LiBr Absorption Refrigenerating Machine into Heat and Power Plant to increase the heat load of the plant in summer,which can balance the heat load in summer and winter, so Heat and Power Plant can run in a high efficiency. This text is according to the thermo-electricity cold triple-generation system provide the principle that economize the energy, proceeding to a large pharmaceutical factory the engineering design study, joining together the pharmaceutical factory to the temperature, the degree of humidity requests the high characteristics, proceeding the detailed calculation, carry on detailed calculation, put forward the request to the refrigeration equipments in system parameter. The result of analysis states that this system can not only save energy, but also increase the output of electricity of Heat and Power Plant and protect environment.

Theme words: electricity heat and chilled water congenerating; absorption; ervironmental protection

目录

第一章  绪论…………………………………………………………1

第二章  工程概述……………………………………………………2

第三章  设计参数……………………………………………………3

第一节  室外设计参数……………………………………………3

第二节  室内设计参数……………………………………………3

第四章  负荷计算……………………………………………………4

第一节  冷负荷计算………………………………………………4

第二节  热负荷计算………………………………………………8

第五章  空调方案的选择及空气处理过程的确定…………10

第一节  空调房间送风量和送风状态参数的确定……………10

第二节  空调方案的选择………………………………………12

第六章  空气风系统设计及气流组织计算…………………14

第七章  方案比较…………………………………………………17

第八章  空调水系统设计…………………………………………18

第九章  设备选型及安装…………………………………………20

第十章  空气风系统设计及气流组织计算……………………27

第十一章  能效分析…………………………………………29

设计总结及收获………………………………………………33

致谢……………………………………………………………………34

参考文献………………………………………………………………35

第一章  绪论

热电冷联产系统在大幅度提高能源利用率及降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力。有关专家做了这样的估算,如果从2000年起每年有4%的现有建筑的供电、供暖和供冷采用热电冷联产,从2005年起25%的新建建筑及从2010年起50%的新建建筑均采用热电冷联产的话,到2020年的二氧化碳的排放量将减少19%。如果将现有建筑实施热电冷联产的比例从4%提高到8%,到2020年二氧化碳的排放量将减少30%。

热电冷联供系统与远程送电比较,可以大大提高能源利用效率。大型发电厂的发电效率为35%-55%,扣除厂用电和线损率。终端的利用效率只能达到30-47%,而热电冷联产的效率可达到90%,没有输电损耗。热电冷联产系统与大型热电联产比较,大型热电联产系统的效率也没有热电冷联产高,而且大型热电联产还有输电线路和供热管网的损失。显然热电冷联产可以减少输配电系统和供热管网的投资,无论从减少投资成本和减轻污染来讲都是十分有利的。

(1)经济效益:热、电、冷三联供解决了热电厂冬夏季热负荷不均造成的热经济性低的问题,降低了发电煤耗率,提高了经济效益。

(2)环保效益:以溴化锂吸收式制冷机取代压缩式制冷机,避免了CFC类氟利昂制冷剂的大量使用和排泄,起到环保的作用。

(3)节电:溴化锂吸收式制冷机较压缩式有明显的节电效益,可以大大缓解夏季用电紧张的问题。

(4)投资少:溴化锂吸收式制冷机的基建投资仅为压缩式制冷机的50%--60%左右,年运行费用也较压缩式少。

热电冷三联产技术是一种能源综合利用技术不仅可以节约能源,还可以减轻对环境的污染,因而在全世界范围内得到了发展。日本和歌山马里拿弟区开发了以海南发电厂抽汽作为蒸汽吸收式制冷机热源的三联产系统,建立了热源分厂和冷暖站,向用户集中供热、供冷和供生活热水。意大利的拉波利综合医院采用从中央热源厂生产的180℃高温水、冷水和蒸汽三种热媒的方式进行集中三联供。我国的热电冷三联产系统是最近几年才发展起来的。山东省淄博市率先利用张店热电厂的低压蒸汽的热源,实现了热电冷三联产。哈尔滨制药厂采用蒸汽两效溴化锂吸收式制冷机制取低温水;在冬季采暖期间,以大自然空气为冷源,采用玻璃钢冷却塔制取低温水。随后,济南、南京、上海等城市也相继设置了热电冷三联产系统。


内容简介:
吸收式制冷 简介 吸收循环是一个过程,制冷效果被通过使用两种流体和一些热量输入产生 , 而不是如同在更熟悉的蒸汽压缩循环里的电输入。蒸汽压缩和吸收冷却循环在较高的压力经过制冷剂的压缩到一个低的压力和余热经过制冷剂的蒸发完成热的移动。 创造压力差并且循环这种致冷剂的方法是在两个循环之间的主要差别。 蒸汽压缩循环利用一台机械压缩机建立必要循环制冷的压力差。 在吸收系统,一种二元溶液或者吸收质用来循环制冷。 因为温度需求为循环在中低温热水范围内 , 并且对于电能储蓄有重要的潜能,吸收制冷好像是地热的应用的一种好前景。 吸收机器在两个基本的构造今天是市场上可买到的。对于应用来说超过32 F( 主要是空气调节 ) ,循环使用溴化锂作为有吸收剂,水作为制冷剂。 对低于 32 F的应用来说,氨水 /水循环使用氨作为制冷剂,水作为吸收剂。 溴化锂 / 水循环机器 图 1显示一台典型的溴化锂 / 水机器 (溴化锂 / 水 )的图解。 过程在两个容器nts或者壳发生。 上面壳包含发生器和冷却器; 下面的壳,包含吸收剂和蒸发器。 热量供应在含有溴化锂 / 水溶液发生器中。 这一热量引起致冷剂在这一容器水中沸腾溶液到 蒸馏状态。水蒸汽进入冷凝器部分在那里一个冷却的介质来把蒸汽冷凝到液态。水然后流动到蒸发器它经过在筒上方含有流体被冷却的区间。为了维持吸收器 - 蒸发器壳的一个最低压,水在一个非常低的温度沸腾。这沸腾引起水从介质中吸收热被冷却 ,因此 ,降低它的温度。蒸发了水然后进入吸收器它被和在含水量中的非常低的溴化锂 / 水溶液混合的区间之内经过。这浓溶液 ( 浓溴化锂 / 水溶液 ) 容易吸收来自蒸发器区间的蒸汽形成稀溶液。这就是给循环取名吸收的原因。稀溶液然后被抽到发生机区间重复循环。 如图 1中所示,有三种流体循环外面的连接中 : a)发生器热输入量 ,b)冷却水 , c)冷凝水 。由于每一个这些循环是一种特性机器额定下的温度。因为单级单位 , 这些温度是 :0.12MPa的蒸气 (等效热的水 ) 进入发生器, 85 F的冷却水, 44F 留下的冷凝水 (制冷和空调工程师学会 , 1983)。在这些状态之下 ,一个制冷系数 (COP) 大约可能在 0.65 到 0.70 (制冷和空调工程师学会 ,1983)。制冷系数可能被想到如机器效率的一种指标。它可以由所需要的热输入量除于冷却产量计算。举例来说,在一个 0.70 的制冷系数操作一个 500 吨的 吸收冷却器会需要 :(500 x 12,000 Btu/h)/0.70=8,571,429 Btu/h 热输入量。这热输入量相当于 0.12MPa 9,022 磅 /小时的蒸气,或者 1,008 gpm 240 F 水在 17 F D T. 双级机器能有效的提高机器的制冷系数。然而 ,温度需求为这些进入发电量温差范围内提供了很好的要求 (350 F)。结果,双级机器会或许不被应用到地热应用。 措施 基于已经被发展 (Christen,1977) 描述单级吸收机的措施反应式 ,图 2 显示出在制冷系数和容量 (冷却出量 ) 与热水温度输入量的效应。进入热水小于 220 F nts的温度实际上造成设备容量的减少。温度造成设备容量减少的原因自然和输入到吸收式循环中的热量相关。在发生器中,热输入量在吸收剂 /冷剂混合物中引起沸腾发生。 因为压力在发生器中总是不变的 ,固定在沸腾温度下。结果,那个进入热水温度的一个还原反应引起在热的流体和沸腾混合物之间的温差一个还原反应。 因为热传递直接地因温差而改变 ,由于进入热水温度在吸收致冷容量中有一个几乎线性的减少。在过去几年中,一个制造厂商已经为在较低的进水口温度增加措施修正小的容量单位 (2 到 10吨 ) 。然而 ,在大量输出中被修正机器的低温不仍然有效 , 会可以应用在制度和工业型方案中。虽然制冷系数和容量也被其他的参数改变 , 像冷凝器和冷凝水温度和流度估计 ,发生器热输入量在生产中有最大的影响。这是特别地重要的考虑关于地热应用。 因为许多 240 F 和高于此范围的地热资源正在被调查因为使用有机的郎肯循环 (ORC) 的发电量方案 , 空气调节应用在这个温度之下是有可能的。结果,在 180 到 230 F 范围中操作的冷却器 (依照图 2) 不得不在 400 和 20% 之间特大号中选择。同传统的系统 相比这会容易增加资本支出而且减少回报。 资本支出的增加会从较大的冷却塔成本出现,它起因于吸收设备的低制冷系数。单效设备的制冷系数大约是 0.7。在相同的状态下面的蒸汽压缩机器的制冷系数可能是 3.0 或更高。结果,为每个单位的制冷,一个蒸汽压缩系统会必须在冷却塔释放 1.33个热量单位。对于一个吸收系统,在一个 0.7 的制冷系数, 2.43个热量单位一定在冷却塔被释放。这为吸收系统在冷却塔和附件增加重要的成本。 为了要维持发生器中的热传递 ,唯一的温差可能在热水蒸气中被忽略。这是事实的一个结果机器本来设计来作 蒸气的进量。热传递从那个浓缩蒸汽是一个常数温度过程。 结果 ,为了要有相等的效果,进入的热水温度会有高于饱和的温度在以定格的状态符合到进水口汽压。这要考虑到热水循环中的一些 T。在锅炉中加倍了实施 ,这对工作费是小的影响。然而,因为 T直接地影响流量率和抽泵能量 ,这是地热应用的主要考虑。 举例来说 ,假如 0.54的制冷系数和 15个 F温差的地热流体, 250个 ft 抽水头和 65%冷凝效率 ,大约 0.20千瓦 / t泵压力被需要。这相当与大约 0.50-0.60千瓦/ t的一个大的离心机 (只有压缩机消费 ). 小的温 差和高流动率在空气调节应用中关于吸收冷却器使用估计指出另外的考虑。 承担一个地热系统要设计一个新的建筑物的加热和冷却。因为供热系统与冷却器的在比较中可能被设计为了相当大的温差 , 吸收应用的逐渐增加的成本会必须使用比较高花费和泵花费的需求。 一个第二应用为空气供暖需求设计而且使用一个较小的吸收机承担基本负荷。在这一应用,第二的电冷却器会使用到达好的效果。 从另一方面来说,成本支出会是增加的。 大的吨数设备成本 图 3 列举了一些在空间净化应用中一般大的吨数 (100 个吨 ) 冷却设备的成本。图中显示出的吸收冷 却器 (Abs。 chlr.),离心式冷水机 (Elec。 chlr.),冷凝器nts设备附件 (冷却塔,冷却水抽水机和冷却水砂眼 )的成本为了吸收冷却器附件 (Abs。 twr.)和离心式冷水机附件 (Elec。 twr.)。 如图所示,吸收设计同电驱动冷却器冷却器相比它本身和它的冷凝器附件设备成本要高的多。 这些是最初的资本支出差别在一个地热实施中不得不节约。 图 3. 电动和吸收冷却器和辅助设备的成本 .(Means,1996) 小的吨数设备 据目前我们所知 ,现在只有一家公司制造小的吨数 (20吨 ) 溴化 锂制冷设备。 这公司位于日本 ,主要为太阳能应用生产设备。 现在,可提供的单位在 1.3,2,3,5,7.5, 和 10吨容量中。 这些单位可能被一起叠加提供达到 50吨的容量。 因为单位是水冷却冷却器 ,同传统电蒸汽压缩设备相比他们需要较多的机械设备为一个给定的容量。 除了吸收冷却器它本身 ,还需要一个冷却塔。 被安装外部的冷却塔需要和内部的管子和循环泵相连。 因为吸收机生产已冷的水 , 需要风机盘管输送冷却水到空气中。 绝缘管用来连接机器和盘管。 另外循环泵驱动冷却水循环。 最后,热水一定要供给到吸收机。 这需 要第三蛇行管。 图 4用来与传统的电冷却相比较评估小的吸收设备的经济效应 。这个图显示出同传统的制冷系统相比增加成本的使用吸收式设备所能节约的成本。明确的,图显示出多年来为五个不同的尺度单位下计算简单回报的电成本。 在每个情况,吸收系统 ( 在每年 2,000 个满载小时 ) 每年的电节省费用同系统的逐渐增加资本支出成简单的回报价值关系。在这里同常规的吸收式系统比较的系统是一个屋顶组装机组。 这是最有效的不贵的传统系统。 一个比较成熟的吸收制冷系统 (VAV,4管冷却水等 )会产生较吸引人的回报。 nts 图 4.小 的吸收设备上的简单回报与传统的屋顶设备相较。 图是建立在充份的温度地热流体的有效为基础以额定容量允许之上的(190 F 之上 )。 除此之外 ,除了管道之外 , 地热井和泵的成本是不用考虑的。只有制冷设备成本要考虑。 结果,图 4 的回报价值只有在地热资源已经被发展为一些其他的目的才是有效的 (空气供暖和水产业 ) ,而且唯一的可选决定是在电和吸收冷却的之间的选项。 图 4 也小的吨数吸收冷却的经济效应只有在 5 到 10 吨容量需求和超过 $0.10 千瓦 /小时电力消耗才是是吸引人的。 图 4 是建立在一个年度冷量需求2,000 个满载小时之上的。 这在最地理的面积需求的上端上。 为了平衡其他年度冷量的需求 ,只是乘以图 4中实在的满载小时的简单回报系数再除以 2,000。 吸收式制冷机的性能建立在额定状态为了便于得到图 4 。应该指出的是 ,如同较大的机器,性能很重地依赖进入热水温度和进入的冷却水温度。 额定条件是建立在 190 F 进热水, 85 F 进入冷却水和 48 F 排除已冷的水。三个回路的流动率是建立在 9 F的温差之上的。 图 4 举例说明进入热水温度和进入冷却水温度对小的机器性能的影响。 在进入热水温度小于 180 F时,实际减少是必要的。 初步的评估, 85 F 冷却水曲线是必要的。 商业制冷 许多商业和工业的制冷应用包括小于 32 F 的方法温度和多数是 0 F. 结果,溴化锂 / 水循环不符合要求 ,因为水作为冷剂。结果 ,所需要的流体在这些温度下是不会凝固的。这些应用最通常类型的吸收循环是水 /氨循环。 在这情况,水是吸收剂,氨是制冷剂。 在商业制冷应用中使用水 / 氨设备和地热资源为被许多其他的考虑如空气调节应用所影响。 图 5 这些举例说明这些中最重要的。 当冷冻温度减少 , 所需要热水的温度是增加的。 因为大 多数商业和工业的制冷应用在 32 F 下发nts生 , 所需的热输入量温度一定至少在 230 F. 应该记住所需的蒸发温度是在过程处理温度下面 10到 15 F。 举例来说,一个 +20 F的冷库将需要一个 5 F 蒸发温度。 研究表明最小需要的热水温度 275 F。 在这个温度范围内没有很多地热资源。 因为这个温度范围内的地热资源 ,有可能小的发电站将形成竞争除非叠加使用。 结论 在结论中 , 当考虑地热 /吸收冷却空气调节的应用时候应当评估下列几个因数 资源温度 实际的传递因数应用到设备应在温度少于 220 F 时 . 非常高的资源温度的重要部份或双级在低温制冷中被应用。 吸收机热水
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