Методическое пособие 747

Сжатый воздух является средой, способной безопасно и надежно сохранять значительные количества энергии. Использование сжатого воздуха в качестве энергоносителя широко распространено во всем мире, главным образом, в промышленности.

Около 90% производственных компаний тем или иным способом используют сжатый воздух в своих технологических процессах.

Такие энергоносители, как газ, вода и электричество обычно подаются на производство внешними поставщиками. Поставщики должны выполнять требования в сфере качества, охраны окружающей среды и безопасности, заданные контролирующими органами, потребителями и отраслевыми организациями.

Сжатый воздух, напротив, обычно не предоставляется внешними поставщиками, а производится на месте. Таким образом, обеспечение качества и максимальной рентабельности становится задачей самого потребителя.

Сжатый воздух обладает целым рядом преимуществ как энергоноситель. Он экологичен и безвреден, прост в хранении и транспортировке, а также чрезвычайно удобен для применения в самых разнообразных областях промышленности. Сжатый воздух можно использовать везде – от пневмоотверток и подобных инструментов, обеспечивающих движение или подъем, до очистки поверхностей, а также перемещения и охлаждения материалов.

Проект пневматического хозяйства завода разрабатывается на основе данных технологических процессов о потребности в сжатом воздухе, режиме работы воздухоприемников и местах их расположения.

Проект должен содержать расчет общей потребности в сжатом воздухе для каждого цеха и завода в целом, выбор типов и определение потребного количества потребного количества компрессоров, указание о местоположении компрес-

161

сорной станции, разработку схем, конструкций и сети воздухоподводов (внешних и внутренних) и т.д.

Сжатый воздух применяется для обдувки станков от стружки, деталей после мойки, узлов и изделий при сборке, для пневматических зажимов, пневматических инструментов (сверлильных машин, клепальных и рубильных молотков, шлифовальных переносных машин и пр.), пневматических прессов, паро-воздушных молотков, пневматических подъемников, дробеструйных аппаратов, распылителей краски, перемешивания растворов и для специальных устройств.

Давление подаваемого воздуха 3 - 7 атм. Для понижения давления применяются редукционные клапаны.

Общая потребность в сжатом воздухе для каждого цеха и завода определяется исходя из расхода воздуха при непрерывной работе всех воздухоприемников, коэффициента использования их в каждой схеме, годового фонда времени работы воздухоприемника к числу часов рабочей смены , т.е.

Вследствие утечки воздуха из-за неплотности соединений, а также необходимости выполнения непредусмотренных работ в расчет вводят коэффициент 1,5. Таким образом, действительный среднечасовой расход сжатого воздуха для всего количества воздухоприемников равен

. (21)

Наибольший часовой расход воздуха обычно принимается примерно на 30% более среднечасового действительного, т.е.

. (22)

162

По этому расходу подбирается оборудование компрес-

по действительному среднечасовому расходу для всего количества оборудования и годовому фонду времени его работы при соответствующем количестве смен m с учетом коэффициента загрузки оборудования (по времени), :

Расход воздуха на отдельные воздухоприемники часто устанавливают по засосанному объему свободного воздуха, что следует иметь ввиду, и при необходимости делать пересчет объема свободного воздуха на объем сжатого воздуха, и наоборот.

Для укрупненных расчетов можно принимать следующие данные для определения потребности в сжатом воздухе.

Обдувка станков. Количество станков, подлежащих обдувке, принимается 5-10% от общего количества станков цеха; расход сжатого воздуха принимается в среднем 0,75-1,0 м3/час на каждый станок, потребляющий воздух. Величину давления воздуха принимают 3 атм.

Обдувка деталей после мойки в баках и узлов и изде-

лий при сборке. В среднем принимается расход 0,75-1,0 м3/час на одно установленное сопло; давление воздуха 3

атм.

Пневматические зажимы (рис. 79). Количество стан-

ков, подлежащих обдувке, принимается 5-10% от общего количества станков цеха.

Расход воздуха при непрерывной работе инструмента принимается по паспортным данным инструмента.

Величину давления воздуха принимают 6-7 атм.

163

Для укрупненных расчетов средний расход сжатого воздуха давлением 5-6 атм можно принимать 2,5…4,5 м3/час на каждый присоединенный инструмент.

Пневматические подъемники. Сжатый воздух для пневматических подъемников (рис. 81) применяется давлением 3 и 6 атм в зависимости от грузоподъемности подъемников. Для укрупненных расчетов расход сжатого воздуха в подъемниках грузоподъемностью 700 – 1700 кг можно принимать 0,07 – 0,4 м3 на один подъем.

Рис. 81. Подъемники пневматические

[https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1OKhhKFXXXXcYXXXXq6xXFX XXk/SXJS3018-Small-Scissor-Car-Lift-With-Automatically- Pneumatic-Lock.jpg]

Распылители краски. Расход воздуха распылителями (рис. 82) зависит от типа распылителя и диаметра сопла.

Рис. 82. Распылитель краски

[https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1gMNXQXXXXXcVapXXq6xXFX XXZ/SAT1201-hvlp-airbrush-paint-guns-spray-on-nano-chrome- pneumatic-paint-gun-auto-sprayer-dual-nozzle.jpg]

165

Для укрупненных расчетов в качестве величины среднего расхода сжатого воздуха можно принять 0,2 м3/час при давлении воздуха 3 – 6 атм в зависимости от выбранного вида распылителя.

Выполнение работы:

1. По выданному преподавателем варианту подсчитать годовую потребность в сжатом воздухе для проектируемого участка цеха, необходимую для выполнения производственной программы.

2. Расчеты выполнить с помощью программы «Расчет годового потребления сжатого воздуха». Исходные данные вводятся на рабочем листе «Исходные данные» в следующем виде (рис. 83).

Рис. 83. Рабочий лист «Исходные данные»

Суммарное количество оборудования и число рабочих смен выбирать по своему варианту из лабораторной работы № 10.

166

Теоретические сведения:

В основных отраслях промышленного производства применяют как высокотемпературные процессы (производство чугуна и стали, закалка и отжиг металла и др.), так и низкотемпературные (сушка, выпарка, ректификация, вулканизация и др.). В энергетике принято различать понятия энергоносители и теплоносители.

Энергоносители – тела или среды, участвующие в виде рабочего вещества в производстве энергии (например, водяной пар на тепловых электростанциях, вода на гидроэлектростанциях).

Теплоносители – вещества, используемые для транспортировки тепловой энергии. В зависимости от характера производственных процессов в качестве теплоносителей применяют различные газообразные, жидкие и даже твердые тела.

Наиболее распространенными из них являются дымовые газы, водяной пар, горячая вода.

Требования технологических процессов промышленного производства в тепловом отношении сводятся к получению определенного значения температуры нагреваемого вещества или давления пара, подводимого к теплоиспользующему аппарату.

При проектировании систем теплоснабжения промышленных предприятий от ТЭЦ необходимо исходить не только из интересов собственно потребителей тепла, но и учитывать термодинамические потери цикла, стоимость которых может значительно превосходить экономию, получаемую за счет удешевления теплоиспользующей аппаратуры и тепловых сетей.

Вода

Вода на производстве необходима для получения многих химических веществ (резина, краски, лаки). Также воду

168

на производстве используют для получения водорода и кислорода. Является хорошим теплоносителем (пар).

Воду на предприятиях применяют и для бытовых нужд. Вода на промышленные предприятия подается через инженерные системы водоснабжения населенного пункта, которые используются так же для следующих основных ви-

дов (категорий) потребления воды:

1)на хозяйственно-питьевые нужды населения;

2)на производственные нужды промышленных предприятий;

3)на поливку и мойку территорий населенных пунктов (улиц, площадей), поливку зеленых насаждений, работу фонтанов и т. п.;

4)на тушение пожаров.

Вода, поступающая на производство, должна проходить очистку с помощью промышленных очистных установок

(рис. 85).

Рис. 85. Очистная установка

[http://www.krao29.ru/upload/iblock/16a/16a12cb6d886886bffc3 6ad2c3d4a4b0.png]

169