• RU
  • icon На проверке: 2
Меню

Расчет системы воздухоснабжения предприятия

  • Добавлен: 04.11.2022
  • Размер: 539 KB
  • Закачек: 3
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовой проект - Расчет системы воздухоснабжения предприятия

Состав проекта

icon
icon
icon Гидросхема V17.cdw
icon Титульный лист.docx
icon Пояснительная записка.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Гидросхема V17.cdw

Условное обозначение
Наименование элемента
Компрессионный агрегат 2ВМ 10-1209
Ресивер (воздухосборник) Р-20
Предохранительный клапан
Колодец нагретой воды
Насосы нагретой воды
Циркуляционная насосная станция
Насосы охлажденной воды
Наименование потребителя
Ковочные или штамповочные молоты 0.5 т
Ковочные или штамповочные молоты 2 т
Ковочные или штамповочные молоты 3 т
Ковочные или штамповочные молоты 10 т
Машины для резки металла
Трамбовки для бетона
КР2868280-13.03.01-04-2018-00.00.000 З
Схема принципиальная

icon Титульный лист.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тверской государственный технический университет»
Кафедра «Торфяные машины и оборудование»
По дисциплине «Технологические энергоносители предприятий»
Расчет системы воздухоснабжения предприятия
Задание для курсовой работы
Исходные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1- Исходные данные
Количество потребителей
Номер суточного графика безразмерного расхода сжатого воздуха – 2.
На рисунке 1 приводится суточный график безразмерного расхода сжатого воздуха.
Рисунок 1- График безразмерного расхода сжатого воздуха
Город – Санкт-Петербург.
В таблице 2 приведены параметры атмосферного воздуха для города в котором расположена компрессорная станция.
Таблица 2- Параметры атмосферного воздуха
Температура в самый жаркий месяц °С
Относительная влажность в самый жаркий месяц %
В таблице 3 приводятся характеристики потребителей.
Таблица 3- Характеристики потребителей
Средний расход сжатого воздуха
Коэффициент использования
Количество однотипных потреби- телей n
Машины для резки металла
- Давление сжатого воздуха у потребителей составляет 05 - 07 МПа;
- Тип компрессоров - воздушные двухступенчатые поршневые крейцкопфные с оппозитным расположением цилиндров;
- Система оборотного водоснабжения КС выполнена по схеме с разрывом струи параллельной подачей воды в «рубашки охлаждения» первой и второй ступеней компрессора а также в промежуточный и концевой охладители;
- Нагрев охлаждающей воды в оборудовании КС - = 5 °С;
В работе рассматривается не менее двух вариантов по марке и количеству выбранных компрессоров для выполнения заданного графика расхода и выбран наилучший указаны способы регулирования КС в течение суток.

icon Пояснительная записка.docx

1 Функциональная схема компрессорной станции4
2 Расчет расхода сжатого воздуха5
3 Построение суточного графика размерного расхода воздуха6
4 Выбор компрессоров для КС7
5 Проверка мощности приводного электродвигателя компрессоров12
6 Расчет рабочих процессов в КУ13
7 Определение расхода охлаждающей воды для КС16
8 Расчет и выбор вентиляторных градирен и насосов для системы оборотного водоснабжения18
9 Выбор концевого охладителя для КУ22
10 Выбор фильтра для очистки всасываемого воздуха от пыли23
11 Выбор воздухосборника25
12 Определение диаметров основных воздухопроводов КС26
13 Определение расхода смазочного масла27
14 Расчет расхода электроэнергии29
15 Разработка принципиальной схемы КС29
16 Компоновка оборудования КС30
Список использованной литературы35
Станция компрессорная. Схема принципиальная гидравлическая.
Спецификация изделий оборудования и материалов- 3 листа.
Курсовая работа разработана в соответствии с требованиями Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов на которых используется оборудование работающее под избыточным давлением»утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 г. № 116[2]; СНиПом III-Г.10.2-62 Компрессоры. Правила производства и приемки монтажных работ[1]; а также согласно учебным пособиям и методическим указаниям.
Технические решения принятые в курсовой работе соответствуют требованиям экологических противопожарных и других норм действующих на территории РоссийскойФедерации и обеспечивают безопасную эксплуатацию объекта.
Сжатый воздух как технологический энергоноситель является весьма эффективным. Широкое использование сжатого воздуха возможно благодаря его особым свойствам: упругости прозрачности безвредности огнебезопасности неспособности к конденсации быстрой передаче давления и неограниченного запаса в природе.
Для обеспечения различных потребителей (пневмоприемников) сжатым воздухом на предприятиях создаются системы воздухоснабжения которые включают в себя системы производства и распределения сжатого воздуха.
В составе систем производства сжатого воздуха (компрессорных станций) входят компрессоры приводные двигатели компрессоров устройства для забора и очистки атмосферного воздуха оборудование для охлаждения сжатого воздуха масловлагоотделители установки для осушки
воздуха воздухосборники и воздухохранительные емкости наполнительныерампы внутренние (внутристанционные) сети трубопроводов масляное хозяйство и другое оборудование.
В состав систем распределения сжатого воздуха входят воздухораспределительные сети (межцеховые и внутрицеховые) распределительные устройства у пневмоприемников (потребителей сжатого воздуха) балонный транспорт воздухосборники - ресиверы. Это обуславливает значительные капитальные вложения на оборудование систем воздухоснабжения.
Производство сжатого воздуха имеет высокую стоимость так как при этом затрачивается большое количество электрической энергии на привод компрессоров. На ряде предприятий расход электрической энергии на выработку сжатого воздуха достигает 20 – 30 % от общего количества потребляемой электрической энергии.
Задачи курсовой работы:
- выбор функциональной схемы компрессорной станции;
- расчет расхода сжатого воздуха согласно исходным данным;
- построение суточного графика размерного расхода воздуха;
- выбор компрессоров для КС;
- проверка мощности приводного электродвигателя компрессоров;
- расчет рабочих процессов в КУ;
- определение расхода охлаждающей воды для КС;
- расчет и выбор основного и вспомогательного оборудования;
- определение количества энергетических ресурсов требуемых для работы компрессорной станции.
Цель написания курсовой работы- разработка компрессорной станции необходимой для снабжения сжатым воздухом потребителей расчет и выбор ее основного и вспомогательного оборудования.
1 Функциональная схема компрессорной станции
Функциональная схема определяет общую структуру КС и способ соединения основного и вспомогательного оборудования.
Состав оборудования КС учитывает следующие особенности поршневых компрессоров:
)прерывистая и неравномерная подача воздуха обусловленная возвратно-поступательным движением поршня;
)подаваемый воздух загрязнен пылью маслом и влагой;
)при постоянной частоте вращения вала компрессора изменение степени повышения давления воздуха практически не приводит к изменению подачи.
Функциональная схема КС с поршневыми компрессорами приведена на рисунке 2.
К основному оборудованию относится компрессорный агрегат включающий компрессор с электродвигателем. Остальное оборудование относится к вспомогательному.
Рисунок 2- Функциональная схема КС с поршневыми компрессорами:
- заборник воздуха; 2 - фильтр; 3 - компрессорный агрегат; 4 - концевой охладитель; 5 - водомаслоотделитель; 6 - обратный клапан; 7 – ресивер(возухосборник); 8 - предохранительный клапан;9 - сливные воронки
2 Расчет расхода сжатого воздуха
Расчетный расход сжатого воздуха на группу однотипных потребителей нм3 мин:
где- количество однотипных потребителей сжатого воздуха;
- средний расход воздуха потребителем каждого типа нм3 мин;
- коэффициент одновременности для каждой однотипной группы потребителей воздуха;
- коэффициент учитывающий увеличение расхода воздуха из-за износа и неплотностей в арматуре сальниках и утечек из воздушной сети; для пневматического оборудования принимается = 15 и для пневмоинструмента = 11-115;
- коэффициент использования пневмооборудования или пневмоинструмента представляющий собой долю времени эксплуатации за смену.
Расчетный расход сжатого воздуха КС нм3 мин:
Максимальный возможный расход сжатого воздуха на группу однотипных потребителей нм3 мин:
где - коэффициент максимума; принимается = 12- 15 в зависимости от характера нагрузки и возможного одновременного включения в работу пневмоприемников.
Максимальная возможная нагрузка КС нм3мин:
Максимальная длительная нагрузка КС нм3 мин:
где - коэффициент неодновременности учитывающий несовпадение по времени максимальных нагрузок однотипных групп потребителей = 085 - 095.
Расчет сводится в таблицу 4.
Таблица 4- Расчет расхода сжатого воздуха
Количество однотипных потребителей ni
Средний расход воздуха
Коэффициент одновременности
Коэффициент использования
Расчетный расход воздуха
Коэффициент максимума
Максимальный возможный расход воздуха
3 Построение суточного графика размерного расхода воздуха
При построении суточного графика размерного расхода воздуха используется максимальная длительная нагрузка и суточный график безразмерного расхода воздуха (рисунок). Полагаем что V =100 % соответствует значению = нм3мин. Значениям V 100 % соответствуют значения V.
Площадь ограниченная осью абсцисс графиком и крайними ординатами вмасштабе соответствует суточному расходу сжатого воздухаVсут=1125792 нм3сут.
На рисунке 3 показан суточный график размерного расхода сжатого воздуха.
Рисунок 3- Суточный график размерного расхода сжатого воздуха
4 Выбор компрессоров для КС
Количество установленных компрессоров:
где - количество рабочих компрессоров;
- количество резервных компрессоров.
Если выбраны одинаковые компрессоры с производительностью то:
Таким образом при прохождении максимальной длительной нагрузки включаются рабочие и резервные компрессоры.
Установленная производительность КС:
В аварийных ситуациях возможен выход из строя одного компрессора что учитывается коэффициентом покрытия максимальной длительной нагрузки:
Значение определяется категорией технологических процессов которые обеспечиваются сжатым воздухом.
Если категория технологических процессов не допускает снижения подачи сжатого воздуха то = 1. Если допустимо снижение подачи воздуха то = 075 - 0 9.
При использовании на КС компрессоров разной производительности возможен выход из строя компрессора с наибольшей производительностью.
В данной работе рекомендуется рассмотреть и проанализировать не менее двух вариантов КС использующих компрессоры различных марок и различной производительности.
Для каждого варианта рассчитываются суточные показатели режима работы КС:
коэффициент использования установленной производительности:
количество часов использования установленной производительности:
коэффициент резерва:
Выбираем компрессор 2ВМ 10-1009.
В таблице 5 приводятся технические характеристики данного компрессора.
Таблица 5 - Основные технические характеристики воздушных поршневых компрессоров
Производительность VKнм3мин
Конечное давление Рк МПа
Частота вращения мин _1
Таким образом при =1:
Выбираем компрессор 2ВМ 10-1209. В таблице 5 приводятся технические характеристики данного компрессора.
Наилучшим вариантом является вариант 2 так как при данном варианте максимально используется установленная производительность.2ВМ 10-1009 –крейцкопфный поршневой компрессор с горизонтальным оппозитным расположением цилиндров.
Компрессоры типа ВМ называемые оппозитными получили в последнее время широкое распространение. Это объясняется главным образом тем что благодаря взаимно противоположному движению поршней (при угле между кривошипами коленчатого вала 180°) они легко балансируют динамически и допускают частоту вращения вала в 25-30 раза большую чем компрессоры других типов. Компрессоры ВМ- горизонтальные и требуют малой высоты при относительно большой площади помещений.
Основные обозначения компрессоров включают род сжимаемой среды тип базы основные характеристики. 2ВМ 10-1009 расшифровывается следующим образом: компрессор двухрядный (2) воздушный (В) выполнен на оппозитной базе (М) с номинальной поршневой силой 10 тс производительность при условиях всасывания100 нм3 мин конечное давление 09 МПа (9 кгссм2).
Для изменения производительности компрессоров заводами- изготовителями предусмотрено использование одновременно нескольких способов регулирования. Ступенчатое регулирование может осуществляться либо путем использования двускоростных электродвигателей либо путем подключения дополнительных объемов вредного пространства. Для плавного регулирования в области небольшой производительности применяется байпасирование.
Для компрессоров 2ВМ10- 1009 и 2ВМ10 - 1209 ступенчатое регулирование 100 75 50 и 25 % осуществляется подключением дополнительных объемов вредного пространства от 25 до 0 % плавное регулирование осуществляется байпасированием.
Для выбранного варианта следует рассматриваются способы регулирования производительности КС в соответствии с суточным графиком расхода. Результаты такого рассмотрения сводятся в таблицу 6. Указываются применяемые способы регулирования компрессоров.
Таблица 6- Регулирование
Количество работающих компрес-соров с номинальной подачей
Подача регулиру- емого компрессора нм3 мин
Регулирование в % от Vk
5 Проверка мощности приводного электродвигателя компрессоров
Мощность электродвигателя для привода компрессора при политропном сжатии воздуха кВт:
где - объемная производительность компрессора при нормальных условиях нм3 мин;
- степень повышения давления воздуха в компрессоре
- соответственно конечное и начальное давление воздуха МПа;
n - показатель политропы сжатия; для охлаждаемых водой поршневых
компрессоров n = 125-13;
- механический КПД компрессора = 085 -09;
- КПД электродвигателя = 09-092.
Мощность электродвигателя компрессора с водяным охлаждениемможет быть рассчитана с использованием относительного КПД:
где - относительный изотермический КПД поршневого компрессора; - =065 085.
Мощность компрессора по паспорту 630 кВт. Следовательно компрессор подходит.
6 Расчет рабочих процессов в КУ
Целью расчета является определение температуры охлаждающей воды и воздуха в характерных точках процессов двухступенчатой КУ.
Температура всасываемого воздуха определяется как средняя для наиболее жарких суток в данной местности °С:
где - среднемесячная температура в самый жаркий месяц °С;
- средняя максимальная температура в самый жаркий месяц °С.
С помощью H-d- диаграммы влажного воздуха (рисунок 4) по температуре и относительной влажности определяется влагосодержание воздуха di (точка А).
di=74 гкг сухого воздуха.
Состояние воздуха для наиболее жарких суток находится по температуре и полученному значению di (точка 1). Для этого состояния определяется температура смоченного термометра tm (точка В) которая является теоретическим пределом охлаждения оборотной воды в градирне.
На рисунке 6 представлена H-dдиагрмма.
Рисунок 6- H-d- диаграммы влажного воздуха
Температура охлаждающей воды на выходе из градирни:
где - коэффициент эффективности градирни; для вентиляторных градирен = 075 - 085;
- охлаждение воды в градирне равное нагреву воды в оборудовании КС; в соответствии с заданным = 5 °С.
Температура теплой воды на входе в градирню:
Температура воды на выходе из КУ не превышает 40 °С. Этому условию должно соответствовать значение . По заданию подача охлаждающей воды в охладители и рубашки охлаждения компрессорных агрегатов параллельная.
Давление воздуха после первой ступени компрессора МПа:
Температура воздуха на выходе из первой ступени компрессора при политропном сжатии К:
где =t1+273=23075+273=296075К.
Температура воздуха на выходе из промежуточного охладителя компрессора не должна превышать температуру охлаждающей воды на выходе более чем на 12-15 °С т. е.:
Температура сжатого воздуха после второй ступени компрессора:
Температура сжатого воздуха на входе в концевой охладитель не должна превышать t2 = 160-170 °С.
t2=39851-273=12549 °С.
Температура сжатого воздуха на выходе из концевого охладителя допускается выше температуры выходящей охлаждающей воды не более чем на 18 - 20 °С т. е.:
7 Определение расхода охлаждающей воды для КС
Охлаждение сжатого воздуха в двухступенчатой КУ осуществляется подачей воды в специально выполненные полости в отливке корпуса (рубашечное охлаждение) и охладители - промежуточный и концевой (рисунок 7).
Удельная теплота отведенная от воздуха при рубашечном охлаждении первой ступени компрессора:
где - удельная изохорная теплоемкость воздуха = 0714 кДж(кг·К); k -показатель адиабаты для воздуха k=141.
На рисунке7 приведены схемы процессов сжатия и охлаждения воздуха в двухступенчатой КУ.
Рисунок 7- Процессы в двухступенчатой КУ:
-2' - политропный процесс сжатия воздуха в первой ступени компрессора; 2'-2"- изобарный процесс отвода теплоты в промежуточном охладителе; 2"-2 - политропный процесс сжатия воздуха во второй ступени компрессора; 2-3 -изобарный процесс отвода теплоты в концевом охладителе; q qn и qK- удельная теплота отведённая в промежуточном и концевом охладителях
Удельная теплота отведенная от воздуха при рубашечном охлаждении второй ступени компрессора:
Удельная теплота отводимая от воздуха в промежуточном охладителе:
где - удельная изобарная теплоемкость воздуха = 1005 кДж(кг·К).
Удельная теплота отведенная от воздуха в концевом охладителе:
Тепловой поток отведенный от воздуха в КУ кВт:
где Мк - массовая подача компрессора кгс;
- плотность воздуха при нормальных условиях = 1293 кгм3.
Объемный расход охлаждающей воды для одной КУ м³с:
где св- средняя удельная теплоемкость воды св = 418 кДж(кг·°К); - средняя плотность воды = 996 кгм³.
Общий расход охлаждающей воды на КС необходимый для выбора оборудования насосной станции системы оборотного водоснабжения:
где 107 - коэффициент учитывающий дополнительный расход воды на маслоохладители.
8 Расчет и выбор вентиляторных градирен и насосов для системы оборотного водоснабжения
На рисунке 8 изображена принципиальная схема системы оборотного водоснабжения.
Рисунок 8- Схема системы оборотного водоснабжения:
- КС; 2 - сливная воронка; 3 - колодец нагретой воды; 4 - циркуляционная
насосная станция; 5 - градирня; 6 - подпитка воды; 7 - сброс в канализацию;
- насосы охлажденной воды; 9 - насосы нагретой воды
В соответствии с заданием система оборотного водоснабжения КС выполняется по схеме с разрывом струи воды.
Градирня выбирается по значению удельной гидравлической нагрузки gF отнесенной к площади фронтального сечения градирни Fфг. Для вентиторных градирен рекомендуется принять gF = 19 - 29 кг(м²·с).
Удельная тепловая нагрузка на единицу площади фронтального сечения градирни кВтм²:
Необходимая суммарная площадь фронтального сечения градирен м²:
По полученному значению и прил. 4[7] выбирается конструкция марка и количество секций градирни площадь фронтального сечения массовый расход воды Gг высота подъема воды Нпод и рассчитывается число градирен:
Выбирается градирня секционная с числом секций 3 расположение вентилятора верхнее площадь фронтального сечения =48 м2 массовый расход воды Gг=933 кгс; высота подъема воды Нпод=1056 м.
Удельная гидравлическая нагрузка выбранных градирен в расчетном режиме:
Полученное значение целесообразно сравнить с гидравлической нагрузкой выбранной градирни в номинальном режиме:
Градирни выбраны верно если 146194 следовательно градирни выбрана верно.
Система оборотного водоснабжения КС имеет две группы циркуляционных насосов (см. рис. 8). Насосы нагретой воды подают ее из колодца в сопла градирни насосы охлажденной воды - из поддона градирни на охлаждение оборудования КС.
В каждой группе насосов устанавливаются два - четыре насоса с одинаковой подачей один из которых является резервным. Центробежные насосы подбираются по значениям объемного расхода и напора (прил. 5)[7]. Объемная подача для группы насосов является одинаковой и равной .
Для насосов нагретой воды необходимый напор:
где - снижение напора во всасывающем трубопроводе = 2- 25 м вод. ст.;
- высота подъема воды для подачи в градирню (см. прил. 4)[17] м;
- снижение напора в соплах градирни = 4- 6 м вод. ст.;
- снижение напора в напорном трубопроводе = 5- 10 м вод. ст.
Для насосов охлаждающей воды необходимый напор м вод. ст.:
где - снижение напора в системе охлаждения КС = 2- 3 м вод. ст.
Длявыбранных насосов выписываются их технические характеристики указывается число рабочих (nр) и резервных (nрез) насосов.
Дляпроверкивозможности использованиякомплектного электродвигателя насоса рассчитывается потребная мощность электродвигателя кВт:
где - объемная подача рабочего насоса м3с;
- требуемый напор или ;
- кпд насоса (см. прил. 5)[7];
- КПД электродвигателя = 08- 09;
- коэффициент запаса = 11.
Выбирается насос марки НКУ-250 в количестве 3(2 рабочих 1 резервный).
Подача Vн=250 м³ч; напор Н=32 м; =69 % мощность электродвигателя 40 кВт.
Объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме:
Если мощность электродвигателя в расчетном режиме отличается более чем на 20 % от мощности в номинальном режиме делается вывод о замене электродвигателя насоса.
Выбираем электродвигатель к насосу ESQ 200LA2-SDN мощность 30 кВт число оборотов 3000 обмин.
9 Выбор концевого охладителя для КУ
Площадь поверхности теплообмена охладителя м² определяется по формуле:
где - коэффициент теплопередачи от воздуха к охлаждающей воде
- средняя логарифмическая разность температур воздуха и воды °С.
Для оценочных расчетов:
где - коэффициент конвективного теплообмена от воздуха к стенке трубы = 60 - 100 Вт (м2·К);
- толщина стенки трубы = 10-3 м;
λ- теплопроводность материала трубы λ = 50 - 70 Вт(м·К); - коэффициент конвективного теплообмена от стенки трубы к охлаждающей воде = 3000 - 5000 Вт(м2·К).
Средняя логарифмическая разность температур воздуха и воды:
где и - большая и меньшая разность температур °С.
При вычислении рекомендуется принимать схему течения воздуха и охлаждающей воды в концевом охладителе противоточной а температуры теплоносителей - по результатам расчетов в разделе 1.6.
Температура сжатого воздуха на выходе из концевого охладителятемпература сжатого воздуха на входе в концевой охладитель t2=127 °С.
Температура охлаждающей воды на выходе из градирни
Температура теплой воды на входе в градирню
Концевой охладитель выбирается по значениям пропускной способности: по воздуху Vk и площади поверхности теплообмена Fk. Технические характеристики двухсекционных кожухотрубчатых концевых охладителей приведены в прил. 6 [7].
Выбирается 3-ое концевых охладителя с пропускной способностью 40 нм³мин; площадью поверхности теплообмена м²; диаметром корпуса Ду=250 мм; диаметр патрубков для воздуха dy’’=150 мм; диаметр патрубков для воды dy’=40 мм общая длина 3273 мм высота 1553 мм.
10 Выбор фильтра для очистки всасываемого воздуха от пыли
Устройства для очистки воздуха от пыли располагаются в фильтр- камере помещение которой пристраивается к зданию КС. Здесь находятся: воздухоприемник в виде окон с жалюзийной решеткой пылеосадочная камера и фильтр. В пылеосадочной камере происходит грубая очистка поступающего в компрессоры воздуха от крупной (свыше 10 мкм) пыли под действием силы тяжести. Дальнейшая очистка воздуха происходит в фильтре.
На крупных КС для тщательной очистки воздуха используются висциновые фильтры. В них отделяются частицы диаметром меньше 10 мкм при концентрации пыли в воздухе не выше 1 мгм³. Ячейки фильтра представляют собой разъемную металлическую коробку для прохода воздуха размером 05 X 05 м. Коробка заполнена наполнителем выполненным из нескольких слоев гофрированных стальных сеток или колец Рашига. Наполнитель смазан липким висциновым маслом имеющим низкую температуру затвердевания. Технические характеристики масляных фильтров смонтированных в виде плоских панелей приведены в прил. 7.[7].
Площадь поперечного сечения фильтра м² определяется по формуле:
где - удельная нагрузка фильтра по воздуху = 125 - 14 м³ (с·м²).
Фильтр выбирается по полученному значению и пропускной способности (см. прил. 7)[7].
Выбирается фильтр с площадью поперечного сечения пропускная способность количество ячеек в панели 6 компоновка ячеек в панели 2х3 размеры панели 1110х1636 мм.
Концентрация пыли в воздухе до фильтра:
где - концентрация пыли в воздухе после фильтра = 1мгм³
- коэффициент очистки= 07.. .085.
Коэффициент сопротивления фильтра:
где - начальное сопротивление чистого фильтра =100 Па.
Удельный рост сопротивления (критерий пылеемкости):
где - конечное сопротивление загрязненного фильтра = 250 Па; m -удельная пылеемкость фильтра m = 05 кгм² .
Пылеемкость фильтра (наибольшая масса пыли удерживаемая фильтром за период эксплуатации):
11 Выбор воздухосборника
Воздухосборники устанавливают в основном для сглаживания пульсаций давления снижающих производительность компрессора на 15 - 30% и увеличивающих расход электроэнергии.
Пульсации давления возникают от неравномерной и прерывной подачи поршневых компрессоров включения в воздушную сеть потребителей и отключения их от нее. Разрешается устанавливать воздухосборники на каждый компрессор или один общий воздухосборник на несколько компрессоров но с возможностью их отключения от него.
Необходимый объем воздухосборника м³ может быть определен по эмпирической формуле:
где - производительность компрессора или компрессоров нм³мин подающих воздух в воздухосборник.
По значениям и выбирается подходящий промышленный воздухосборник (прил. 8) [7].
Выбирается марка воздухосборника Р-20. Объем наружный диаметр 2000 мм высота 6955 мм масса 4235 кг условный диаметр патрубков для воздуха Ду=200 мм условный диаметр патрубков для дренажа Ду=25 мм.
12 Определение диаметров основных воздухопроводов КС
Диаметр воздухопровода определяется по формуле:
где w - рекомендуемая скорость воздуха для всасывающего трубопровода w = 8-10 мс; для нагнетательного трубопровода w = 15-20 мс;
V - объемный расход воздуха м3мин для всасывающего трубопровода
для нагнетательного трубопровода компрессора:
для магистрального трубопровода:
Из сортамента стальных трубопроводов (прил.9) [7]необходимо подобрать диаметры всасывающего нагнетательного и магистрального воздухопроводов и указать условные диаметры dy.
Диаметр всасывающего трубопровода:
Диаметр всасывающего трубопровода Ду500 мм наружный диаметр 530 номинальный внутренний диаметр 502 мм площадь сечения по внутреннему диаметру 0198 м².
Диаметр нагнетательного трубопровода:
Диаметр нагнетательного трубопровода Ду150 мм наружный диаметр 159 номинальный внутренний диаметр 150 мм площадь сечения по внутреннему диаметру 00177 м².
Диаметр магистрального трубопровода:
Диаметр магистрального трубопровода Ду300 мм наружный диаметр 325 номинальный внутренний диаметр 307 мм площадь сечения по внутреннему диаметру 0074 м².
13 Определение расхода смазочного масла
Средний удельный расход смазочного масла на двухступенчатый компрессор (Р209 МПа) определяется по формуле:
где К - опытный коэффициент К = 09 -10 для оппозитных компрессоров.
Годовой расход смазки на КС определяется по формуле:
где - количество часов эксплуатации каждого компрессора в год; можно принять т = 5000 ч.
В поршневых компрессорах типов ВП и ВМ существуют две системы
)цилиндров и сальников штоков;
)узлов трения механизма движения.
Уплотнения поршня и сальников штоков находятся в контакте с горячим воздухом под повышенным давлением. Компрессорные масла используемые для смазки этих узлов приведены в прил. 10.[7].
К этим маслам предъявляются следующие требования:
)достаточная вязкость при высоких рабочих температурах для создания устойчивой пленки на поверхностях трущихся деталей;
)стабильность невозможность вступать в соединения со сжимаемым воздухом и материалами деталей;
)хорошая подвижность т.е. работа без пробок в маслопроводах.
В цилиндр и сальники масло подается под давлением специальным насосом - лубрикатором который имеет несколько плунжерных насосных элементов с индивидуальным регулированием количества подаваемого масла.
Масла для смазки механизма движения при раздельной смазке рекомендуется выбирать с кинематической вязкостью v = (40 - 60)·10-6 м2с.
Наибольшее распространение получили индустриальные масла (прил. 11)[7]. Выполняется циркуляционная смазка механизма движения под давлением создаваемым шестеренчатым насосом. Это дает возможность постоянно очищать масло от механических примесей. Масло может заливаться в картер (раму) или специальный бак.
Для каждой системы смазки выбранного компрессора следует привести наименование применяемого масла и дать его краткую характеристику привести годовой расход масла по системам смазки. Считать что расход масла на смазывание цилиндров и сальников составляет:
Для смазывания цилиндров и сальников штоков применяется масло К-12 с кинематической вязкостью при 100 °С v=11-14 м³сх10-6 температура вспышки не ниже 216 °С температура застывания не выше -25 °С.
Для смазывания узлов трения механизма движения применяется масло И-45 с кинематической вязкостью при 50 °С v=38-52м³сх10-6 температура вспышки не ниже 190 °С температура застывания не выше -15 °С.
14 Расчет расхода электроэнергии
Расход электроэнергии рассчитывается по удельному расходу Э
С достаточной для практики точностью удельный расход электроэнергии принимается:
-на клеммах электродвигателей компрессоров Эк = 011 кВт·чнм³;
-на насосной станции (в системе охлаждения)
Эохл = 02·Эк = 0022 кВт·чнм3.
Удельный расход электроэнергии на собственные нужды КС (освещение вентиляцию работу грузоподъемных механизмов и др.) в среднем не превышает 1 % от общего расхода.
Отсюда общий удельный расход электроэнергии:
Годовой расход электроэнергии:
где - количество часов работы КС в год 8000 ч.
15 Разработка принципиальной схемы КС
Принципиальная (полная) схема КС предназначена для того чтобы дать полное представление о составе оборудования и его взаимном соединении. Схема служит основанием для разработки других конструкторских документов например компоновки оборудования.
16 Компоновка оборудования КС
В помещении КС располагаются компрессоры охладители масловодоотделители насосы.
Предварительно определяется строительная площадь здания КС:
где- площадь занимаемая
- коэффициент учитывающий дополнительную площадь для обслуживания
оборудования устройства подсобных и бытовых помещений.
Значение коэффициента k 35 при 24 м² ; 3 при 46 м2; 25 при 6 10 м2; 2 при > 10 м².
При разработке чертежа общего вида КС уточняются размеры здания с учетом размеров типовых строительных конструкций и состава вспомогательных помещений.
Для КС предусматривают одноэтажное отдельно стоящее здание или пристройку к производственному зданию. Высота основных помещений машинного зала 6 м. Ширина поперечного пролета здания принимается кратной 3 м шаг колонн по длине здания -6м.
Конструкция наружных стен: кирпичная кладка шириной 380 мм. Конструкция внутренних стен: кирпичная кладка - 250 мм сборные бетонные панели - 200 мм. Конструкции перегородок: кирпичная кладка - 130 мм. Кроме основных помещений предусматриваются вспомогательные и подсобно-бытовые помещения необходимые для функционирования КС и обеспечения санитарно-бытовых условий обслуживающего персонала. Помещения размещают с двух сторон здания. Вход в эти помещения производится через отдельный коридор имеющий вход снаружи и связанный дверью с машинным залом. Эта часть здания строится в два этажа с высотой помещений 3 м и имеет наименьшую ширину: прохода- 1 м дверей - 08м коридора - 14 м марша лестницы - 105 м лестничной клетки - 215 м.
Здание КС имеет два выхода максимально удаленных друг от друга. Второй выход делают через коридор подсобно-бытовых помещений. Расстояние от наиболее удаленного рабочего места до ближайшего выхода не более 100 м.Все двери из помещений открываются в сторону выхода. Такое расположение и устройство выходов регламентируется требованиями по эвакуации людей в аварийных ситуациях.
В здании КС не допускается устройство подвальных помещений для расположения теплообменных аппаратов насосов и прокладки трубопроводов.
В помещении главного щита автоматизации и пульта управления допускается устанавливать в стене смежной с машинным залом окно с остеклением площадью не более 3 м.
Трансформаторная подстанция проектируется отдельным блоком на одну или две камеры для трансформаторов. Двери из этих помещений выходят наружу. К трансформаторной подстанции примыкает помещение электрораспределительных устройств. Трансформаторная подстанция может проектироваться в виде отдельно стоящего здания.
Оборудование размещается компактно по ходу движения воздуха в соответствии с принципиальной схемой. При расположении компрессорных агрегатов регламентируются минимальные проходы и отступы:
- главный проход между агрегатами - не менее 15м;
- проход между выступающими частями агрегатов - не менее 1 м; отступ между стеной и агрегатом - не менее 08м если требуется обслуживание со стороны стены.
Для разборки и ремонта оборудования предусматривают свободное место достаточное для выемки наиболее длинной детали. Предусматриваются монтажные проемы (окна ворота или двери) в соответствии с габаритами оборудования. Для расширения помещения КС оставляют свободной площадку территории примыкающую к одному из торцов здания.
Оппозитные компрессоры типа ВМ размещаются в машинном зале на отметке 3 - 5 м (второй этаж) а вспомогательное оборудование и трубопроводы находятся на отметке «ноль».
Воздухосборники устанавливают на фундаменте вне здания на расстоянии не менее 1 м и по периметру их ограждают.
Выполнена цель курсовой работы- разработана компрессорная станция необходимая для снабжения сжатым воздухом потребителей рассчитано и выбрано ее основное и вспомогательное оборудование.
Выполнены задачи курсовой работы:
- выбрана функциональная схема компрессорной станции;
- рассчитан расход сжатого воздуха согласно исходным данным;
- построен суточный график размерного расхода воздуха;
- выбраны компрессоров для КС;
- осуществлена проверка мощности приводного электродвигателя компрессоров;
- рассчитаны рабочие процессов в КУ;
- определены расходы охлаждающей воды для КС;
- рассчитано и выбрано основное и вспомогательное оборудование;
- определено количество энергетических ресурсов требуемых для работы компрессорной станции.
В курсовой работе разработана компрессорная станция с максимально длительной нагрузкой максимально возможной нагрузкой =4936 нм3 мин среднесуточной нагрузкой Vсрсут=нм3мин.
Компрессорная используется для снабжения потребителей сжатым воздухом. На компрессорной станции устанавливается 4 компрессора марки 2ВМ 10-1209. 3 рабочих 1 резервный. Компрессор двухрядный воздушный выполнен на оппозитной базе с номинальной поршневой силой 10 тс производительность при условиях всасывания 120 нм³мин конечное давление09 МПа (9 кгссм² ) мощность электродвигателя 360 кВт.
Заборник воздуха и фильтры расположены в фильтр-камере и служат для очистки воздуха от дисперсных частиц. Фильтры выбраны висциновые с
площадью поперечного сечения Fф=15 м² пропускная способность
Vk=120 нм³ мин количество ячеек в панели 6 компоновка ячеек в панели 2х3размеры панели 1110х1636 мм.
Охладители воздуха различают по назначению и месту установки на межступенчатые и концевые. Межступенчатые охладители используются для охлаждения воздуха между ступенями что повышает экономичность компрессора. В компрессорах 2ВМ 10-1209 они расположены непосредственно на цилиндровом блоке компрессора.
Концевые охладители устанавливаются исходя из требований эксплуатации и техники безопасности. Снижение температуры в них позволяет освободить воздух от водяного конденсата и масла в специальных водомаслоотделителях а также уменьшить опасность взрыва поскольку уменьшается время нахождения масла в горячем воздухе. Воздух охлаждается водой. В качестве концевых охладителей выбраны 3 двухсекционных кожухотрубчатых теплообменника с пропускной способностью 40 нм³ мин площадь поверхности теплообменаFk=173 м²; диаметр корпуса Ду=250 мм.
Водомаслоотделители выполняются в виде отдельных кованых аппаратов баллонного типа.
Каждый компрессор снабжается ресивером (воздухосборником) основное назначение которого состоит в выравнивании колебаний давления в воздухопроводах. Кроме того они выполняют роль аккумулятора сжатоговоздуха и служат для дополнительного отделения масла и воды. В нижней части ресиверов предусматривается штуцер для продувки с целью удаления скопившихся воды и масла. На напорном воздухопроводе перед ресивером располагается обратный клапан предотвращающий подачу воздуха из ресивера в компрессор при его остановке. На ресивере устанавливается предохранительный клапан который сбрасывает воздух при чрезмерном повышении давления. Ресиверы выбраны марки РВ-20 объем 20 м³ наружный диаметр 1800 мм высота 6955 мм.
Список использованной литературы
СНиП III-Г.10.2-62Компрессоры. Правила производства и приемки монтажных работ.актуализации:01.01.2018. - Издан:Госстройиздат 1963 г. - 17 с.
Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности«Правила промышленной безопасности опасных производственныхобъектов на которых используется оборудование работающее подизбыточным давлением». Утвержденыприказом Федеральной службыпо экологическому технологическомуи атомному надзоруот 25 марта 2014 г. № 116. – 254 с.
Гладышев Н.Н. Филатов В.В. Короткова Т.Ю. Иванов В.Д. Технологические энергоносители предприятий (Воздухоснабжение промышленных предприятий): учебное пособие СПбГТУРП. - СПб. 2008. - 110 с.
Портнов В.В. Воздухоснабжение промышленного предприятия: учебное пособие ВГТУ. - Воронеж 2007. - 228 с.
Филатов В.В. Буянов А.Б. Технологические энергоносители предприятий: учебное пособие. ПГУПС. - СПб 2006. Часть 1. - 52 с.
Рахмилевич 3.3. Компрессорные установки. - М. : Химия 1989. -
Технологические энергоносители предприятий (Воздухоснабжение промышленных предприятий): методические указания к выполнению курсовой работы «Компрессорная станция для промышленного предприятия» сост. В.В. Филатов Н.Н. Гладышев; СПбГТУРП. - СПб. 2012. -50 с.

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 22 часа 41 минуту
up Наверх