 |
Рекомендации по выбору компрессоров
|
|
|
|
Выбор типа, количества и производительности компрессоров производят на основе:
1. Средней расчетной и максимально длительной нагрузке на компрессорную станцию.
2. Требуемого давления сжатого воздуха у потребителей.
3. Принятого способа подачи сжатого воздуха пневмоприемникам. Если пневмоприемники подключены к сети, питающейся от КС, то производительность компрессоров должна соответствовать максимально длительной нагрузке. Если пневмоприемники питаются от баллонов или воздухосборников, то производительность должна соответствовать средней расчетной нагрузке.
4. Сведений о типах и марках компрессоров, выпускаемых заводами.
При конечном давлении до 0,6 МПа применяются одноступенчатые компрессоры, при большем давлении - многоступенчатые. Для экономии электроэнергии и удобства эксплуатации установок в КС, работающей на один трубопровод пневмосети, рекомендуется устанавливать компрессоры, имеющие одинаковые конечные значения.
При необходимости эксплуатации пневмоприемников, требующих различного давления, вопрос выбора компрессора решается в зависимости от количества расходуемого воздуха того или иного давления, стоимости прокладки воздухопроводов.
При подборе компрессоров должны выполняться условия:
1. Общее количество компрессоров, устанавливаемых в машинном зале не должно быть более 4-х. Предельное количество компрессоров может достигать восьми, так как при этом сильно удлиняется здание станции и возникают неудобства при их обслуживании.
2. Производительность каждого компрессора в отдельности не должна быть больше производительности резервного компрессора и должна находиться в пределах допустимых границ регулирования.
|
|
|
3. Производительность компрессоров должна быть такой, чтобы он работал во всех сменах с высоким коэффициентом полезного действия.
4. Для выработки сжатого воздуха можно использовать только воздушные компрессоры.
5. Давление воздуха на входе в компрессор, в его всасывающем патрубке, а также создаваемое компрессором должно соответствовать паспортным данным и обеспечивать требуемое давление у потребителя.
6. Установленная мощность электродвигателя должна быть, по возможности, минимальной.
7. Габариты компрессорной установки должны быть минимальными.
8. Желательно, чтобы стоимость эксплуатационных затрат на 1000 м3 вырабатываемого воздуха также была минимальной.
Гидравлический расчет системы воздухоснабжения
Общие положения
Исходя из необходимого количества сжатого воздуха и номинальных давлений у потребителей, осуществляется предварительный подбор типа и марки компрессоров.
Скорость воздуха в нагнетательном трубопроводе не должна превышать 10-15 м/с для центробежных компрессоров и поршневых компрессоров двойного действия и не должна превышать 6 м/с для поршневых компрессоров простого действия. Если длина трубопровода более 200 м, то допускается увеличение скорости до 20 м/с.
Для расчета трубопровода межцеховой воздушной сети предварительно выделяют расход воздуха по потребителям. Составляется схема сети, и находятся длины расчетных участков. Затем расставляется арматура, и определяются расходы воздуха на участках. Расчет производится для наиболее протяженной магистрали. Магистрали кольцевой сети принимаются одного диаметра, который определяется по расходу в одном направлении в размере 70 % от общего расхода всех потребителей, охватываемых кольцом. Таким образом, основным недостатком кольцевой сети является большая металлоемкость:
. (4.19)
Для расчета коэффициента трения в качестве Vном используется:
|
|
|
V ном= V 
, (4.20)
где V – производительность компрессора, м3/мин;
m– количество компрессоров (без учета резерва).
При расчете диаметра трубопровода Vном = Vрасп.
Порядок расчета
Задаемся оптимальной скоростью воздуха в зависимости от типа компрессоров. Определяется площадь сечения трубопровода, м2:
, (4.21)
где Vном – номинальный расход воздуха, рассчитанный на номинальное давление у потребителя, м3/мин.
Определяется внутренний диаметр трубопровода, м:
. (4.22)
Внутренний диаметр трубопровода округляется до стандартного.
Уточняется скорость воздуха, м/с:
. (4.23)
Определяем суммарную эквивалентную длину местных сопротивлений, м:
, (4.24)
где ln – эквивалентная длина i-го местного сопротивления, м.
Коэффициент трения:
, (4.25)
где k – абсолютная шероховатость труб; для стальных труб k=0.0001;
; 
– кинематическая вязкость воздуха при температуре нагнетания, м2/с.
Потери напора на трение и местные сопротивления, м:
, (4.26)
где 
– длина i-гo участка, м;
g– ускорение свободного падения, м/с2.
Потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее протяженной ветви, Па:
, (4.27)
где 
– плотность воздуха, кг/м3:
, (4.28)
– молярная масса воздуха, кг/кмоль;
R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмольК).
Располагаемое давление воздуха на КС, Па:
, (4.29)
где 
– потери давления на трение и сопротивление в трубопроводе КС, принимаются равными 3-5 кПа;
– потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее протяженной ветви трубопровода КС, Па;
– избыточное или резервное давление принимается равным 0,5 кПа;
- номинальное давление воздуха у потребителя, Па.
Если располагаемое давление воздуха на КС 
в результате расчета получилось меньше, чем давление на нагнетании Pкомпр, создаваемое компрессором, то предварительно выбранные тип и марка компрессоров подходят.
Если сеть тупиковая, то первые семь пунктов расчета выполняются для каждого участка сети в отдельности (см. пример 2).
Иногда у пневмоприемников на ответвлениях сети возможно превышение давления над номинальным. Избыток давления может быть сработан на увеличенном гидравлическом сопротивлении ответвления за счет уменьшения диаметра труб. Если уменьшенного диаметра недостаточно для срабатывания избыточного давления, то устанавливают диафрагмы.
|
|
|
|
|
|
