Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Воздухоснабжение промышленного предприятия. Ч.2. Учебное пособие
.pdf
где
Q
'
1
t
'
2
t
t t (10 15)
ÓÄ Î ÕË Ð Ê .Î ÕË
ОХЛ
Р
В
К.ОХЛ
ОХЛ
- количество тепла, подлежащее отводу от ох-
ладителя, Вт;
- температура воды, поступающей в охладитель в са-
мый жаркий месяц, °С;
- температура воды, выходящей из охладителя, °С:
' '
.
2 1
Если отсутствует расчет конечного охладителя,
приближенно можно принять расход в 2-2,5 л/м3 при давлении
воздуха 0,6-0,8 МПа.
Для каждого агрегата определяются:
- часовой расход воды по сменам;
- суточный расход;
- часовой расход при одновременной работе всего установленного оборудования, на который рассчитывается вся
система водоснабжения компрессорной станции;
- удельный расход воды на 1 м3 воздуха.
Величину удельного расхода воды на охлаждение 1 м3
воздуха, кг/м3, находят по формуле:
B Â Â Â , (18)
где
ных охладителей, кг/м3;
- расход воды на охлаждение рубашек компрессора,
кг/м3;
В - расход воды на охлаждение конечных охлади-
телей, кг/м3.
В обычных компрессорных установках с давлением
сжатого воздуха 0,6-0,8 МПа расход воды на воздухоохладители,
В , кг/м
делять по эмпирической формуле:
В - расход воды на охлаждение промежуточ-
3
,можно с достаточной степенью точности опре-
60
30
t
Ât
Î ÕË
, (19)
где
- разность температур воды на входе и выходе из охладителя, зависящая от величины и чистоты поверхности охладителя и его конструкции.
Общий расход охлаждающей воды для многоступенчатых компрессоров во многом зависит от разности температур
воды до и после охладителя и от конечного давления сжатия.
4.3. Выбор системы водоснабжения и водоохлаждающих
устройств
В зависимости от расхода воды, принятого источника
водоснабжения и взаимного расположения источника и компрессорной станции применяются прямоточная или оборотная
(циркуляционная) системы водоснабжения.
Прямоточной называется такая система водоснабжения,
при которой вода из заводского водопровода, реки или озера
подается однократно в компрессоры и охладители воздуха и
затем выпускается в канализацию или возвращается в реку или
озеро.
Прямоточная система водоснабжения находит применение при наличии достаточно больших источников производственного водоснабжения, сравнительно низкой стоимости воды и незначительном ее расходе.
Циркуляционной или оборотной системой водоснабжения называется такая система, при которой вода из водопровода, реки или озера используется многократно. При оборотной
системе вода из компрессоров и охладителей воздуха направляется в охлаждающее устройство и после охлаждения подается насосами в компрессоры и охладители. Эта система водо-
61
снабжения применяется при недостатке и высокой жесткости
воды, большом ее расходе и стоимости.
В каждом отдельном случае вопрос выбора системы водоснабжения должен решаться особо на основе сравнительных
технико-экономических расчетов.
В замкнутом цикле оборотной системы водоснабжения
происходят потери воды вследствие испарения, разбрызгивания, фильтрации и т. д. Сооружения системы должны быть такими, чтобы потери не превышали 7% от расхода воды: при
больших потерях система становится неэкономичной.
Оборотная система водоснабжения состоит обычно из
трех элементов:
- насосной станции;
- охлаждающего устройства;
- промежуточных сооружений (колодцев теплой и хо-
лодной воды, резервуаров и водоводов).
В качестве охладителей в оборотных системах применяются: пруды-охладители, брызгальные бассейны, градирни
открытые брызгального или капельного типов, башенные градирни с естественной тягой воздуха с капельным, пленочным
и смешанным (капельно-пленочным) типом оросителя, а также
вентиляторные градирни с искусственной циркуляцией воздуха.
В охладительных устройствах охлаждение воды происходит вследствие ее частичного испарения и непосредственной
отдачи тепла более холодному воздуху. Охладительные устройства целесообразно сооружать при производительности
компрессорной станции более 30 м3/мин или при расходах воды более 20 м3/час. Емкость бассейна должна быть не менее 22,5 часовой потребности компрессорной станции в охлаждающей воде.
При выборе типа и размеров охладителя необходимо
учитывать:
62
- месячный график тепловой нагрузки (максимальной,
средней, минимальной) на охладитель;
- технологические требования к температуре охлажден-
ной воды;
- условия работы охладителей (постоянная работа
или работа с сезонными или суточными перерывами);
- метеорологические условия;
- условия площадки строительства (размеры и застроенность ее, а также геологические и гидрогеологические условия).
Кроме того, выбор типа охладителя в каждом отдельном случае зависит также от количества, качества и стоимости
добавочной воды, наличия и стоимости строительных материалов, а также сроков строительства.
Брызгальные бассейны также нецелесообразно применять для охлаждения компрессорных установок, у которых
расход воды на охлаждение не превышает 500 м3/час.
Башенные градирни могут применяться как при малых
(до 70 м3/час), так и при больших расходах охлаждаемой воды
(до 1500 м3/час); они обеспечивают более устойчивый охладительный эффект при возможности установки их на застроенной территории.
Из охладительных устройств наибольшее применение в
системах водоснабжения компрессорных станций имеют градирни, которые обладают следующими преимуществами по
сравнению с прудами-охладителями и брызгальными бассейнами:
- независимость охладительного эффекта от наличия
ветра;
- более высокий охладительный эффект, чем у брыз-
гальных бассейнов;
- меньшая площадь по сравнению с прудами и брыз-
гальными бассейнами;
63
- меньшие потери воды, чем у брызгальных бассейнов.
Наряду с этим градирни имеют также и недостатки:
- более высокая стоимость сооружения, чем брызгаль-
ных бассейнов;
- повышенные расходы по текущему ремонту;
- меньший срок службы;
- более сложная эксплуатация, чем брызгальных бассейнов и прудов (борьба с обледенением, необходимость регулирования температуры воды).
При выборе типа градирни для конкретных условий
следует рекомендуются к использованию типовые вентиляторные и башенные градирни, предназначенные для охлаждения незагрязненной оборотной воды с концентрацией взвешенных веществ не более 40-50 мг/л
Вентиляторные градирни рекомендуется применять
при:
- невысокой стоимости электроэнергии (в случае круг-
лосуточной работы градирни);
- кратковременной продолжительности ежесуточной
работы градирни;
- необходимости глубокого охлаждения оборотной
воды, т. е. при разности температур охлажденной воды и наружного воздуха не менее 3,5-4°;
- стесненности участка, отводимого для строительства
градирни.
Размещение брызгальных бассейнов и градирен на
площадке промышленного предприятия следует производить
из условий обеспечения наименьшей протяженности циркуляционных трубопроводов и каналов и соблюдения допустимых
расстояний между охладителями и сооружениями. Расстояния
между водоохладителями и зданиями или сооружениями во
избежание увлажнения или обледенения должны приниматься
согласно СНиП.
64
4.4. Принципиальные схемы оборотного водоснабжения
компрессорных станций
На компрессорных станциях применяются одноконтурные и двухконтурные схемы систем оборотного
водоснабжения (рис. 7)
Рис. 7. Схемы оборотного водоснабжения:
а - одноконтурная с разрывом струи; б – одноконтурная без разрыва струи;
в – двухконтурная с расширительным сосудом; г – двухконтурная без
расширительного сосуда; 1 – охлаждаемый агрегат; 2 – сливная воронка;
3 – колодец сбора нагретой воды; 4 – насос циркуляционной воды;
5 – градирня; 6 – расширительный сосуд; 7 – теплообменник; 8 – колодец
первичной охлажденной воды; 9 – трубопровод добавочной воды;
10 – устройство сброса воды в канализацию
Одноконтурные схемы могут выполняться с разрывом струи на сточном водопроводе: с воронкой или колодцем (рис. 7а) и без разрыва струи (рис. 7б).
Двухконтурная схема системы охлаждения - это схема
с двумя теплоносителями (рис. 7в и 7г). В первом контуре
65
системы охлаждения компрессоров и сжатого воздуха и охладителях циркулирует определенное количество первичной
воды.
Охлаждение первичной воды осуществляется в поверхностном теплообменнике вторичной водой. В такой схеме
первичный контур является всегда циркуляционным. Схема вторичного контура и температурный перепад могут быть различными, они не влияют на работу компрессора. Во вторичном контуре может применяться морская вода и вода любого качества:
на работу компрессора она не оказывает влияния.
Двухконтурные схемы по сравнению с одноконтурными
имеют следующие преимущества:
- обеспечивают чистоту поверхности охлаждаемого ком-
прессора и охладителей воздуха;
- позволяют повысить температуру охлаждающей во-
ды;
- делают излишней химическую очистку даже при низ-
ком качестве охлаждающей воды;
- способствуют уменьшению расхода воды на охлажде-
ние компрессоров.
66
5. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
КОМПРЕССОРОВ И ДАВЛЕНИЯ НАГНЕТАЕМОГО
ВОЗДУХА
5.1. Общие положения
Экономичность работы компрессорной станции в значительной мере зависит от правильного использования производительности установленных на станции компрессоров.
Производительность компрессора, измеряемая за нагнетательным патрубком, зависит от расхода воздуха пневмоприемниками, подключенными к сети воздухопроводов. Например, если расход воздуха в сети больше производительности
компрессора, то давление воздуха у нагнетательного патрубка
компрессора снижается и в первый момент производительность компрессора повышается. Когда расход воздуха в сети
меньше производительности компрессора, давление воздуха у
нагнетательного патрубка компрессора возрастает.
В подавляющем большинстве пневмосистем общепромышленного назначения необходимо поддерживать рабочее
давление на определенном уровне, гораздо реже потребителю
сжатого воздуха необходим постоянный расход. В соответствии с такими требованиями КС оснащаются устройствами для
регулирования постоянного давление или постоянного расхода, а иногда и обоими видами.
Регулирование постоянного давления в сети возможно
путем изменения:
- количества работающих компрессоров;
- производительности компрессоров;
- времени работы компрессора.
67
5.2. Способы регулирования
По характеру изменения производительности различают следующие виды регулирования;
- прерывистое, осуществляемое периодическим пре-
кращением подачи;
- ступенчатое;
- плавное.
В зависимости от места приложения различают:
- регулирование воздействием на привод;
- регулирование воздействием на коммуникации;
- регулирование изменением конструкции компрессора.
Следует отметить, что перечисленные ниже отдельные
способы и методы регулирования, как правило, являются частью комплекса по мер по приведению в соответствие нагрузки на КС и выработки СВ.
5.2.1. Регулирование воздействием на привод
Существует два вида регулирования, основанных на
принципе воздействия на привод; периодические остановки
компрессора и изменение частоты вращения.
Регулирование периодическими остановками компрессора. Этот вид регулирования характеризуется прерывистым изменением производительности и осуществляется двумя способами; остановками двигателя и отсоединением компрессора от двигателя.
Регулирование путем остановок двигателя производится при электрическом приводе мощностью до 250 кВт и
только для асинхронных двигателей. При прямом пуске компрессоров мощностью более 250 кВт с синхронными электродвигателями, помимо высоких пусковых токов, наблюдается
интенсивный износ подшипников и зубчатого зацепления ре-
68
дуктора. Поэтому заводы-изготовители ограничивают число
подобных запусков.
Основное преимущество данного способа заключается
в том, что с прекращением подачи компрессора полностью
прекращается расход энергии. Запуск и остановку осуществляют управляемые автоматически пусковые устройства.
Наряду с простотой управления для этого способа характерно резкое изменение параметров тока в сети и ограничение на частоту включений по условиям нагрева и прочности
изоляции электропривода. Частота включений электропривода
зависит:
- от емкости пневмосети (главным образом от емкости
ресивера);
- от установленного диапазона регулируемого давления;
- от режима отбора воздуха из сети.
Она оказывается наибольшей тогда, когда расход воздуха из сети составляет половину производительности компрессора.
Время цикла при повторно-кратковременном режиме
для асинхронных электродвигателей мощностью до 250 кВт,
как правило, не должно превышать 10 мин (6 включений в
час). На это время рассчитывается тепловой режим двигателя
при его конструировании. 11еболыние асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором мощностью до 100
кВт иногда запускают по схеме «звезда/треугольник», при
этом пусковой ток снижается в 4 раза от максимального тока.
Частота включений при этом запуске не превышает 30 в час.
Электродвигатели с фазным ротором включают с помощью
пускового реостата с максимальной частотой включений 15 в
час.
Регулирование отсоединением компрессора от двигателя имеет преимущество в том, что пуск компрессора не вызывает таких толчков тока в сети, как совместный пуск с элек-
69
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]