yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Різні конспекти лекцій->Содержание->Методичні рекомендації щодо виконання завдання

Розрахунок і вибір обладнання системи повітропостачання промислового підприємства

Методичні рекомендації щодо виконання завдання

При виконанні розділу 2 необхідно керуватися літературою [1-4] і наведеними там прикладами, а також  лекціями з курсу „Компресорні станції”.

 

3.1 Розрахунок потреби в стиснутому повітрі

         Розрахунковою потребою цеху, ділянки в стиснутому повітрі є сума витрат повітря всіма працюючими споживачами (пневмоприймачами) і сумарних втрат повітря в трубопроводах, арматурі і непрацюючих пневмоприймачах:

 

 

                                 (1)

де втрати  q = Κy Vy.

 

         Сумарні втрати повітря беруться відповідно до нормативів (10-25% від витраченої кількості повітря) Ку = 0,1-0,25.

         Для забезпечення можливих режимів максимальних витрат повітря беруть:

                                          (2)

де

При визначенні максимальних тривалих витрат по заводу в цілому використання останньої формули може призвести до неоправдано завищеного результату, оскільки вірогідність того, що одночасно всі цехи заводу будуть споживати максимальну витрату, невелика. У цьому випадку рекомендується сумарну максимальну витрату обчислювати як суму максимальної витрати цеху з найбільшим споживанням повітря і середніх витрат всіх решти цехів:

                                                     

                               .                               (3)

 

         Ця величина називається максимально тривалим навантаженням і повинна бути використана  як розрахункова для заводу під час підбору компресорів.

         Розрахунок виконується за даними із табл.2 для відповідного варіанта завдання. Результати зводяться в таблицю 3.1.

 

Таблиця 3.1 – Результати визначення максимально тривалого навантаження (потреби) по заводу

Цех

Vi,

м3/год

qi,

м3/год

Vi розр.,

м3/год

V і. м. д,

м3/год

Vм. д,

м3/год

Ливарний

 

 

 

 

 

Механічний

 

 

 

 

 

Складальний

 

 

 

 

 

Фарбувальний

 

 

 

 

 

Разом:

 

 

 

 

 

 

         3.2 Розрахунок продуктивності компресорної станції

 

         Метою даного розрахунку є вибір типу і кількості компресорів, який задовольняє потреби заводу в стиснутому повітрі. Вибір здійснюється за допомогою таблиць 1 і 2 додатку А відповідно до заданого варіанта типу компресора (поршневий, відцентровий).

         3.2.1 Вибір продуктивності компресорів проводиться виходячи із заданого навантаження на станцію (максимально тривалої продуктивності Vм. д). При цьому розглядаються декілька варіантів підбору компресорів з різною їх одиничною продуктивністю.

         Для кожного варіанта проводиться визначення встановленої і резервної продуктивностей компресорної станції.

         Установлена продуктивність КС являє собою суму номінальних продуктивностей усіх компресорів, установлених на станції, включаючи резервні:

,                                       (4)

де  - номінальна продуктивність компресора по всмоктуючому повітрю, м3/хв (паспортна);

- продуктивність компресорів, які знаходяться у резерві, м3/хв.

Покриття максимального навантаження на КС при виході із ладу найбільшого за продуктивністю компресора, %:

                  ,                                             (5)

де       - продуктивність найбільшого компресора, який підлягає ремонту                        або знаходиться у резерві, м3/хв.

         Установлену продуктивність КС визначають виходячи з одиничної продуктивності, кількості та типу компресорів.

         Одиничні продуктивності установлюваних на станції компресорів беруть однаковими.

         Число робочих машин

, (шт).                                           (6)

         Якщо дріб у формулі (6) менше 0,5, тоді до машин даної марки додатково встановлюється одна (дві) машини меншої продуктивності. У випадках коли дрібна частина більше 0,5, тоді всі компресори беруться однакової продуктивності і число машин необхідно брати найближче більше. У машинному залі КС необхідно встановлювати 3-4, але не більше 8 компресорних агрегатів, включаючи резервні.

         Продуктивність резервного компресора визначають після того, як вибрані типи і продуктивність робочих компресорів; при цьому необхідно, щоб продуктивність резервного компресора була максимальною.

За необхідності мати на КС 100% резерв число встановлених на станції компресорів m повинно дорівнювати:

,                                                (7)

тобто така кількість компресорів, яка при виході із ладу одного компресора забезпечує споживачів стиснутим повітрям на 100%.

         Ступінчастість регулювання продуктивності забезпечується послідовним відключенням компресорів при зменшенні споживання і визначається із відношення (1/m) х 100%, де  m – число робочих машин. Якщо m = 3, то ступінчастість дорівнює 33%, тобто станція може забезпечити 100%, 66% і 33% від робочої продуктивності.

         Підібрати ресивер

                                                         м3.                                              (8)

         Результати варіантного розрахунку продуктивності компресорної станції зводяться в таблицю 3.2.

Таблиця 3.2 – Розрахунок продуктивності компресорної станції (приклад)

Показник

Варіант

I

II

III

Тип компресорів

ВВ-50/8

ВВ-32/8

ВВ-25/8

Максимально тривале навантаження  на КС, м3/хв

51,95

Продуктивність одиничного компресора, м3/хв

50

32

25

Кількість компресорів, шт.

1

2

2

Продуктивність робоча, м3/хв

50

2 х 32 = 64

2х25=50

Коефіцієнт завантаження

51,95/50 = 1,038

51,95/64 = 0,81

51,95/50 = 1,03

Продуктивність резервного компресора, м3/хв

50

32

25

Установлена продуктивність, м3/хв

2 х 50 = 100

3 х 32 = 96

3 х 25 = 75

Загальна кількість компресорів, шт.

2

3

3

Забезпечення максимальної продуктивності

50/51,9 = 0,96

64/51,9 = 1,23

50/51,9 = 0,96

Об’єм ресивера, м3

 

16

 

Примітка. У рамках  індивідуального завдання повинно бути виконано три варіанти підбору компресорів для розрахованої продуктивності компресорної станції.

 

Остаточний варіант вибирається із таких міркувань.

 

1 Величина коефіцієнта навантаження повинна бути близька до одиниці:

                                       ,         1≈1,0).                                        (9)

2       Ступінь забезпечення максимальної продуктивності:

                                           ,         2≈1,0).                              (10)

2       Мінімальної установленої продуктивності  min(Vуст).

      

       Так, у прикладі, наведеному в табл. 3.2, кращим варіантом за коефіцієнтом завантаження є варіанти І і ІІІ  (к1 = 1,038 і 1,03 відповідно). Віддавати перевагу необхідно варіанту ІІІ з таких причин:

-    установлена потужність в цьому випадку на 25% менше (відповідно і витрата електроенергії);

-   менша одинична продуктивність компресорів забезпечує маневреність у переключенні компресорів при зменшенні споживання повітря (тобто вища ступінчастість регулювання).

       Для прийнятого варіанта підбору компресорів викреслити в масштабі компоновку машинного залу компресорної станції з урахуванням нормативних вимог. Формат креслення – А4.

       Розміри залу формуються несучими колонами, відстань між осями яких дорівнює 6 м.

       Габаритні розміри компресорів вибирати за додатком (табл. 1 і 2).

 

3.2.2    Графоаналітична оцінка ефективності варіантів підбору компресорів КС.

 

       Взяти ступінчастий графік добового навантаження КС, виходячи із такого графіка сумарного споживання цехами:

       ливарний        – 3 - змінна робота;

       механічний      – 2 - змінна робота;

       складальний   – 2 - змінна робота;

       фарбувальний       – однозмінна робота.

Накреслити графік добового навантаження КС жирними лініями та нанести на нього продуктивності компресорів пунктирними лініями.

 

       Наприклад, для варіантів з чотирма і трьома компресорами графік навантаження змінюється до двох видів:

 

Vм.д

 

Vм.д

 
 

3Vk//

 

4Vk

 
а)                                                                     б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Рисунок 2 – Графіки добового навантаження КС з чотирма компресорами продуктивністю к(a) і трьома компресорами продуктивністю V´´к (б):

       Потреби цехів: 1 – фарбувального; 2 – складального; 3 – механічного; 4 – літейного

       Порівняти сумарні площі заштрихованих ділянок діаграм, які характеризують втрати повітря на скидання за відсутності регулювання, вибираємо більш економічний варіант.

3.2.3          За результатами порівняння п-п. 3.2.1 – 3.2.2 вибираємо остаточний варіант компоновки компресорної станції.

 

       3.3 Розрахунок пневмомережі

 

       Викреслити в масштабі схему міжцехової пневмомережі для відповідного варіанта завдання, із зазначенням необхідних розмірів (довжин) повітропроводів. Формат креслення – А4.

 

       3.3.1 Визначення витрат за ділянками мережі

 

       Розрахунок проводиться з кінця найдовговшої ділянки, наприклад від точки d (див. рис. 1).

       Керуватися правилами: якщо вузлова точка відноситься до одного споживача, то для неї як розрахункові витрати беруться значення максимально тривалого споживання, якщо ж ця точка розгалуження на декілька споживачів (точки с, в, е), то витрату знаходимо підсумовуванням максимально тривалого споживання найбільш значного споживача і середніх розрахункових значень решти споживачів.

       1) Обчислити значення об’ємних витрат повітря по ділянках:

            V c-d ,V b-c ,  V b-e  , V a-b  у  нм3/хв.

       2) Обчислити значення масових витрат, приведених до нормальних

           умов:  m c-d, m b-c , m a-b, використовуючи формулу

                                                                  ,                                   (11)

де ρн=1,293 кг/м3.

       3.3.2 Визначити внутрішні діаметри ділянок труб, попередньо задавшись

                швидкостями    в них, за формулою

                                                              , м.                            (12)

       Швидкість у трубопроводах брати такою, що дорівнюю 4-12 м/с, причому чим менше діаметр труби і чим довше труба, тим менше значення швидкості.

       Для всіх ділянок беремо середню густину стиснутого повітря, визначену для умов ρ = 7 кг/см2 ; t ср = 20 ºС:

.

         Отримані розрахункові значення діаметрів округлюється до найближчих стандартизованих значень D y:

 

Таблиця 3.3 - Внутрішні діаметри і товщини труб

D y

25

32

40

50

80

100

125

150

200

250

300

δ, мм

3,25

3,25

3,5

3,5

3,5

4,0

4,0

4,5

6

7

8

 

 

4