Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Вьюшин, В. Д. Эксплуатация компрессорных установок

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
5.29 Mб
Скачать

где т)„з— полный изотермический к.п.д. компрессора, оп­ ределяемый по формуле:

где N3ф— эффективная мощность, кв-т, па валу компрес­ сора, устанавливаемая путем испытаний;

г\э — к.п.д. электродвигателя, определяемый по пас­ порту, а с учетом нагрузки — по рис. 33.

т)пер— к.п.д. передачи (плоскоременная—0,94—0,98; клнноременная — 0,88—0,98; редукторная — 0,88—0,96)..

Рис. 33. Зависимость к.п.д. электродвигателя от его загрузки: .

1 — постоянный к.п.д. для асинхронных двигателей (ПНТ

и ПО

17—6.1

(1616) 103); 2 — к п.д. для

синхронных

двигателей серин

ДСК

(каталог

1253);

/Сз ~ коэффициент

загрузки

 

р .

где

р

— факти-

электродвигателя, % (100_5),

ф

ческая мощность

на валу

двигателя;

Р и

мощность

двигателя

Ри — номинальная

(определяется по паспорту).

Пример определения мощности двигателя. Имеется асинхронный двигатель мощностью/^ =10 кет т]н = 0,865. Измеренная ваттметром мощность Яг, потребляемая элек-

7 п-зю

97

тродв'игателем из сети, равна 4,5 кет. Требуется опре­ делить к.п.д. двигателя при данной загрузке и мощ­ ность Яф на валу двигателя.

Определяем отношение:

4,5

= 0,45.

10,0

Находим на рис. 33 точку пересечения прямой ВВ, соответствующей этому значению, с кривой к.п.д., соответ­ ствующей номинальному значению для данного электро­

двигателя

при

у]„ (■?;„

=86,5%)- При К3 У» = 100% (см.

на линии

АА).

При

=82,3%, К3 =37%.

 

 

Яф =

4,5 ^

= 3,7

-

кет.

 

 

 

’ 1ЛЛ

 

 

При значительном отклонении напряжения сети от номинального в значение ъ необходимо внести допол­ нительные поправки в соответствии с табл. 13.

 

 

 

Таблица 13

Относительная

Изменение к.п.д. при нагрузке двигателя, %

величина

100

75

50

напряжения, %

100

+ 0 ,5 н -+ 1 ,0

Без изменения

—1,0-ь+2,0

90

- 2 ,0

Без изменения

+ 1,0ч-+2,0

При отсутствии данных по

испытанию

компрессора

полный изотермический к.п.д. -17,13 можно определить по рис. 34. В этом случае в формулу (2) вносят поправки на конечное давление сжимаемого воздуха, загрузку ком­ прессора, техническое состояние компрессора, определяе­ мые коэффициентами Кч, Кз, Kt (рис. 34, 35). Коэффи­ циент Кз зависит от метода регулирования производи­ тельности компрессора (регулирование переключением на холостой ход и регулирование подключением допол­ нительного пространства). Коэффициент К4 зависит от степени износа компрессора и колеблется в пределах 1,0—0,9; для нового оборудования он равен 1.

Степень износа определяется фактическим временем работы данного конкретного оборудования между ка-

93

Рис. 34.

Номограмма

для определения

Диз

 

и поправочного коэф­

фициента /Cs к

удельному

расходу

 

электроэнергии

на выработку

 

 

 

сжатого воздуха:

 

 

 

 

1,2 — для

определения

изотермического

КПД

компрессора

при 100%-ноП

нагрузке

н давления нагнетания 8

и 7 кгс/смг; 3,

4 — для определения

попра­

вочного

коэффициента

КЦпрн

конечном

давлении

сжатого

воздуха

6 н 8

 

 

 

 

 

кгс/ел3).

станции над уровнем моря. Л;

И высота расположения компрессорной

К— фактическая

объемная

производительность

компрессора, м3/м.

 

питальными

ремонтами.

При

 

этом

удельный расход

электроэнергии вначале возрастает менее значительно, чем в конце срока службы (перед капитальным ремон­ том).

Коэффициент Ki рекомендуется определять с по­ мощью кривой 4 (рис. 35). Начало кривой соответству­ ет пуску нового компрессора (или после капитального ремонта) в работу, а конец — плановому времени сдачи в капитальный ремонт. Участок прямой оси ординат меж­

ду этими двумя точками

(О—т)

делится на части, со­

ответствующие плановому

числу

часов работы данного

конкретного оборудования между капитальными ремон­ тами.

Эксплуатация компрессоров на различной высоте над

7*

9 9

Рис. 35

Номограмма для

определения поправочных

коэффициен­

тов К?,

Кз, Kt к

удельному

расходу электроэнергии

па

выработку

 

 

сжатого воздуха:

 

 

/•—для

определения

поправочного коэффициента К2; 2, 3 —для

определения

поправочного коэффициента Кг\

4 — для определения поправочного коэффициен­

 

та

КА\

 

Р — абсолютное давление воздуха, кгс/см2; V — фактическая объемная произ­

водительность компрессора, м*1мин\

Vp — производительность компрессора с

учетом регулирования;. —глубина регулирования

производительности компрес­

сора,

%;

время,

час;

100.

уровнем моря отражается на удельной энергии, потреб­ ляемой компрессором. Это изменение удельного расхода электроэнергии на выработку сжатого воздуха учитыва­ ется коэффициентом Кь- Общий коэффициент на ука­ занные поправки равен:

ка-к а- кь

#0 =

К,

(3)

 

Весовая производительность компрессора изменяется в зависимости от параметров всасываемого воздуха, по-

100

Рис. 36. Зависимость поправочного коэффициента К\ от параметров всасываемого воздуха:

Т\ — абсолютная температура воздуха на всасывании компрессора; В — постоянное давление наружного воздуха, всасываемого компрессором, мм рт. ст.

этому в формулу (2) необходимо внести поправку (рис. 36), которая будет равна:

К, = 2,594 4D-

где Т\ — температура всасываемого воздуха, °К\ В — барометрическое давление всасываемого возду­

ха, мм. рт. ст.

возбуждение

Удельный расход электроэнергии на

составит:

 

юоо • Эпр

 

Кр

 

где Элр— электроэнергия, потребляемая

генератором

возбуждения в час (берется по паспортной мощности, а с учетом загрузки по рис. 33);

1/£р— приведенная номинальная часовая производн-

101

тельность компрессора, нм3/ч, берется из паспорта

или

по данным замеров после капитального ремонта.

В связи с различными

техническими данными

ком­

прессоров и электродвигателей привода удельный

рас­

ход электроэнергии (йПр)

определяется раздельно

для

каждого компрессора.

Удельный расход электроэнергии на привод по ком­

прессорной

станции равен:

(7np =

^n p i ' W\ “Ь ^пр2 ' ^ 2 "В ••• + ® п рт ’ Лиц

где п-2 ...Пт — часть общей производительности, при­ ходящейся на данный компрессор {п{ -f«2 + ... + /im = l)-

Расход электроэнергии на охлаждение (Qохл):

Qox., = <?{Q'oJ+\Q'oJ± Q'LX'. (4)

где ср — коэффициент, учитывающий двойную перекач­ ку воды при оборотной (циркуляционной) схеме охлаж­ дения;

QoX1 — количество воды на промежуточные холодиль­ ники;

Q0”XJI—количество воды на конечные холодильники; Q"хл— количество воды на рубашки компрессора.

При одинаковых насосах и гидравлических сопротив­ лениях сетей ср =2. Расход воды на охлаждение ком­ прессоров и холодильников устанавливается по техниче­ скому паспорту, при отсутствии этих данных можно поль­ зоваться соотношением:

25 ч- 35 л/м3,

Qox.i At

где 25-^35 кал/м3— количество тепла, отдаваемого 1 м3 воздуха в промежуточном холодильнике;

Ц — перепад температуры охлаждающей воды в про­ межуточном холодильнике (5—10°С).

Q L = 0,5 • q ;x1;

= 0,65 (q;x1 + q ;j .

Часовой расход электроэнергии, квтч, на охлажде­ ние составляет:

102

 

 

'Зохл

"■ < ?о х л

 

 

 

 

 

 

‘ ^пер

 

 

 

102 •’ll, '

 

где

Н — напор, создаваемый

насосом, м

вод. ст.;

(Зохл— секундный расход

воды, м3/ч;

загрузки

у;,

— к.п.д.

электродвигателя

учетом

определяется по рис. 33);

 

 

 

по формуле:

т|н

— к. п. д.

насоса, определяемый

 

 

/Ч и

1",

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

0,4 + Q , 6/

 

 

Здесь Vh — к.п.д. насоса при номинальной загрузке (из паспорта);

/ — коэффициент загрузки насоса.

Удельный расход электроэнергии на охлаждение равен:

 

 

 

 

 

1000 • 3ох;1

 

 

Удельный

расход

электроэнергии

на

собственные

нужды:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

1000-Э',

 

 

 

 

 

с/Сн —-------------- ,

 

 

 

 

 

 

 

Уг

 

 

где

— годовой расход

электроэнергии на собствен­

ные нужды

(статистические данные) с учетом вновь

установленного

оборудования;

станции (статисти­

W — годовая

производительность

ческая) .

 

 

 

 

 

 

 

При отсутствии этих данных удельный расход

электроэнергии

на

собственные нужды

принимается

равным

1%

от

расхода

на привод.

 

 

Общий удельный расход электроэнергии на выработ­ ку 1000 нм3 сжатого воздуха составляет:

(I — Япр +Цохл + ^сн-

Повышение производительности компрессорной стан­ ции без установки дополнительных компрессоров может быть достигнуто за счет механического наддува. В ка­ честве нагнетателей обычно используются центробежные

103

вентиляторы высокого давления пли воздуходувки. В этом случае схема компрессорной установки несколь­ ко изменяется. Степень наддува зависит от температуры воздуха перед компрессором и его давления после ком­ прессора. Чем ниже температура всасываемого компрес­ сором воздуха и выше его конечное давление, тем мень­ ше возможная степень наддува. При температуре воздуха

перед компрессором

-^ЗОХ и конечном давлении 8 абс.

атм возможная степень наддува равна 1,4.

В этом случае

производительность

увеличится

на 43%.

При конечном

давлении 7 абс. атм возможная

степень

наддува сос­

тавит 1,5, а рост производительности 54%. При сниже­ нии температуры воздуха перед компрессором до 0°С (применение специального охлаждения в летний период) степень наддува снизится до 1.2. а прирост производитель­ ности до 17% при давлении 8 абс. атм. Таким образом, более высокий эффект от наддува наблюдается в летний

период эксплуатации компрессорного

оборудования

(рис. 37).

необходимо в

Применяя наддувающие устройства,

расчет удельных норм расхода электроэнергии на выра­ ботку сжатого воздуха вмести дополнительные поправки на расход энергии данными машинами.

При использовании в качестве наддувающего устрой­ ства вентилятора часовой расход электрической энергии на его привод равен:

10- • \ ■V P • Ъ

где VB — приведенная производительность вентилятора.

нм3/сек;

Р — напор, создаваемый вентилятором, кгс/м2; т(в — к.п.д. вентилятора.

Удельный расход энергии на привод вентилятора:

, _ 1000 ' Зпс„т Ьиспт---------•

' пр

При наддуве компрессора воздуходувкой формула расчета требуемой мощности для вентилятора неприем­ лема, так как в этом случае работа при сжатии воздуха расходуется исключительно на нагревание воздуха и ох­ лаждающей воды. '

Рис. 37. Влияние степени наддува (е) и температуры наружного воздуха на удельный расход электриче­ ской энергии на выработку сжатого воздуха и произ­

водительность компрессора:

/ — температура

наружного

воздуха

t ■=0°С; 2 — температу­

ра наружного воздуха

t — +30°С; 3 — температура

наружного

воздуха

20°С. (За 100%

взят расход электрической энер­

гии при

работе

компрессора

при 0°С

без наддува.)

G — коэф­

фициент увеличения производительности (весовой) компрессора;

’i—расход электрической энергии, %;

е — степень повышения

давления на всасывании

компрессора.

В связи с тем, что в центробежных воздуходувках от­ вод тепла в процессе сжатия очень мал, при расчетах необходимо пользоваться формулой для определения количества затрачиваемой работы при изоэнтропном сжатии, а также формулой, определяющей изоэнтропный к. п. д.

Величина изоэнтропной работы /а на сжатие 1м3 воздуха (рис. 38) равна:

Рис.

38. Зависимость

величины

изоэнтропной

работы на сжатие

1 м3

воздуха (/а ) от давления

воздуха

перед

воздуходувкой (Я0)

 

и

давления

наддува

(Pi),

 

ИЛИ

 

Ь - 3,5 . 10- . Р . . [ ( £ ) “ ■ - ! }

 

где

Р0— абсолютное

давление

всасываемого

воздуха,

кгс/см2-,

 

 

 

 

 

Pi — абсолютное

давление

воздуха

после

воздухо­

дувки, кгс/см2;

 

 

 

 

 

к — показатель степени политропы при изоэнтропном

процессе сжатия.

 

 

 

 

 

Удельный расход энергии на привод воздуходувки:

 

 

U

Ко

 

 

 

367,2 - г, - »

'пер

 

 

 

 

 

 

 

где

•'ia — изоэнтропный к.п.д.;

0,96—0,98;

 

У\» — механический к.п.д., равный

106

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ