Міністерство освіти та науки України Одеська національна академія харчових технологій Інститут холоду, кріотехнологій та екоенергетики ім. В.С. Мартиновського

Факультет холодильних установок та кондиціювання повітря

Дипломний проект за темою:

Дослідження та розробка каскадної холодильної установки повторної конденсації супутних нафтових газів з використанням природних робочих тіл.

Виконав:

магістр факультету низькотемпературної техніки та технології,

Бедросов Віталій Олегович

Керівники:

д.т.н., проф., Хмельнюк М.Г.,

к.т.н., ст.викл., Яковлева О.Ю.

Одеса 2017

Зміст

Вступ…………………………………………………………………………….......6

Розділ 1. Теоретична частина

1. Стратегія раціонального споживання ПЕР………………………….8

2. Технології отримання та переробки скрапленого нафтового газу (СНГ). Склад газу в залежності від місця родовища.…………………………………………………………………...14

3. Проблеми та перспективи використання СНГ……………………...23

4. Схеми установок повторної конденсації нафтового газу та їх основні характеристики……………………………………………………27

5. Робочі тіла та їх характеристики…………………………………….31

Розділ 2. Аналітична частина

1. Тепловий розрахунок базового циклу каскадної холодильної установки для повторної конденсації СНГ…………………………….35

2. Розрахунок модифікованого циклу каскадної холодильної установки для повторної конденсації СНГ………………………………………...48

3. Розрахунок та підбір апаратів каскадної холодильної установки для повторної конденсації СНГ……………………………………………..59

Розділ 3. Економічна частина……………………………………………………...84

Розділ 4. Охорона праці………………………………………………………..…101

Висновки…………………………………………………………………………..116

Список використаних джерел……………………………………………………118

Додаток А

Додаток B

Вступ

З плином часу людство зробило крок вперед й нарощувало енергоспоживання, так як з'являлося все більше енерговитратних технологій. Ці обставини сприяли пошуку нових джерел енергії, що зможуть задовольнити зрослі запити. Від вугілля та природного газу, в якості сировини для виробництва енергії до рідкого палива (нафта) та супутного нафтового газу (СНГ) на сьогоднішній день широко використовуваного в світі.

Тільки в Європі в 2011р. використано 140 000 000 000 м3 СНГ. Перевага СНГ полягає в його зниженому впливі на навколишнє середовище. При спалюванні СНГ в порівнянні з природним газом вміст СО у відпрацьованих газах на 10% вище, що в п'ять разів менше ніж при спалюванні бензину, дизельного палива, мазуту. Зміст же сірководню у відпрацьованих газах СНГ - мінімальний, без утворення п’ятиокису ванадію, бензопірену, пилу золових частинок, сажі і сірчистого ангідриту.

Розглядаючи супутний нафтовий газ, слід звернути увагу на той факт, що з кожним роком попит на нього у всьому світі зростає на 3-4,5%, а це в свою чергу потребує все більш досконалих холодильних систем транспортування СНГ, оскільки ресурси виснажуються і вимоги до зниження втрат при транспортуванні стають все більш жорсткішими.

Якщо брати до уваги, що корабельний світовий парк має велику кількість суден й ця кількість рахується сотнями суден, то дана робота є дуже актуальною тому, що економія енергоресурсів, таких як дизельне пальне для виробництва електричної енергії на судні може сягати сотен мільйонів тон на рік.

Метою та завданням даного дослідження являється вивчення та удосконалення каскадної холодильної машини для реконденсації СНГ при транспортуванні.

Об’єктом дослідження є каскадна холодильна установка для реконденсації СНГ, яка працює на різних холодильних агентах, а також з додатковими елементами для підвищення холодопродуктивності установки, що впливає на енергомісткість штучного холоду та впливу на оточуюче середовище.

Основним методом дослідження є порівняння показників впливу системи на оточуюче середовище, а також показників енергоефективності при роботі установки на різних робочих речовинах та при модифікації циклу шляхом включення переохолоджувача рідкого агенту верхнього каскаду. Проведення термодинамічного аналізу для виявлення втрат енергії при різних робочих речовинах. В даній роботі було проведено тепловий розрахунок на шістьох робочих речовинах, що дозволило виявити робочу речовину, при якій отримуємо найбільшу економію енергоресурсів. Також було проведено порівняльні розрахунки з встановленими переохолоджувача та без нього. Дана модифікації дозволила збільшити енергоефективність холодильної установки та знизити вплив системи на оточуюче середовище, а також знизити вартість системи та ії масогабаритні характеристики.

Розділ 1. Теоретична частина