Сжатый воздух как энергоноситель

Сжатый воздух находит применение в различных областях промышленности. Его применяют для совершения механической работы, получения большого количества газов, входящих в состав воздуха, в качестве транспортирующего агента и т. д.

В исходных данных к расчету должны быть генплан промышленного предприятия с указанием производственных зданий имеющих потребителей воздуха, место расположения компрессорной станции и распределительной воздушной сети, требуемые потребителями параметры воздуха, среднечасовая расчетная нагрузка компрессорной станции, число и типы установленных на производстве пневмоприемников.

Входе расчета последовательно решаются следующие вопросы:

1) Устанавливают расчетные климатические условия в соответствии с географическим местонахождением промышленного предприятия и соответствующего СHиПам, при этом следует иметь в виду, что для воздуха расчетная t_min ‑ определяется из условий ее состояния =200..300ч, а t_max ‑ максимально возможная для данной местности.

2) Исходя из требований со стороны потребителей, выбирается способ подачи воздуха, основным из которых являются одно или двухтрубные сети, затем назначаются мероприятия по очистке и осушке воздуха, выбирается тип водо-охладительного устройства.

3) В соответствии с трассировкой на генплане предприятия составляется расчетная схема воздушной сети. Для наиболее удаленных потребителей производится гидравлический расчет сети и строится ее характеристика.

4) По номенклатурному перечню выпускаемого оборудования определяется набор машин для компрессорной станции, при этом для проектировщиков со стороны технологов желательно представить 2-3 варианта.

Расчетный одновременный расход воздуха по цеху или производственному участку

где m-число однотипных потребителей воздуха в цехе, q- расход воздуха каждыми из потребителей данного типа, k₀- коэффициент одновременности для каждой однотипной группы потребителей, показывает какая доля потребителей включена в работу в одно и тоже время (для одного потребителя k₀=1, и тем меньше, чем больше потребителей однотипных), - коэффициент увеличения расхода по сравнению с номинальным, вследствие не плотностей запорной и регулирующей арматуры, соединительных шлангов и т.д.,=1,1 1,2.

После такого расчета определяют нагрузку компрессорной станции. Учитывают, что нагрузка компрессорной станции может быть:

- неполной Q<0,5Q_k

- средней 0,5Q_k <Q<0,75 Q_k

- максимальной QQ_k – максимально возможная, может длиться 20-30 минут. В работу включены все компрессоры, включая и резервные. 0,75Q_k <Q<Q_k –длительность работы не ограничена.

Схема компрессорной станции

Ф- фильтр;

К- компрессор двухступенчатый поршневой

ПО- промежуточный охладитель

КО- кольцевой охладитель

В.сб. воздухосборник (ресивер -для поршневых компрессоров)-сглаживание пульсаций давления

ВО- влагоотделитель (маслоотделитель).

ТОА- теплообменный аппарат

БОВ- блок осушки воздуха, фильтр и ВО с использованием селикогеля

Схема блока осушки

Сжатый воздух из компрессора поступает во влагомаслоотделитель, затем в фильтр, после которого через открытый вентиль направляется в одну из двух колонн с адсорбентом (на схеме левая). Здесь происходит глубокая осушка воздуха и частичное отделение масла. Содержание влаги в воздухе 0,03г/м³ (после осушки), что соответствует осушке вымораживанием, при температуре –52 С. Часть сухого воздуха отправляется потребителю, а другая часть в подогреватель, где нагревается до температуры t =150-250 ^oС и через открытый вентиль (на схеме нижний правый) подается в другую колонну с адсорбентом, где происходит регенерация адсорбента, влага испаряется и через открытый вентиль выбрасывается в атмосферу. По насыщению насадки в работающем адсорбере открывается другая система вентилей, и цикл повторяется.

Достоинства схемы: на регенерацию используется собственный воздух. Расчет воздухопроводов сводится к определению диаметра трубопровода и гидравлическому сопротивлению.

Для вентиляторного воздуха (относительно не высокие Р) действительны рассмотренные при расчете трубопровода аналитические зависимости, а для компрессоров расчеты производятся обычно с помощью монограммы