126

Раздел 2. Системы производства и распределения сжатого воздуха. Литература:

1. Старк С.Б., Белянчиков Л.Н. Воздуходувные машины и вакуумные установки в черной металлургии.-М.: Металлургия, 1971.-264 с.

2. Алхазов Г.Г. Воздушные поршневые компрессорные станции машиностроительных заводов.-М.: Машгиз, 1961.-112 с.

Тема 16. Направления и масштабы использования сжатого воздуха на промышленных предприятиях.

Современные промышленные предприятия не могут функционировать без применения сжатого воздуха. На металлургических заводах сжатый воздух необходим для подачи дутья в металлургические печи, для работы пневматических машин и пневматического инструмента.

В большинстве случаев необходимое избыточное давление дутья не превышает 0,03 МПа (например, в нагревательных печах), что позволяет применять вентиляторы и нагнетатели. Для снижения непроизводительных гидравлических потерь и утечек дутьевые машины обычно устанавливают рядом с потребителем.

Исключение составляет доменное производство, для которого сжатый воздух вырабатывается охлаждаемыми турбокомпрессорами, размещенными на специальных воздуходувных станциях. Воздух распределяется по доменным печам по специальной системе воздухопроводов.

Избыточное давление воздуха, подаваемого в доменные печи, составляет 0,3-0,4 МПа. Обычно применяют турбокомпрессоры большой мощности с приводом от паровой турбины.

Расход сжатого воздуха в доменных печах превышает расход воздуха в каких-либо других агрегатах и составляет в среднем 3000 м³ на 1 т чугуна.

Большинство цехов металлургического завода потребляет компрессорный воздух с давлением до 1,0 МПа.

Потребители сжатого воздуха – мартеновские цехи (от 25 до 70% общего расхода), прокатные цехи (15-35%), доменное производство (5-15%), ремонтно-вспомогательные цехи. Расход электроэнергии на производство сжатого воздуха (без доменного дутья) достигает 4% от общего расхода электроэнергии на заводе.

Компрессорные станции оборудованы центробежными и поршневыми компрессорами с приводом от электродвигателей. Распределение воздуха потребителям осуществляется по воздушным сетям.

В табл.16.1. представлены основные характеристики сжатого воздуха, его производители и потребители.

Таблица 16.1. Производство сжатого воздуха на металлургическом заводе

Давление , МПа	0,03	0,4-0,5	0,8-1,0
Потребитель	Нагревательные печи	Доменные печи	Пневмомашины Пневмоинстру- мент
Оборудование	Вентиляторы	Паровоздуходувки	Поршневые и центробежные компрессоры
Место размещения	Рядом с печью	ТЭЦ-ПВС	Компрессорная станция
Привод	Электро двигатель	Паровая турбина	Электродвигатель. Паровая турбина
Охлаждение	Без	Водяное	Водяное

16.1. Воздуходувные станции.

Турбовоздуходувные агрегаты, предназначенные для подачи дутья в доменные печи, устанавливают на паровоздуходувной станции (ПВС), объединенной с ТЭЦ в единый энергетический комплекс ТЭЦ-ПВС.

Основным типом привода для доменных турбовоздуходувок является конденсационная паровая турбина, работающая при давлении пара 3,5 и 9,0 МПа и температуре, соответственно, 435 и 535⁰С.

Главный корпус воздуходувной станции компонуют таким образом, чтобы машинный зал и котельная располагались параллельно друг другу. При этом машинный зал находится со стороны доменного цеха. Воздуходувные агрегаты располагаются перпендикулярно оси машинного зала так, чтобы компрессор находился со стороны доменного цеха.

Рабочая зона характеристик этих компрессоров обеспечивает экономичную и устойчивую их работу в диапазоне изменения производительности в пределах 60-100%. Политропный к.п.д. в пределах рабочей зоны составляет 0,83-0,85.

Турбины для привода доменных воздуходувок в отличие от турбин для генераторов электрической энергии эксплуатируют при значительных колебаниях нагрузки, связанных с режимом работы доменной печи.

Изменение режима работы турбовоздуходувки достигается изменением числа оборотов. При этом в широких пределах меняется и потребляемая турбоагрегатом мощность.

Так как в доменные печи должно подаваться неизменное количество воздуха, компрессоры регулируют, как правило, на постоянную подачу независимо от изменений сопротивления сети и параметров пара. Во избежание режима помпажа компрессор снабжен автоматическим противопомпажным клапаном для выпуска части воздуха в атмосферу. Параметры турбовоздуходувных агрегатов представлены в табл.16.2.

Таблица 16.2. Характеристика воздуходувных агрегатов

Объем домен. печей, м3	Тип компрессора	Макс.давление воздуха, МПа	Макс. производит., м3/ мин	Турбина привода		Параметры пара
				Мощность, МВт	Тип	Давление, МПа	Температура, 0С
3000	К-7000-41-1	0,53	6900	31	Т-30-90-1	9	535
2200	К-5500-41-1	0,52	5500	22	ВКВ-22-1	9	535
1700	К-5500-42-1	0,52	4100	22	ВКВ-22-1	9	535
1500	К-5500-42-1	0,52	3900	18	АКВ-18-II	3,5	435
1300	К-3250-41-2	0,45	2800	12	АКВ-18-IV	3,5	435
1000	К-3250-42-1	0,45	2500	12	АКВ-12-V	3,5	435

Затраты на доменное дутье составляют около 30% стоимости передела чугуна.