РАСЧЕТ НАГРУЗОК И ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВОЗДУШНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИСтр 1 из 14Следующая ⇒
ВВЕДЕНИЕ Студенты 4-го курса, обучающиеся по направлению 650800 (теплоэнергетика), изучают курс «Технологические энергоносители предприятий». В этом курсе изучаются системы снабжения предприятий сжатым воздухом, холодом, технической и хозяйственно-питьевой водой, продуктами разделения воздуха, газовым и жидким топливом. Системы воздухоснабжения (СВС) являются достаточно сложными и энергоемкими составными звеньями энергетического хозяйства любого промышленного предприятия. Поэтому изучение вопроса рационального проектирования и грамотной эксплуатации систем воздухоснабжения – это необходимая составная часть подготовки инженеров промтеплоэнергетиков. В программу подготовки входит выполнение расчета тепловой схемы воздушной компрессорной станции (КС) в виде самостоятельной индивидуальной работы. Так как в состав станции включаются (по заданию) локальные системы оборотного водоснабжения и холодоснабжения блока осушки воздуха, то такой расчет позволяет охватить достаточно широкий спектр вопросов курса. В пособии приводятся методики выбора основного оборудования и предварительных расчетов элементов систем воздухоснабжения, необходимых на стадии разработки технического задания и эскизного проектирования. Конечной целью расчета является определение КПД компрессорных установок и станции в целом, расходов электроэнергии, воды, хладоносителя и других данных, необходимых для расчета технико-экономических показателей системы. В настоящее время ощущается острая нехватка учебной, методической и справочной литературы, посвященной этим вопросам. Данное пособие предназначено в первую очередь для студентов, выполняющих индивидуальные расчетные и курсовые работы, а также выпускные и дипломные проекты по промышленным системам воздухоснабжения, за исключением СВС крупных металлургических комплексов, где широко используются паровоздуходувные станции с турбокомпрессорами осевого типа. В учебном пособии приводятся методические основы и пример расчета системы снабжения предприятия сжатым воздухом. Представлен необходимый справочный матеприал.
РАСЧЕТ НАГРУЗОК И ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВОЗДУШНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ
Исходные данные для расчета нагрузок могут быть заданы двояко: В варианте А – годовое потребление сжатого воздуха на предприятии ,тыс.м³/год, и коэффициенты неравномерности его потребления , ; в варианте Б – годовое потребление сжатого воздуха и почасовой суточный график для суток максимального воздухопотребления. Последовательность выполнения: 1. Независимо от варианта задания исходных данных в первую очередь определяется среднегодовое , м³/мин, а в варианте Б еще и среднесуточное , м³/сут. Потребление воздуха. При определении суточного потребления воздуха учитывается число и продолжительность рабочих смен в сутки. Кроме того, необходимо учитывать потери сжатого воздуха в системе. Считают обычно, что непроизводительные расходы воздуха составляют 10-15 % от полезно затраченных. Тогда при трехсменной работе КС и продолжительности смены 8 часов эти расходы составят: , (1.1)
, (1.2) где - число часов использования нагрузки в году. 2. Оцениваются максимально длительное и максимально возможное , м³/мин, воздухопотребление: в варианте А (при заданных коэффициентах неравномерности)
, (1.3)
; (1.4) в варианте Б по суточному почасовому графику воздухопотребления оцениваются значения остальных часовых расходов (см. рис. 1): Максимально возможный в процентах от ( высшая точка графика) и максимально длительный в процентах от (непрерывная работа КС меньше одного часа). Тогда расчетные значения расходов и , м³/мин, определяются из соотношений:
, (1.5)
. (1.6) Обычно 3. С учетом требуемых расходов и давлений выбирается тип компрессоров, устанавливаемых на КС, и назначается рабочая нагрузка , м³/мин. Окончательный выбор типа компрессора может быть выполнен только на основании технико-экономического сравнения нескольких возможных вариантов. Ориентировочно считают, что при средней нагрузке КС < 400 м³/мин целесообразно устанавливать поршневые компрессоры, при больших значениях – центробежные или осевые турбокомпрессоры (ТК). Устанавливая производительность КС складывается из рабочей и резервной , м³/мин, производительностей: = + . (1.7) При этом следует учитывать, что обычно ≥ (+ 5 %).
Если технологический потребитель воздуха не допускает снижения его подачи, то рабочая производительность станции принимается равной максимально длительной нагрузке предприятия: . Если снижение подачи воздуха допустимо, то как правило . Для КС с турбокомпрессорами обычно принимают: ≈ . 4.Производится выбор типоразмеров компрессоров, устанавливаемых на КС. С учетом требуемого давления нагнетания по справочным данным (см. табл.10-12 приложения) подбираются компрессоры, позволяющие покрыть заданную нагрузку. При выборе числа и резервных машин следует руководствоваться следующими опытно-обоснованными рекомендациями: а) считается достаточным с точки зрения надежности при ≤ 7 принимать число резервных машин = 1; б) оптимальное число рабочих поршневых компрессоров на станции составляет = 4 ÷ 6; в) оптимальное число рабочих турбокомпрессорных машин составляет = 3 ÷ 4. Предпочтение следует отдавать однотипным и с одинаковой производительностью машинам. Однако при сложном графике нагрузки можно выбирать машины разных типоразмеров. При выборе типоразмеров рабочих и резервных машин необходимо соблюдать основное правило резерва: резерв должен быть не меньше производительности самого крупного компрессора, устанавливаемого на станции, т.е. , (1.8) где - производительность наиболее крупного компрессора на КС. Если устанавливаются машины одного типоразмера, то их число наиболее просто оценивается следующим образом: задаются рядом чисел рабочих компрессоров (из области) и в каждом варианте оценивается возможная производительность единичного компрессора из следующих соотношений: , (1.9)
Q (1.10) По справочнику подбираются ближайшие (большие) типоразмеры компрессора Q , проверяются приведенные выше рекомендации и выбирается устраивающий вариант. Необходимо учитывать также, что в одном помещении устанавливается не более 8-ми компрессоров.
5. Окончательно определяются все виды производительной компрессорной станции: , (1.11) , (1.12) . (1.13)
6. Оценивается значение коэффициента резерва , обычно , (1.14) где - расчетная рабочая производительность компрессорной станции. Обычно принимают Если величина коэффициента резерва не вписывается в указанный диапазон значений, то выбирают другие типоразмеры компрессоров.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|