一外企工艺制冷站设计方案书

+++公司工艺冷冻站设计说明书

设计单位：重庆锋华机电工程设备有限公司 设 计：李 联系电话：

日期：2015年5月23日

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新城公司关于+++公司冷冻站设计方案

目 录

（一） 设计条件 …………………………………………….3 （二） 方案设计 …………………………………………….3 （三） 冷负荷的计算………………………………………….3 （四） 制冷机组的选择……………………………………….4 （五） 水力计算 …………………………………………….5 （六） 设备选择 …………………………………………….5 （七） 建议项 …………………………………………….8

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设计说明书

一、设计条件

+++公司主要产品是铸铝的汽车发动机缸体和变速箱壳体，采用的是意大利ITPRESSES公司生产的高压铸造生产线，其主要生产工艺是将700度左右的铝液进行浇铸冷却成型后再加工，该冷冻站的作用是将700度左右的铝水冷却到100度左右的固态铝，下表是已知工艺条件：

序号 条件 1 铝的熔点 2 铝的比热 3 铝的熔解热 4 每件产品生产周期时间 5 产品温降 6 产品温降时间 7 每件产品浇铸最大重量 8 模具进水压力 9 模具进水温度 10 模具回水温度 11 共8条生产线同时生产 数值 660 0.88 398 120 600 38 50 0.35 20 32 8 单位 备注 ℃ kj/kg 秒 kj/kg ℃ 700-100 ±1℃ ℃ 秒 kg Mpa ℃ ℃

+++公司设计冷负荷2*1674kW的制冷站，需要供给生产冷冻水，冷冻水供水温度20℃，回水温度32℃，制冷机房外冷冻水系统阻力0.35MPa，制冷机房建筑轴线尺寸14000*7000*5000，对制冷机房进行设计

二、方案设计

1、甲方要求与一期冷冻站建造一模一样，所以这里仅就关键技术细节进行核算； 2、该机房制冷系统为四管制系统，即冷却水供/回水管、冷冻水供/回水管系统；

3、经冷水机组制冷后的20℃的冷冻水储存在冷水箱内的，通过冷冻水供水管到达分水器，再通过分水器分别送往压机，经过压机的32℃的冷冻水回水汇集后进入热水箱，热水箱的水经冷冻循环泵压入制冷机组后回到冷水箱，冷水箱与热水箱设置联通器。

4、从冷水机组出来的37℃的冷却水经冷却水循环泵供入冷却塔，经冷却塔冷却至32℃（5度的温差设计）后返回冷水机组，如此循环往复。

5、 考虑到系统的稳定安全运行，系统中配备补水系统，软化水系统，水处理系统等附属系统。

三、冷负荷的计算

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对于间接供冷系统一般考虑7%—15%的富余功率，这里选取10%。 峰值热功率需求为：Qwf=q×(t1-t2)/T1+Qyq/T1 平均热功率需求为：Qwf=q×(t1-t2)/T+Qyq/T

序号 条件 1 铝的熔点 2 铝的比热 3 铝的熔解热 4 每件产品生产周期时间T 5 产品温降t1-t2 6 产品温降时间T1 7 每件产品浇铸最大重量 8 共8条生产线同时生产 9 峰值热功 10 平均热功 数值 660 0.88 398 120 550 38 50 8 单位 摄氏度 备注 kj/kg 度 kj/kg 秒 摄氏度 秒 kg 700-150 7267.2 kw 3028 kw Q= Qz(1+10%)=3028×(1+10%)=3330.8kW

而一期制冷站选择了两台制冷能力同样为1674KW即总功率为3348KW的制冷机是符合计算结果的。

四、 制冷机组的选择

根据现场甲方的要求，且经过验算，决定选择跟一期一样的制冷机组。

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五、水力计算

（一）冷冻循环水的管路水力估算 假定冷冻水的流速为2m/s 1. 根据公式

[3]

4L3

d=10

v

14 制冷量 1674 KW

15 按水流速 2 m/s

16 需求管道直径 0.23 m 5度温差

17 如果管径选择0.1米则流速为 2.54 m/s 18 超出承载能力，故选择大一型号 0.25 m

即冷冻循环水至制冷机和冷热水箱之间，主管道选择DN350，每台泵选择DN200，至制冷机选择DN250的管道。

（二）冷却循环水的管路水力估算

假定冷却水的流速为2m/s 根据公式

L [3]

d=103 4 所以 v

结果与冷冻循环水相同。

13 验算冷却水进出制冷机管径

14 制冷量 1674 KW 15 按水流速 2 m/s

16 需求管道直径 0.23 m 5度温差

17 如果管径选择0.1米则流速为 2.54 m/s

18 超出承载能力，故选择大一型号 0.25 m

三、至车间内设备的供水计算

因设计院设计了DN400的管道，超出了冷冻水的管径，故不需要再次验证。

13 验算冷冻水进出制冷机管径 六、设备选择

（一） 冷却塔的选择

根据水冷冷水机组要求的冷却水的条件选择玻璃钢冷却塔，本设计采用CDBNL3系列超低噪声型逆流玻璃钢冷却塔，冷却塔台数一般和制冷机台数相同,不需设置备用塔，故选两台

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冷却塔即可。

冷却水的进水温度为32℃，出水温度为37℃，冷却塔的补给水量为冷却塔的循环水量的2%—3%

冷却塔的冷却水量和风量的数学计算表达式

G=3600Qc/CP （tw1-tw2） 其中 △tw= tw1- tw2=37-32=5℃

Qc=1.3 Q

其中 Qc—冷却塔冷却热量（KW）,对压缩机制冷机取1.25-1.3Q0（Q0为制冷量）这里取1.3；

CP——为水的比热容4.2（KJ/(Kg.K)）

则 Qc=1.3×1674=2176KW 所以冷却塔冷却水量为：

G=3600 Qc/（CP△tw）=3600×2176/(4.2×5)/1000= 373.6m3/h 风量计算：

Qc/c(Is1Is2) Q=3600ts1—夏季空气调节室外计算湿球温度,查得27.7℃。 [3] ts2=ts1+5℃=32.7℃

查焓湿图 得Is1=87kJ/kg Is2=115kJ/kg [6]

所以 Q=3600×2176÷4.2÷(115-87)=101266kg/h=66618m3/h (空气密度为1.29kg/m3) 查说明书，选用CDBNL3系列低噪声型逆流冷却塔，型号为CDBNL3-350，主要参数如下：

型号 CDBNL3-450

（二） 冷却水泵的选择（开式系统） （1）扬程的计算：

H=H1 + H2 + H3+ H4 H—冷却水泵的扬程

H1—冷却水系统的沿程及局部阻力水头损失 H2—冷凝器内部阻力水头损失（m）,这里取7m H3—冷却塔中水的提升高度（m）,这里取10m H4—冷却塔的喷嘴雾压力水头，常取5m

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冷却水量 350m3/h 总高度 4519mm 风量 72000m3/h 风机直径 3800mm 进水压力 38.5kPa 直径DN 5.9m 新城公司关于+++公司冷冻站设计方案

因此冷却水泵所需的扬程 H=7+7+10+5=29m （2）流量的确定：

由制冷机组性能参数得冷凝器水量203.7m3/h，考虑到泄漏余量1.1倍的系数，即为203.7×（1+10%）=224.07m3/h （2）冷却水泵的选择：

根据以上所得流量和扬程，选择三台（二用一备）连成SLS250-300GC水泵： （三）冷冻水泵的选择

由制冷机组性能参数得冷凝器水量203.7m3/h，考虑到泄漏余量1.1倍的系数，即为203.7×（1+10%）=224.07m3/h

（2） 扬程的估算，沿程阻力及蒸发器阻力估计冷冻水泵的扬程约为20m （2）冷却水泵的选择：

根据以上所得流量和扬程，选择三台（二用一备）连成SLS250-300GC水泵： （3）冷冻水泵的选择：

根据以上计算的流量和扬程，选择四台（二用二备）连成SLS250-400GC水泵；

（四）分水器和集水器的选择

分水器和集水器的管径可跟据并联管道的总流量，通过该管径时的断面流速v=0.5~0.8m/s来确定。[5]

从分（集）水器上接出1根供向(来自)空调机组水管以及1根压力平衡管和1根来自（供向）冷水机组的水管，供水(回)管流速为2.0m/s取，d1=350mm，d2= d5=100mm,

d3=d4 =125mm ,则总流通断面积为1002cm2，取分（集）水器内流速为0.7m/s，那么分（集）水器的流通断面积应为1002×2.0÷0.7=2863 cm2，于是算出分（集）水器内径为603mm，选用D600×10.0无缝钢管，实际流速为0.71m/s,满足要求。 L1=d1+60=410mm L2=d1+d2+120=570mm L3=d2+d3+120=345mm L4=d3+d4+120=370mm L5=d4+ d5`+120=345mm，L6= d5+60=160mm 选择分（集）水器如下： 内径（mm） 600 （五）补水系统的确定 1.

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管壁厚度（mm） 10 外径（mm） 645 重量(kg/m) 112.55 新城公司关于+++公司冷冻站设计方案

冷冻水的补水量为循环水量的3%—4%，这里取4%。 所以 补水量为700*3%=28m3/h

因为该系统为开式系统，不需要定压及补入管路系统，所以选择自来水3Kg压力水直补进水箱的方式。

（六） 建议增加冷却水、冷冻水电子水处理器

根据冷却水流量700 m3/h，选用2台DSG系列电子水处理器：

额定流量 型号 DSG-15W （m3/h） 1024 进出口管径 （mm） 350 安装尺寸 L×D（mm） 1250×600 电子水处理仪和水过滤器的型号可以按连接管管径选顶，连接管管径与干管的管径相同。 （七） 软化水处理器

因模具冷却位置处温度超过55度以上，所以建议进入车间的水进行软化除渣除锈处理，建立10m3的软水处理站。 （八） 建议增加石英砂过滤器

因管道内难免的锈蚀物及颗粒物的存在，建议增加石英砂过滤器进行清洁。

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