Система снабжения сжатым воздухом промышленного предприятия
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Процесс разработки и сооружения систем теплоэнергоснабжения промышленных предприятий представляет собой сложный ресурсозатратный процесс, охватывающий использование различных навыков совместного решения многих разноплановых задач, включающих такие разделы как: термодинамика, гидрогазодинамика; тепломассообменные процессы; проектно- конструкторские; технико-экономических; и др. Системы снабжения предприятия энергоносителями представляют собой энергозатратными элементами энергетического хозяйства действующего предприятия. Вследствие этого заново создаваемые или подвергаемые процессу модернизации установки и системы, занимающиеся выработкой энергоносителей, проектируются с условием увеличения основных показателей и выработки по сравнению с имеющимися на данный момент прототипами. Это достигается при помощи использования современных достижений науки и техники в области, связанных с процессом проектирования и производства компрессорных машин, криогенных установок, холодильной и теплонаносной техники, тепломассообменных аппаратов, котло- и насосостроения. При этом следует обращать внимание на технико-экономические и массово-габаритные показатели проектируемых установок с целью более рационального использования топливно-энергетических ресурсов, применения замкнутого цикла производства, мероприятий направленных на защиту окружающей среды. Сжатый воздух является наиболее распространенным энергоносителем, применяемым на предприятиях, при этом система, включающая в себя устройства по получению сжатого воздуха, системы его транспортировки является сложным многоуровневым энергозатратным комплексом. Текущее состояние и моральный износ применяемого оборудования, а также условия эксплуатации и обслуживания системы воздухоснабжения напрямую оказывают воздействия на экономические показатели, технологичность и эффективность производства. Основным достоинством, характеризующим сжатый воздух в качестве применяемого теплоносителя на производстве является способность применения пневмоинструментов, характеризующихся низкими массогабаритными и высокими рабочими показателями. Высокие транспортировочные показатели воздуха превосходят значения для пара в результате отсутствия потерь при транспортировке, связанных с процессом конденсации, и немного уступают такому теплоносителю как электричество. Сжатый воздух обладает следующими отрицательными качествами: а) снижение количества сжатого воздуха у потребителя в результате большого значения утечек: 10-40 %; б) увеличенная стоимость конечного продукта в результате повышенной себестоимости получения сжатого воздуха. Получение сжатого воздуха промышленного давления сопровождается затратами энергии на его получение: 80-140 кВт⋅ч/1000м3 при использовании электроприводных устройств и 17-20кг/1000 м3 при использовании паротурбинного привода. Основными задачами выпускной квалификационной работы являются: Проведение диагностики текущего состояния вопроса в области снабжения сжатым воздухом промышленных предприятий и выявление основных тенденций развития данного направления; Выполнение проектных расчетов компрессорной станции и входящего в ее состав оборудования, включающих в себя аэродинамический расчет воздушной магистрали и тепловой расчет компрессорной установки
Анализ современного состояния вопроса
Основное предназначение системы воздухоснабжения промышленных предприятий (СВПП) является обеспечения централизованного бесперебойного снабжения потребителей сжатым воздухом с неизменными значениями требуемых для производства качественных и количеств...
Открыть главуСоставление принципиальной схемы компрессорной станции
На рис. 1 изображена принципиальная воздушная схема компрессорной станции с турбокомпрессорами: Рис.1 Принципиальная воздушная схема компрессорной станции с турбокомпрессорами: П01, ПО2-охладители воздуха промежуточные; ВОК- охладитель воздуха концев...
Открыть главуРасчёт участка магистрального трубопровода
За расчётный расход воздуха принимаем максимально длительную нагрузку КС: Определяем массовый расход воздуха в магистрали Gb по формуле: , (5) где ρ0=1,293 кг/мЗ плотность воздуха в стандартных условиях. Определяем ориентировочную приведённую длину ...
Аэродинамический расчет воздухоосушительной установки
Принимаем следующие потери давления: ΔРто=13 кПа- в теплообменниках ΔРво=4 кПа= 0,004 МПа - во влагоотделителях и соединительных трубопроводах. В соответствии с расчётной схемой оцениваются значения давлений воздуха в характерных точках схемы: Р3 =...
Открыть главуВыбор основного теплообменного оборудования КС и поверочный расчет одного теплообменного аппарата
Влагосодержание воздуха в (точке 3) t3: dн = 622∙Pн/( P – Pн) Pн = dн∙ P/622 + dн так как dn = dн то парциальное давление водяных паров в осушенном воздухе составит: Рн3 = (0,6∙0,73∙106)/(622+0,6) = 750 Па В соответствии с термодинамическими свойств...
Открыть главуТермодинамический расчет источника холода
Рис. 3 Схема и TS – диаграмма рабочего цикла холодильной машины с регенеративным охлаждением конденсата хладагента: I – компрессор, II – конденсатор, III – регенеративный охладитель ХА, IV – дроссель, V – испаритель. Таб.2 Термодинамические параметр...
Открыть главуРасчет показателей эффективности работы КС
Расчёт ведётся для всей компрессорной станции при работе всех рабочих компрессоров в номинальном для них режиме. Эксергетический КПД станции без учёта расхода электроэнергии в вентиляторах градирни составляет [3]: ηкс ех = Ев/(∑Евк+∑Евэ)= 0,67 или 67...
Гидравлический расчет теплообменного аппарата
Определяется гидравлическое сопротивление трубного пространства. Скорость жидкости в трубах , где площадь поперечного сечения одного хода труб (табл. П1), м2. м/с Коэффициент трения рассчитывается по формуле (2.55) Вт/(мК). Диаметр штуцеров к распр...
Автоматизация оборудования компрессорной станции
При использовании различных способов автоматизации оборудования компрессорной станции происходит снижение неравномерности работы и повышение КПД установок, повышается надежность, увеличивается срок службы агрегатов, условия труда обслуживающего персо...
Открыть главуАвтоматическое регулирование производительности компрессора
Регулирование количества подаваемого компрессорной установкой в воздушную магистраль воздуха осуществляется с помощью автоматического регулятора производительности. Автоматические регуляторы производительности на компрессорных установок представляют ...
Открыть главуАвтоматическое регулирование расхода воды
С целью снижения расхода охлаждающей жидкости для охлаждения цилиндров в компрессорах используют электрически или пневматически управляемые устройства, осуществляемы отключение подачи охлаждающей жидкости в автоматическом режиме. Электрически управля...
Открыть главуЗаключение
В результате выполнения выпускной квалификационной работы был произведен обзор литературных источников, определена текущая ситуация по рассматриваемому вопросу и определены основные пути и тенденции развития данного направления; был произведен расчет источника сжатого воздуха для промышленного предприятия, с установленной рабочей производительностью Qpaб = 1300 м3/мин, осуществляемой при рабочем давлении нагнетания Ркс < 0,8 МПа и температуры воздуха в коллекторе tKC=60 °С. Били приняты три установки типа К-345-92-1, работающих по схеме 3+1. Была произведена разработка система осушки, представляющая собой системы, состоящую из состоящая из холодильной машины типа MKT 220-2-2, регенеративного теплообменного аппарата, обладающего развитой поверхностью теплообмена Fpто = 686м2 и охладителя – осушителя, с полученной в результате расчетов поверхностью теплообмена Foob=283м2, установленной для каждого воздушного компрессора. Значения параметра влагосодержания, в подаваемом потребителю сжатом воздухе, составляет dп=0,6г/кг. В данной работе В качестве принят хладон R22 в качестве хладагента и водный раствор этиленгликоля с концентрацией ξ = 35 % в качестве теплоносителя теплообменного аппарата. С целью дополнительного осушения сжатого воздуха до tтp=-50 °С выбрана серийная адсорбционная установка УОВ-ЮО, производительностью 100м3/мин и снижением температуры до -52°С. В качестве адсорбента принят силикагель марки КСМ в количестве 2400 кг. В результате аэродинамического расчета были получены основные диаметры трубопроводов: нагнетательного КУ- 325x7мм, магистрального воздуховода -630x7мм. Принимаем вентиляторную двухсекционную градирню типа "Союзводоканалпроект" с плёночным оросительным устройством сечением 64м (8x8) и вентиляторами 1ВГ-50 в качестве водоохладительного устройства. Для циркуляции оборотной воды выбраны два работающих и два резервных насоса типа Д 500-64 n=1450 об/мин с производительностью 400 м3/ч и развиваемым напором 70 м. Мощность электродвигателя 135 кВт. Для циркуляции ХН установлено по одному работающему и одному резервному насосу К-10/17 с числом оборотов ηн= 2900об/мин и КПД ηн = 80% в расчётном режиме в каждой осушительной системе. Расчётный эксергетический КПД компрессорной станции составляет ηкс ех = 66,98 %. Удельный расход электроэнергии на производство сжатого воздуха составляет Эу = 91,6 кВт∙ч/1000м3. Удельный расход охлаждающей воды составляет gw = 9,3 л. По индивидуальному заданию выполнен расчет промежуточного охладителя. Температура воздуха на входе в теплообменник 108°С, температура воздуха на выходе из теплообменника 35,4°C, температура воды на входе в теплообменник 23°C, температура воды на выходе из теплообменника 28°C, скорость воды в трубках 0,220 м/с, площадь теплообмена 190 м2. Выбран кожухотрубный четырехходовой ПО с условным диаметром 800 мм и длиной трубок 6 м., кол-во трубок 404 шт.
Список литературы
1. Виардо, П. Системы воздухоснабжения предприятий: Учебное пособие / П. Виардо. - СПб.: Лань П, 2016. - 160 c. 2. Зайченко, В.М. Автономные системы энергоснабжения / В.М. Зайченко, А.А. Чернявский. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2015. - 288 c. 3. Парамонов, А.М. Системы воздухоснабжения предприятий: Учебное пособие / А.М. Парамонов, А.П. Стариков. - СПб.: Лань, 2011. - 160 c. 4. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. /Под общ. ред. ВА. Григорьева, В А Зорина - 2-е изд. перераб. М.: Энергоатомиздат, 1991. 5. Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Свойства веществ: Справочник. М: Агропромиздат, 1985. 6. Системы воздухоснабжения промышленных предприятий. / Борисов Б.Г., Калинин Н.В., Михайлов В А. и др.; Под ред. В.АГермана. М: Моск. энерг. ин-т, 1989. 7. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, BJI. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др.; Под ред. ЮЛ Дытнерского, 2-е изд., перераб. и доп. М: Химия, 1991. 8. Справочник по физико-техническим основам криогеники / МЛ. Манков, И.Б. Данилов, А.Г. Зельдович и др.; Под ред. MJI. Малкова. -3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985. 9. Кумиров Б.А., Валиев РЛ Расчет системы снабжения предприятий сжатым воздухом: Учеб. пособие. Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2003. 10. Карелин B. Л., Минаев А.В. Насосы и насосные станции: Учебник для вузов. -2-е изд., перераб. и доп. М: Стройиздат, 1986. 11. Щербин В.А., Гринберг Я.Л. Холодильные станции и установки. М.: Химия, 1979. 12. Перелыптейн И.Л., Перушин Е.Б. Термодинамические и теплофизи-ческие свойства рабочих веществ холодильных машин и тепловых насосов. М: Лепсая и пищевая промышленность, 1984. 13. Кумиров Б.А. Методические указания по курсовому проектированию по курсу "Технологические энергоносители предприятий". Кумиров Б.А. Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2003. 14. Конахин А.М., Конахина И.А., Учебное пособие по курсу «Тепломассообменное оборудование предприятий», Расчет теплообменных аппаратов, Казань: Казан. энерг. гос. ун-т, 2006. 15. Савельев Н.И. Лукин П.М., Учебное пособие «Расчет и проектирование кожухотрубчатых теплообменных аппаратов», Чебоксары: 2010. 16. ГОСТ 15122-69 «Теплообменники кожухотрубчатые с неподвижными трубными решетками и кожухотрубчатые с температурным компенсатором на кожухе. Основные параметры и размеры.»
