4. Расчет системы охлаждения компрессоров

Система охлаждения компрессора представлена на рис. 3, а обо­значения температур газа и воды по ступеням – на рис. 4.

1 – масляный бак со змеевиком охлаждения масла; 2 – цилиндр первой ступени; 3 – промежуточный холодильник; 4 – цилиндр второй ступени; 5 – концевой холодильник; 6 – насосы Рисунок 3. Схема оборотной системы охлаждения

Рисунок 4. Обозначение температур и воздуха

А. Расчет расход воды на охлаждение

Степень сжатия в одной ступени _i = 2,96.

Показатель политропы сжатия в компрессоре п = 1,2.

Температуры воздуха:

• на входе в первую ступень Т₁ = 273 К;

• на выходе из первой ступени

• на выходе из холодильников

• на выходе из второй ступени

Количество тепла, отбираемое в охладительных рубашках:

• в первой ступени

• во второй ступени

Тепло, отбираемое в холодильниках:

• в промежуточном

• в концевом

Тепло, отбираемое в целом по компрессору

q = q_С1 + q_С2 + q_Х1 + q_Х2 = 38,9 + 49,7 + 29,3 + 59,5 = 177,4 кДж/кг.

Удельный расход воды на охлаждение

Расход воды на охлаждение по компрессорной станции

G = Q·g = 8,33·0,00547 = 0,0456 м³/с = 164 м³/ч.

Проверяем, обеспечивает ли выбранный концевой холодильник тре­буемую степень охлаждения. Температура воды на входе в холодильник превышает температуру окружающей среды на 10^сС, а на выходе - на 20°С. Температурный напор на входе в холодильник

Температурный напор на выходе из холодильника

Средний температурный напор

Необходимая поверхность теплообмена

Таким образом холодильник обеспечивает необходимое охлаждение.

Б. Выбор насосов системы охлаждения

Для выбора насосов рассчитаем сопротивление оборотной линии. Диаметр водопровода определим по оптимальной скорости воды, которая для нагнетательных линий составляет 1,5...2,5 м/с, примем 2 м/с. Диаметр труб

По внутреннему диаметру выбираем стандартную трубу 159 х 4,5 мм с внутренним диаметром 0,15 м и площадью сечения S = 0,25··d² = 0,01766 м². Скорость воды в трубе

v = Q/S = 0,046/0,01766 = 2,6 м/с

Сопротивление линии включает следующие составляющие:

• Сопротивление системы охлаждения (1,5...3 м): H_КС = 2 м.

• Высота подъема, представляющая геодезическую разность высот между соплами брызгательного бассейна (башенной градирни) и уров­нем воды в накопительном резервуаре. Обычно для градирен расстоя­ние от сопел до воды составляет до 10 м, для брызгательного бассейна – 0...2 м: H_ПОД = 2 м.

• Необходимое давление перед соплами устройства охлаждения

Н_ДОП = 50 кПа = 5,1 м

• Сопротивление трубопровода (местные сопротивления приняты в размере 10% от сопротивления трения труб

Критерий Рейнольдса при движении воды в трубах

Коэффициент трения  = 0,12 определяем по номограмме при  = 0,67. Длину трубопровода определим из нормативного удаления брызга­тельного бассейна от здания компрессорной станции L = 60 м.

Сопротивление трубопровода

Сопротивление сети

Н_С = Н_КС + Н_ПОД + Н_ДОП + Н_В = 2 + 2 + 5,1 + 18,3 = 27,4 м

Насос выбираем по следующим параметрам:

• подача 164 м /ч;

• напор 30 м (с учетом запаса 10%).

Выбран следующий насос:

• тип К-100-32;

• количество 2 (и один резервный);

• мощность 11,3 кВт;

• частота вращения 2900 об/мин;

• цена 6020 руб.

Принимая дополнительные затраты в размере 50% от стоимости на­сосов (без учета здания и монтажа), получаем стоимость оборудования насосной станции в сумме 27090 руб.