3046

Годовой расход электроэнергии для цеха на шинах низкого напряжения (W) определяется по активной мощности действительному годовому фонду времени работы оборудования с учетом его коэффициента загрузки (по времени):

m – количество смен работы оборудования;

Э – коэффициент загрузки оборудования по времени (этот коэффициент учитывает неполноту годового графика потребления электроэнергии); средняя его величина равна

0,75.

Для того, чтобы определить общую активную нагрузку на шинах высокого напряжения, необходимо к подсчитанной нагрузке приемников низкого напряжения прибавить активные потери в трансформаторах и активные нагрузки приемников высокого напряжения.

Годовой расход электроэнергии для цеха на шинах высокого напряжения (W`) в квт-ч определяется по следующей формуле:

ников оборудования цеха, с учетом потерь в трансформаторах и активной нагрузки приемников высокого напряжения, кВт.

Годовой расход электроэнергии на освещение определяется по формуле (3) или по нормам расхода на 1 м2 площади здания, при этом годовое количество часов осветительной нагрузки принимается в зависимости от географической широты и количества смен работы.

60

Ниже приведем примерные нормы расхода электроэнергии в час на 1 м2 площади (в вт):

Для местностей, расположенных на широте 40-600, принимаются следующие величины годовой осветительной нагрузки (в час.):

При укрупненных расчетах в качестве среднего расхода осветительной энергии принимают 15 вт в час на 1 м2 площади цеха (с включением в последнюю служебных и бытовых помещений).

При расчетах годового потребления необходимо так же учитывать величину д – действительного годового фонда времени оборудования для одной смены в час.

61

4.2. Расчет годового потребления сжатого воздуха

Сжатый воздух — это обычный атмосферный воздух, сжатый с помощью компрессора до давления, превышающего атмосферное.

Компрессором называют любое приспособление, которое предназначено для сжатия и подачи воздуха, а также других газов под давлением выше атмосферного.

В зависимости от особенностей своей конструкции, а также по принципу действия всё многообразие компрессорных установок может быть сведено к двум видам: лопастным и объёмным. В компрессорах лопастного типа необходимое давление воздуха создаётся за счёт взаимодействия воздушного потока с решётками лопастей – подвижной и неподвижной. Конструктивно такие компрессоры бывают осевыми, радиально-осевыми и центробежными.

Поршневые компрессоры (рис. 47) благодаря своим положительным особенностям – надёжности и удобству в эксплуатации, стабильности рабочих характеристик, компактности и пр. – получили повсеместное применение.

Рис. 47. Общий вид поршневого компрессора

[http://www.kompr.ru/compressors/prom.htm]

62

Пользователей в самых различных сферах хозяйствен- ной деятельности вполне устраивают универсальность и широкие технические возможности поршневых компрессоров.

Сухой воздух состоит, главным образом, из кислорода

иазота. В атмосферном воздухе также содержится некоторое количество воды, меняющееся в зависимости от температуры и региона.

Сжатый воздух является средой, способной безопасно

инадежно 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.

63

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 компрессорной 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 ТФ к числу часов рабочей смены

Тсм, 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

По этому расходу подбирается оборудование компрессорной установки.

Годовая потребность в сжатом воздухе г определится по действительному среднечасовому расходу для всего количества оборудования д и годовому фонду времени его работы д при соответствующем количестве смен m с учетом коэффициента загрузки оборудования (по времени), Э:

г = д ∙ д ∙ ∙ э = 1,5∑ непр ∙ ∙ д ∙ ∙ э. (14)

Расход воздуха на отдельные воздухоприемники часто устанавливают по засосанному объему свободного воздуха, что следует иметь в виду, 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-

65

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. 48). Количество стан-

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

Рис. 48. Пневматические элементы металлообрабатывающих станков

[http://stanoks.net/index.php?option=com_content&view=categ ory&id=122&layout=blog&Itemid=310&limitstart=25]

66

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

Величину давления воздуха принимают 6-7 атм.

Пневматические инструменты. Расход воздуха за-

висит от типа и размера пневматического инструмента (рис. 49) и коэффициента его использования.

Расход воздуха при непрерывной работе инструмента принимается по паспортным данным инструмента. Коэффициент использования инструмента составляет 0,2…0,5 и выше.

Рис. 49. Пневматические инструменты

[http://promtu.ru/wp-content/uploads/2018/02/Pnevmaticheskie- instrumentyi-e1518203186476.jpg]

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. 50) 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.

67

Рис. 50. Подъемники пневматические

[https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1OKhhKFXXXXcYXXXXq6xXF XXXk/SXJS3018-Small-Scissor-Car-Lift-With-Automatically- Pneumatic-Lock.jpg]

Распылители краски. Расход воздуха распылителями (рис. 51) зависит от типа распылителя и диаметра сопла.

Рис. 51. Распылитель краски

[https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1gMNXQXXXXXcVapXXq6xXF XXXZ/SAT1201-hvlp-airbrush-paint-guns-spray-on-nano- chrome-pneumatic-paint-gun-auto-sprayer-dual-nozzle.jpg]

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.

68

4.3. Автоматизированный расчет параметров энергетического хозяйства

Для вычислений значений по описанным выше методикам в программе PlantCAD предназначен специальный модуль (рис. 52).

Рис. 52. Интерфейс модуля расчета параметров энергетического хозяйства PlantCAD

Расчет параметров начинается с ввода исходных данных в соответствующей группе (рис. 53).

Рис. 53. Пример ввода исходных данных для расчета годового потребления воды и пара

На рис. 54 показан пример ввода исходных данных для расчета годового потребления топлива, для чего доста-

69