Файл: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования самарский государственный технический университет.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ



ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ________________________________________________________

Ю.В. ГОРБУШКИН

КОПМРЕССОРНЫЕ СТАНЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

СЖАТОГО ВОЗДУХА

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебно-методического пособия

Самара

Самарский государственный технический университет 2009

УДК 621.51

Р е ц е н з е н т : д-р техн. наук, проф. А.А. Кудинов

Горбушкин Ю.В. Компрессорные станции для получения сжатого воздуха: учеб.-методич. пособ. / Ю.В. Горбушкин – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2009. – 35 с.: ил.

Приведена классификация компрессорных станций. Рассмотрены методы определения нагрузок на компрессорную станцию и расчеты по ним производительности станции. Рассмотрены вопросы разработки технологической схемы станции, выбора и расчета основного и вспомогательного оборудования. Приведены рекомендации по компоновке компрессорных станций. Предназначено для курсового и дипломного проектирования для студентов специальностей: «Промышленная теплоэнергетика»,

«Энергетика теплотехнологий», «Энергообеспечение предприятий».

УДК 621.51

I  Горбушкин Ю.В.

 Самарский государственный

технический университет, 2009

1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

На промышленных предприятиях, требующих значительное количество сжатого воздуха, компрессоры сосредотачиваются на специальных компрессорных или воздуходувных станциях, которые снабжают воздухом все или часть предприятия и находятся в подчинении главного энергетика.

По суммарной производительности всех установленных на станции компрессоров они классифицируются следующим образом: малые станции — производительность до 1,7 м³/с (100 м³/мин); средние — производительность от 1,7 до 8,3 м³/с (100 ÷ 500

3

м /мин); большие — производительность свыше 8,3 м³/с (500 м³/мин).

По давлению вырабатываемого воздуха компрессорные установки бывают:

2); низкого давления от 0,3 до 2,5 МПа (от 3 до 25 кг/см

---

2); среднего давления от 2,5 до 6 МПа (от 25 до 60 кг/см

2); высокого давления от 6 до 35 МПа (от 60 до 350 кг/см

2). сверхвысокого давления свыше 35 МПа (свыше 350 кг/см

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК НА КОМПРЕССОРНУЮ СТАНЦИЮ

Проектирование компрессорных станций и сетей сжатого воздуха для отдельного цеха или целого завода начинается с определения расхода сжатого воздуха отдельными потребителями, цехами и заводом в целом с целью расчета нагрузки на компрессорную станцию. По нагрузке на компрессорную станции производится выбор компрессоров, компоновка станции и определение всего вспомогательного оборудования.

Нагрузкой на компрессорную станцию является количество воздуха, необходимое пневмоприемникам (с учетом потерь) в рассматриваемый промежуток времени:

Q=Q_п+Q_пот =Q_раб,

где Q_п — количество воздуха, полезно расходуемое

3 3 — количество потерь пневмоприемниками, м /с (м /мин); Q_пот воздуха, имеющих место при выработке, транспортировании и

3 — производительность потреблении сжатого воздуха, м /с; Q_раб

3 работающих компрессоров при условии всасывания, м /с.

Нагрузка на компрессорную станцию может быть следующая: не полная

Q_H≤ 0,5Q_раб ;

средняя

0,5Qраб<Qcp0,75Qраб ;

максимальная

Q_м > 0,75Q_раб .

Максимальную нагрузку условно разделяют на максимальную длительную Qраб>Qмд0,75Qраб и максимальную возможную Qмакс≥Qраб .

Максимально длительная нагрузка длится 20-30 мин и покрывается на 75-90% всеми работающими компрессорами за исключением находящихся в резерве или планово-

предупредительном ремонте. Для покрытия максимально возможной нагрузки включаются все, даже резервные, компрессоры.

Определение нагрузки на компрессорную станцию производится укрупненным или расчетным методами.

Укрупненный метод основан на применении средних норм удельных расходов сжатого воздуха на единицу продукции или на каждую из операций обслуживаемого процесса. Средние удельные нормы устанавливаются опытным путем и с течением времени пересматриваются в сторону снижения.

Обычно этот метод применяется при перспективном проектировании нового предприятия, и средние нормы берутся по данным аналогичных предприятий.

---

По укрупненному методу суммарный годовой расход в воздуха определяется по формуле

Q_Г = α A_Г .

где ^α — средний удельный расход воздуха на единицу продукции или на обслуживаемый процесс; ^А_Г — годовой выпуск продукции в соответствующих единицах или общее годовое число часов обслуживания процесса.

Далее определяют среднюю нагрузку на компрессорную станцию:

Qcp=QГ/τ раб .ч ,

где ^τ_раб ._ч — часть года в секундах (минутах, часах),

соответствующая времени потребления сжатого воздуха.

Максимальная нагрузка по этому методу определяется

Qмакс =Кмакс Qcp,

где ^К_макс^{= 1,2÷ 1,5} — коэффициент, учитывающий максимум потребления сжатого воздуха (берется из опыта работы других предприятий).

Расчетный метод может быть применен, когда известны типы и количество приемников. Все пневмоприемники можно разбить на две группы:

- пневмоинструменты (кратковременный режим работы); - пневмооборудование (длительный режим работы).

В этом случае средняя нагрузка на компрессорную станцию

Qcp=m1 Qср.ин +m2 Qср.об +Qпот ,

1 1

где ^Q_ср._ин — средний расход воздуха однотипной группой пневмоинструментов в единицу времени; ^Q_ср._об — то же, однотипной группой пневмооборудования; ^m1^,m2 — количество типов инструментов и оборудования на предприятии; ^Q_пот — потери воздуха от утечки у не работающих, но подключенных пневмоприемников (определяется опытным путем).

Cредний расход для однотипных пневмоинструментов определяется по формуле

Qср.ин =nин qин  Кспр ,

или Qср.ин =nин qин  Кзагр  Кодн  Кизн  Кут ,

а для однотипного пневмооборудования — по формуле

Qср.об =nоб qоб  Кисп  Кизн  Кут ,

где ^п_ин^,п_об — соответственно количество однотипных инструментов и оборудования, потребляющих воздух; ^q_ин^,q_об — номинальные (паспортные) расходы воздуха, отнесенные к условиям всасывания компрессора, соответственно одним пневмоинструментом и пневмооборудованием при

---

непрерывной работе в единицу времени; ^К_спр^{= 0,4÷ 1,4} — коэффициент спроса; ^К_загр^{= 0,5÷ 0,7} — коэффициент загрузки (показывает, какую часть от максимальной загрузки составляет данная загрузка пневмоинструмента с длительным режимом работы);

^К_одн^{= 0,5÷ 0,9} — коэффициент одновременности работы пневмоприемников; ^К_изн^{= 1,1÷ 1,15} — коэффициент для пневмеинструментов; ^К_изн^{= 1,5÷ 1,8} — коэффициент для пневмооборудования, учитывающий увеличение паспортного расхода воздуха вследствие износа оборудования; ^К_ут^{= 1,2÷ 1,25} — коэффициент, учитывающий утечки воздуха в магистральных и внутрицеховых трубопроводах, арматуре и у работающих пневмоприемников, а также при продувках; ^К_исп^=τ_раб^{/Т=0,06÷ 0,8} — коэффициент использования пневмооборудования за время смены

Т.

На некоторых предприятиях имеет, место односменнÐ

---

4. ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Единичную производительность компрессора принимают, исходя из номенклатуры выпускаемых промышленностью компрессоров с учетом того, что в машинном зале компрессорной станции следует устанавливать от трех до пяти, реже до восьми компрессоров. Компрессоры следует предусматривать однотипными, так как однотипное оборудование облегчает и удешевляет обслуживание и ремонт.

Компоновка компрессорных станций однотипными компрессорами встречается чаще всего и определяется, главным образом, стабильным характером максимально длительной нагрузки. В этом случае число рабочих машин

m=Qраб/Qк..

Если при расчете получается дробное число с дробной частью более 0,5, то количество однотипных машин следует брать ближайшее большее; если дробная часть менее 0,5, то следует или пересмотреть единичную мощность машин, или взять их количество ближайшее большее, но не предусматривать в дальнейшем резерва.

При резко меняющемся характере нагрузки приходится устанавливать различные по производительности компрессоры. В этом случае необходимо проанализировать график нагрузки, в течение суток (недели, месяца) и выделить основную Q_мд и пиковую часть нагрузки Q_пик.

Основную нагрузку целесообразно обеспечить постоянно

работающими компрессорами, а пиковую — пиковыми компрессорами. В этом случае число машин

т=тосн +тпик ,

где т_осн =Q_мд/Q_к.осн — число базовых компрессоров;

т_пик=Q_пик/Q_к.пик — число пиковых компрессоров.

В качестве базовых обычно применяют большие поршневые или центробежные компрессоры, в качестве пиковых — средние и малые поршневые компрессоры с достаточно гибкой и надежной системой автоматики.

Производительность резервного компрессора определяется после выбора типа и производительности рабочих компрессоров, и в случае однотипного оборудования это просто дополнительный компрессор. При не однотипном оборудовании, особенно разных по производительности машин, желательно иметь в качестве резерва по одному агрегату каждого типа. Однако во всех случаях нужно учитывать изменение нагрузки по сменам, перспективы ее роста по годам и так далее с тем, чтобы не создавать лишний резерв оборудования.

---