§ 38. Пар

Основным потребителем пара для производственных целей являют­ся кузнечные цехи. В цехах листовой штамповки, холодной объемной штамповки и холодной высадки пар расходуется главным образом на нагрев воды, водных растворов, в моечных установках, установках для фосфатирования, в травильных отделениях, мастерских по приготовле­нию технологических смазок.

Пар в цехи подается из теплоэлектроцентрали или из котельной.

Потребное количество пара в установках, в которых пар использует­ся для подогрева, зависит от расхода тепла, теплосодержания пара и того количества тепла, которое при данных условиях может отдать пар определенного состояния (давление, температура, насыщенность, сте­пень перегрева).

Если пар применяется для привода оборудования, то при определе­нии потребного количества пара надо учитывать не только его исходные параметры, но и при каком давлении должен выходить отработанный пар, т. е. используется ли отработанный пар, или оборудование работа­ет на выхлоп.

Большинство молотов в настоящее время работает на паре. Давле­ние пара перед входом в цилиндр молота при работе молотов на вы­хлоп, т. е. без использования отработанного пара, обычно принимается для ковочных молотов 6*10⁵—7*10⁵ Н/м², а для штамповочных — от 7*10⁵ до 9*10⁵ Н/м². Противодавление при работе на выхлоп бывает око­ло 1,1 *10⁵ Н/м². При использовании отработанного пара противодавле­ние приходится повышать. Например, при использовании пара для по­догрева воды противодавление повышается до 1,5*10⁵ Н/м², а при ис­пользовании его для сушилок или парового отопления с достаточно длинным паропроводом оно может достигать 3*10⁵...4*10⁵ Н/м²;

Незначительное повышение противодавления в пределах до 1,5*10⁵ Н/м² практически почти не влияет на работу молота, т.е. на разви­ваемую им мощность, расход пара и управление молотом. Повышение противодавления сверх этого предела существенным образом отража­ется на работе молота и, в первую очередь, понижает развиваемую им мощность. Для того чтобы мощность не изменялась, необходимо, как сказано выше, соответствующее повышение давления пара. Обычно противодавление не рекомендуется брать выше 1,8*10⁵...2*10⁵ Н/м², при этом давление свежего пара для ковочных молотов берется 7*10⁵...8*10⁵ Н/м², для штамповочных молотов 9*10⁵ Н/м². Повышение противо­давления и, как следствие, повышение давления свежего пара влечет за собой повышение расхода последнего.

В цехах, работающих на сухом насыщенном или перегретом паре, эти потери при значительно разветвленных трубопроводах свежего и от­работанного пара можно принимать в 10...12%. В цехах, работающих на насыщенном паре, содержащем много конденсата, молоты зачастую, должны работать с открытыми продувными кранами. В таких цехах по­тери от утечек пара доходят до 8...10%, а общие потери до 18...22%. По­этому при проектировании новых цехов количество отработанного пара, Который может быть использован, приходится принимать равным не бо­лее 88...90% от количества израсходованного свежего пара, а при раз­работке проектов реконструкции старых цехов это количество должно приниматься в зависимости от того, каким паром предполагается снаб­жать кузнечный цех. Если существующая на заводе котельная будет да­вать неподсушенный пар, то количество отработанного пара, который можно использовать, не может быть принято более 78...82% от расхода свежего пара.

Перегрев пара, учитывая усложнение работы сальников при высоких температурах, допускается не свыше 240°С, считая, что эту температу­ру будет иметь пар при входе в кузнечный цех.

Определение расхода пара молотами производят тре­мя методами: по индикаторной мощности молота; по эмпирическим формулам; по опытным и каталожным данным.

Определить средний часовой расход пара в тоннах можно по следу­ющей формуле:

где G — масса падающих частей штампа молота, т; k — коэффициент. В среднем для штамповочных молотов k = 1, для ковочных молотов k =0,93. При этом предполагается, что молоты, используются на 75% по времени.

Средний суммарный часовой расход пара в тоннах по цеху опреде­ляется как сумма средних часовых расходов пара отдельными молотами.

Это выражение не учитывает потерь пара, происходящих в трубо­проводах от конденсации и утечек. Размер этих потерь зависит как от состояния трубопроводов (плотность, изоляция), так и от их развет­вленности по цеху. В проектах часто принимают величину этих потерь в 25% от расхода пара молотами.

Годовой расход пара по цеху в тоннах составляет

где — эффективный годовой фонд времени работы оборудования при принятой сменности, ч; — коэффициент загрузки, принимаемый в среднем 0,8-0,95; — коэффициент потерь пара, равный 1,25.

При выдаче задания на проектирование котельных установок следу­ет также указывать максимальный расход пара молотами в т/ч. В пери­од непрерывной работы молотов (длительный максимум) максимальные расходы превышают средние примерно в 2 раза.

Определение расхода пара для нагрева воды про­изводят следующим образом. Для нагрева воды обычно используют пар давлением 4*40⁵ Н/м². Часовой расход пара в тоннах для нагрева воды, идущей для промывки деталей (полуфабрикатов, заготовок), может быть определен по формуле

где L — часовой расход воды, м³; — температура нагрева воды, °С; — начальная температура воды, °С; (q — количество тепла, отдаваемое 1 т пара, кДж; в среднем q=226*10⁴ кДж.

Приближенно можно принять, что в цехах холодной высадки для на­грева воды в моечных машинах в среднем расходуется 0,15—0,2 т пара на 1 т продукции цеха.