10.8. Расчет показателей эффективности работы компрессорной станции

Расчет ведется для всей станции, работающей в режиме максимальной нагрузки Q_раб, т.е. при работе всех рабочих компрессоров

Эксергетический КПД компрессорной станции в соответствии с формулой (9.1):

= 0,564 (56,4 %).

Здесь Е_в =G_в∙(i_в-i_о.с.-Т_о.с.∙(s_в-s_о.с.)) = 9,47 -(445,4 - 428,2- 300,5 х (3,36 - 3,9)) = 1685,4 кВт - эксергия сжатого воздуха в коллекторе КС, где

i_в - 12900 Дж/моль = 445,4 кДж/кг - энтальпия сжатого воздуха при Р_к.с. = 0,7176 МПа и Т_к.с =318 К;

i_о.с = 12400 Дж/моль = 428,2 кДж/кг — энтальпия атмосферного воздуха при Т_о.с=300,5К;

s_в= 97,4 Дж/(моль∙К) = 3,36 кДж/(кг∙К) -энтропия сжатого воздуха;

s_o.c = 112,8 Дж/(моль∙К) = 3,9 кДж/(кг∙К) - энтропия атмосферного воздуха при Т_о.с = 300,5 К;

⁼5 504,2 = 2521 кВт- мощность, потребляемая всеми работающими воздушнымн компрессорами;

= 119,6 кВт - суммарная электрическая мощность компрессоров холодильных машин, циркуляционных насосов оборотного водоснабжения и контура хладоносителя.

Удельный расход электрической энергии на производство 1000 м³ сжатого воздуха:

где учтены следующие расходы электроэнергии за 1 час работы КС:

- в воздушных компрессорах;

- в хладоновых компрессорах, холодильных компрессоpax холодильных машин;

- в рабочих водяных насосах оборотной системы водоснабжения;

- в рабочих насосах системы циркуляции хладоносителя.

Удельный расход охлаждающей воды на компрессорной станция g_w:

= 11,7 л/м³.

Расход воды несколько выше нормы, что обусловлено выбранной величиной подогрева воды (∆t_w = 5 °С). Дополнительные затраты на прокачку воды компенсируются высоким значением КПД станции, а следовательно, и значительной экономией электрической энергии в приводе компрессорных установок. Оптимальное значение ∆t_w должно определяться технико-экономическим расчетом.

10.9. Адсорбционная доосушка воздуха

В соответствии с заданием воздух в количестве Q_ад = 100 м³/мин должен досушиваться до температуры точки росы t_ад = -50 °С. Такие параметры достигаются в серийной адсорбционной установке осушки воздуха УОВ-100. Это моноблочный двухкорпусный агрегат с одним электронагревателем воздуха для регенерации (см. рис. 1).

Основные показатели УОВ-100 [4] (см. табл. 22 приложения):

расход осушаемого воздуха Qад = 100 м / мин;

масса загружаемого адсорбента Gад = 2240 кг;

расход воздуха на регенерацию Qрег = 0,25 м /с;

мощность электронагревателя воздуха Nэ.в. = 87…90 кВт.

В качестве адсорбента выбран силикагель марки КСМ. Его динамическая влагоёмкость ( при t = 20°С) составляет 25%, а расчетная-12% от массы адсорбента (см. табл. 23 приложения). Он обеспечивает остаточное влагосодержание воздуха dост =0,011 г/кг, что соответствует tтр =-52°С.

Рабочая влагоёмкость всей массы адсорбента установки составляет:

Wад= Gад∙0,12= 2240∙0,12= 560 кг.

В соответствии со схемой КС (см. рис.2) воздух для доосушки поступает с параметрами насыщения, то есть с температурой t3=5°С, давлением Р3= 0,732 МПА и влагосодержанием d3= 0,75 г/кг.

Количество влаги, поглощаемой адсорбентом из поступающего на осушку воздуха WПОГ:

WПОГ= ∙(d3- dост)= 7758∙((0,75-0,011)/1000)= 5,037 кг/ч,

где - массовый расход воздуха через адсорбер, кг/ч, определяется как

= Qад∙ρвк∙60= 100∙1,136∙60= 6816 кг/ч.

Время работы одного корпуса адсорбера до насыщения находящегося в нем адсорбента составит:

что составляет = 4,6 суток.

Таким образом, регенерация аппарата производится 1 раз через 4,6 суток непрерывной работы блоки сушки.