Тема 2.2. Енергетичний аудит електрообладнання

Практична робота №5

2.2.1. Системи стиснутого повітря, компресорні установки

Ефективність систем стиснутого повітря. Використання засобів вимірювання основних робочих параметрів і характеристик компресорів та вентиляторів. Розрахунки повітряних сітей. Аналіз результатів вимірювання та впровадження мір по підвищенню ефективності.

Мета роботи: закріплення лекційного матеріалу та більш глибоке вивчення системи стиснутого повітря та компресорних установок.

Послідовність виконання практичного заняття

1. Ознайомлення та складання звіту по загальними відомостями по системі стиснутого повітря та компресорним установкам.

2. Ознайомитись та навести в звіті основні шляхи підвищення енергетичної ефективності систем стиснутого повітря та компресорних установок.

3. Ознайомитись та навести в звіті основні розрахункові залежності для оцінки енергетичної ефективності від впровадження енергоощадних заходів.

4. Ознайомитись з прикладом виконання розрахункового завдання прктичного заняття №5, проведення енергетичного аудиту системи стиснутого повітря та компресорних установк — розрахунку економії від усунення витоків.

5. Для виконання розрахункового завдання практичного заняття №5 студент повинен відповідно до свого варіанту завдання, який визначається по останній цифрі у списку групи, вибрати з табл. 5.1. розрахункові данні.

6. Відповідно до отриманих даних студенту необхідно визначити потужність, яка потрібна для підтримки данного потоку, при витоку повітря.

7. Захист практичного заняття.

Таблиця 5.1. Варіанти розрахункового завдання практичного заняття №5

Величини й одиниці їх виміру	Чисельні значення величин, які обираються по останній цифрі у списку групи
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Тиск, Бар	4	6	6	10	4	6	8	10	4	8
Діаметр витоку, мм	5	10	1	5	10	5	5	1	1	10

1. Загальні відомості

1.1. Характеристика системистисненого повітря

В загальному випадку система стисненого повітря складається з компресора (або кількох компресорів), на всмоктувальному патрубку якого встановлений повітряний фільтр (див. рис. 5.1), магістральних і розподільних повітроводів.

При використанні відцентрових компресорів за ними встановлюються кінцеві охолодники повітря. В якості охолодного середовища використовується вода. Коли компресор багатоступінчастий, то охолодження стисненого повітря здійснюється після кожної ступені.

За кінцьовими охолодниками встановлюються водовіддільники, які призначені для відділення крапельної вологи, яка утворюється при конденсації водяних парів, що утримуються в стисненому повітрі, при охолодженні повітря нижче температури точки роси. Після водовід-дільника повітря направляється в магістральний трубопровід.

Коли компресорна станція оснащена поршневими компресорами після них повітря поступає в повітрозбірники (ресивери). Вони призначені для вирівнювання тиску повітря. Крім того, із-за теплообміну з оточуючим середовищем в них конденсуються водяні пари. Тому в цьому випадку водовіддільники раціонально встановлювати за повітрозбірниками.

По магістральним повітроводам стиснене повітря направляється до цехів, ділянок або окремого обладнання. В цеху (на вводі) може бути установка осушки стисненого повітря або водовіддільник. Це залежить від вимог, які пред’являються до чистоти стисненого повітря технологічним процесом або обладнанням. Далі повітря направляється по розподільним трубопроводам до місць споживання (споживачам, наприклад, пневматичного інструменту).

Для осушки стисненого повітря застосовуються установки з термічним способом осушування при охолодженні повітря холодильними машинами і адсорбційні осушувальні установки.

Ступінь осушки повітря в останніх значно вище. Температура точки роси при цьому може знаходитись в межах від -8,1°С до -91,5°С. В установках з холодильними машинами повітря охолоджується до + 4°С.

Тип осушувальної установки і ступінь осушування визначаються вимогами технологічного процесу або обладнання, до якого подається повітря.

Для виробництва стисненого повітря широко використовуються поршневі компресори. В останні десятиріччя відмітилась тенденція застосування відцентрових компресорів таких типів як ЦК 135/8, К-250 та К-500.

Виробництво стисненого повітря надзвичайно неефективний процес. Біля 90 % електроенергії, яка витрачається для його виробництва, губиться у вигляді теплоти.

Менше 10 % витрачаємої електроенергії перетворюється в корисну роботу.

Погана конструкція і витоки в системах, зокрема, витоки повітря з розподільних трубопроводів сприяють подальшому зниженню ефективності ще на 30…50 %.

Крім того, не всі системи оснащені водовіддільниками. Установки осушки стисненого повітря зустрічаються взагалі рідко. Наявність вологи в стисненому повітрі приводить до передчасного виходу з строю пневматичного обладнання і повітроводів (із-за корозії), невиправданим перевитратам енергоносія із-за продувок системи. В зимовий період року при мінусових температурах атмосферного повітря спостерігається обмерзання трубопроводів. Це приводить до зменшення або повного припинення подачі стисненого повітря до споживачів.

Перевитрати стисненого повітря, які обумовлені наявністю в ньому крапельної вологи досягають 15…40%. Тільки при відведенні води, яка утворюється при конденсації водяних парів, шляхом продувок губиться 2…4 % стисненого повітря.

Рис. 5.1. Принципіальна схема системи стисненого повітря:

1 – всмоктувальний фільтр для повітря; 2 – компресори; 3 – охолодник на виході; 4 – водовіддільник; 5 – повітряприймач; 6 – допоміжна повітряна сушилка; 7 – розподільча сітка; 8 –пневмоінструмент.