8

Министерство общего и профессионального образования РФ

Московский энергетический институт

(технический университет)

Филиал в городе Смоленске

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Расчетное задание по курсу:

«Технологические энергосистемы предприятий»

Тема: Расчет системы воздухоснабжения

промышленных предприятий

Преподаватель: Михайлов В. А.

Группа: ЭО1-06

Вариант: 12

Студент: Щербаков А. В.

Смоленск 2008

1. Задание

1. Разработать и начертить генплан предприятия с указанием местоположения компрессорной станции в системе координат XY формата А4.

2. С помощью расчётного метода произвести расчёт нагрузок на компрессорную станцию.

3. Определить местоположение компрессорной станции.

4. Произвести выбор компрессора для компрессорной станции

5. Произвести гидравлический расчёт системы воздухоснабжения, выполненной по магистральной схеме.

6. Изучить методику и предложить вариант компоновки основного и вспомогательного оборудования.

7. Графическая часть.

   1. Лист 1: начертить генплан предприятия со схемой сети воздухоснабжения.

   2. Лист 2: выполнить конструктивный чертёж одного из элементов системы воздухоснабжения.

3. Расчёт нагрузок на компрессорную станцию.

1. Методика расчёта.

Рассчитываем нагрузку на компрессорную станцию, используя расчётный метод, с учётом цеховых максимальных нагрузок. По каждому цеху даны тип и количество пневмоприёмников. Данный метод требует знания количества и типов потребителей сжатого воздуха. Определение расчётных пневмонагрузок основано на применении ряда статических коэффициентов, что позволяет с достаточной для практических целей точностью по номинальным расходам воздуха пневмопрёмниками и их количеству определить средние и максимальные нагрузки цеха или завода в целом.

При проведении расчёта различают два типа пневмоприёмников: пневмоинструменты ( кратковременный режим работы ) и пневмооборудование ( длительный режим работы ).

Для расчёта средней цеховой пневмонагрузки все пневмоприёмники каждого типа разбивают на n характерных групп с более или менее одинаковым режимом работы. Расчёт ведут за наиболее загруженную смену. Максимально длительная нагрузка на КС:

Q_мд = β∙ΣQ_{max i} (3.1.)

где ΣQ_{max i} – сумма максимальных расходов воздуха всеми цехами в единицу времени;

β – коэффициент неодновремённости, β = 0,85 – 0,95.

Максимальный расход воздуха по цеху.

Q_max = k_max∙Q_ср. (3.2.)

где k_max – коэффициент максимального потребления сжатого воздуха, k_max = 1,2 – 1,5; Q_ср – средний расход воздуха по цеху.

Средний расход воздуха по цеху.

Q_ср. = Q_{ср. обор.} + Q_{ср. инстр.} (3.3.)

где Q_{ср. обор.} – средний расход воздуха для однотипной группы оборудования;

Q_{ср. инстр.} – средний расход воздуха для однотипной группы инструментов.

Средний расход воздуха для однотипной группы оборудования.

Q_{ср. обор.} = Σn_i∙q_i∙k_исп.∙k_изн.∙k_ут. (3.4.)

где n_i – количество пневмоприёмников;

q_i – удельный расход воздуха пневмоприёмником;

k_исп – коэффициент использования пневмооборудования;

k_изн – коэффициент износа;

k_ут. – коэффициент утечек.

Средний расход воздуха для однотипной группы инструментов.

Q_{ср. инстр.} = Σn_i∙q_i∙k_загр.∙k_одн.∙ k_изн. ∙k_ут. (3.5.)

где k_загр. – коэффициент загрузки;

k_одн. – коэффициент одновремённости работы однотипных

пневмоприёмников

Примечание: данные о количестве пневмоприёмников приводятся в таблице 2.1. Расчётные значения статических коэффициентов – в таблице 2.2. Значения коэффициента одновремённости для различного количества пневмоприёмников – в таблице 2.3.

Таблица 3.1.

Количество пневмоприёмников по цехам.

№	Наименование пневмоприёмника	Цеха
		1	2	3	4	5
1	Пневмомолотки	11	14	11	–	–
2	Пневмозубило	14	11	–	–	–
3	Шлифовальные машины	16	18	–	11	–
4	Сверильные машины СМ22	9	8	–	10	–
5	Пескоструйное сопло обор.	7	7	–	8	–
6	Обдувная машина	–	–	11	–	–
7	Токарные станки	11	14	–	–	–
8	Пресс	–	–	8	–	–
15	Гайковёрты	–	–	–	–	26
16	Пневмоотвертки	–	–	–	–	26
17	Подъёмники	7	7	7	10	8

Таблица 3.2. Расчётные коэффициенты

№	Наименование пневмоприёмника	kисп	kзагр	kизн	kут	Номинальный расход воздуха,м3/час
1	Пневмомолотки	0,5	0,7	1,1	1,2	0,8
2	Пневмозубило	0,3	0,75	1,1	1,2	0,7
3	Шлифовальные машины	0,6	0,8	1,1	1,2	0,6
4	Сверильные машины СМ22	0,4	0,9	1,1	1,2	1,3
5	Пневмозажимные патроны обор.	0,8	—	1,15	1,2	1,3
6	Пневмопистолет на 100 м3/час	0,9	1	1,1	1,2	0,1
7	Пневмотрамбовка обор.	0,4	—	1,12	1,2	1,2
8	Пневмомолоты 1т обор. 5т 10т	0,65 0,6 0,45	—	1,1	1,2	16,5 40 55
9	Пескоструйное сопло обор.	0,3	—	1,15	1,2	4
10	Обдувочное сопло	0,9	0,72	1,12	1,2	1
11	Формовочная машина на 100 м3/час	0,2	—	1,1	1,2	0,8
12	Форсунки на 100 кг/час мазута обор.	0,5	—	1,1	1,2	30
13	Молотки клепальные И46	0,6	0,8	1,1	1,2	0,9
14	Молотки рубильно-чеканные РК44	0,7	0,65	1,1	1,2	0,75
15	Гайковёрты	0,8	0,8	1,15	1,2	0,4
16	Ножницы	0,8	0,8	1,1	1,2	1
17	Подъёмники	0,1	0,8	1,1	1,05	15

Таблица 3.3 Коэффициент одновремённости

Количество работающего инструмента	2	3	4	6	10	15	20	30	50
Коэффициент одновремённости	0,9	0,875	0,85	0,8	0,7	0,6	0,58	0,5	0,5

2.2. Расчёт нагрузок на компрессорную станцию. Для механического цеха расчёт приведём полностью (цех 1).

3.3.1. Средний расход воздуха

Q_{ср. инстр.} = Σn_i∙q_i∙k_загр.∙k_одн.∙ k_изн. ∙k_ут.

3.3.1.1. Пневматические молотки

Q_{ср. инстр.} = 11∙0,8∙0,7∙0,7∙1,2·1,1 = 5,7 м³/час

3.3.1.2. Пневмозубила Q_{ср. инстр.} = 14∙0,7∙0,75∙0,6∙1,1∙1,2 =5,8 м³/час

3.3.1.3. Шлифовальные машины Q_{ср. инстр.} = 16∙0,6∙0,8∙0,6∙1,1∙1,2 = 6,1 м³/час

3.3.1.4. Сверлильные машины Q_{ср. инстр.} = 9∙1,3∙0,9∙0,7∙1,1∙1,2 = 9,7 м³/час

3.3.1.5. Пескоструйные сопла Q_{ср. инстр.} = 7∙4∙0,8∙1,15∙1,2 =30,9 м³/час

3.3.1.6. Токарные станки Q_{ср. инстр.} = 11∙16,5∙0,7∙1,1∙1,2 = 167,7 м³/час

3.3.1.7. Подъёмники Q_{ср. инстр.} = 7∙15∙0,8∙0,8∙1,1∙1,05 = 77,6 м³/час

3.3.2. Суммарный средний расход воздуха по цеху ΣQ_ср. = 5,7+5,8+6,1+4,3+30,9+167,7+9,7 = 230,2 м³/час

3.3.3. Максимальный расход воздуха по цеху Q_max = k_max∙Q_ср. = 1,4∙240,2=322,3м³/час

По остальным цехам расчёт ведём аналогично. Результаты расчётов сводим в таблицу 3.4.

Таблица 3.4.

Результаты расчета

Потребители сжатого воздуха	Количество однотипных пневмоприемн.	q мз/час	kисп	kодн	kизн	kзагр	kут		Qср.обор, мз/час	Qср.инстр мз/час	∑Qср., мз/час	kmax	Qmax, мз/час
1	2	3	4	5	6	7	8		9	10	11	12	13
1. Механический цех №1 Токарные станки Пневмозубила Шлифовальные машины Сверлильные машины Пескоструйное сопло Пневмомолотки Подъемники	11 14 16 9 7 11 7	16,5 0,7 0,6 1,3 4 0,8 15	0,65 0,3 0,6 0,4 0,3 0,5 0,1	0,7 0,6 0,6 0,7 0,8 0,7 0,8	1,1 1,1 1,1 1,1 1,15 1,2 1,1	- 0,75 0,8 0,9 - 0,7 0,8	1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,05		167,7 - 6,1 9,7 30,9 - 77,6	- 5,8 - - - 5,7 -
Итого по цеху:											230,2	1,4	322,3

Таблица 3.4. Продолжение

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

2. Механический цех №2 Токарные станки Пневмозубила Шлифовальные машины Сверлильные машины Пескоструйное сопло Пневмомолотки Подъемники

14 11 16 8 7 14 7

16,5 0,7 0,6 1,3 4 0,8 15

0,65 0,3 0,6 0,4 0,3 0,5 0,1

0,6 0,7 0,6 0,75 0,8 0,6 0,75

1,1 1,1 1,1 1,1 1,15 1,2 1,1

- 0,75 0,8 0,9 - 0,7 0,8

1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,05

182,9 - 6,1 9,3 30,9 - 72,8

- 5,4 - - - 6,8 -

Итого по цеху																			314,2		1,4		439,9
3. Кузнечный цех: Пневмомолотки Подъемники Пресс Обдувная машина	11 7 8 11	0,8 15 10 1		0,5 0,1 0,6 0,9			0,7 0,8 0,75 0,7	1,1 1,1 1,1 1,12		0,7 0,8 - 0,77		1,2 1,05 1,2 1,2		- 77,6 79,2 8,0		5,7
Итого по цеху																		170,5		1,4		238,7

Таблица 3.4. Продолжение

1	2	3	4		5		6	7	8		9		10		11		12		13
Инструментальный цех Шлифовальные машины Сверлильные машины Пескоструйное сопло Подъемники	11 10 8 10	0,6 1,3 4 15	0,6 0,4 0,3 0,1		0,7 0,7 0,7 0,7		1,1 1,1 1,15 1,1	0,8 0,9 - 0,8	1,2 1,2 1,2 1,05		4,9 10,8 30,9 97,0
Итого по цеху															143,6		1,4		201,4
Сборочный цех Пневмогайковерты Подъемники Пневмоотвертки	26 8 26	0,4 15 0,4	0,8 0,1 0,8	0,54 0,7 0,54		1,15 1,1 1,15		0,8 0,8 0,8		1,2 1,05 1,2		- 77,6 -		6,2 - 6,2
Итого по цеху																90		1,4		126
Итого по заводу																				1328,3

1. Сумма максимальных расходов воздуха по цехам

∑Q_maxi = 322,3+439,9+238,7+201,4+126=1328,3 м³/час

2. Максимально длительная нагрузка Q_мд = β∙∑Q_maxi β = 0,9 Q_мд = 0,9∙1328,3 = 1195,5 м³/час