Система воздухоснабжения промышленного предприятия

Давление у i-го потребителя:

, где

 - конечное давление в точке j-го участка магистрали, к которому подключен j-ый потребитель, кгс/см2;

 - потери давления на один погонный метр ответвления, кгс/см2.

j=1…9. Конечное давление у прочих потребителей без учета фактической длины воздухопровода определению не подлежит.

Примером применения данной методики может служить расчет участка А2B2 :

Длина участка ;

Расход сжатого воздуха на участке А2В2 и соответственно для левой ветки воздухопровода, отходящей от компрессорной станции:

Аналогично для правой ветки и участка А1В1.

Расход сжатого воздуха для последующих участков магистрали определяется по следовательно вычитая значение расхода цеха, который находится на данном участке.

Таким образом, для левого направления магистрали получаем:

,

т.к. от участка В2С2 не отходит ни одного ответвления к цехам-потребителям;

;

;

;

Принимаем скорость движения сжатого воздуха vсж=15 м/с на участке А2В2, тогда скорость при условии всасывания составила νо=135 м/с.

По номограмме (Приложение 4) [1] находим диаметр d и потери давления δP на участке А2В2 в зависимости от выбранного внутреннего диаметра dвн. По ГОСТ 10704-91 принимаем Dн=108 мм, ГОСТст=2мм, тогда dвн = Dн-2δ=104 мм.

Оцениваем действительную скорость сжатого воздуха в воздухопроводе:

,

На участке А2В2 находится колено и вентиль. По номограмме 3 [1] получаем соответственно и м, для данного участка.

Общее потери давления на участке А2В2:

, где

 ,

Минимальная необходимая толщина стенки трубы рассчитывается по формуле:

, где

Рср – среднее абсолютное давление в трубопроводе, кгс/см2;

k=1,7 – коэффициент запаса;

 – предел текучести материала.

Выбранная толщина стенки ГОСТст=2 мм больше, чем минимально необходимая ст=0,337 мм, поэтому уточнение наружного диаметра не требуется.

Конечное давление в точке В2:

 кгс/м2.

Аналогичным образом рассчитываются остальные участки и ответвления. Конечное давление каждого участка определяется с учётом давления на предыдущем. Сопротивление для колена учитывается только на участке А1B1, на всех остальных участках для определения эквивалентной длины учитываются сопротивления вентиля и тройника. В остальном методика сохраняется. Результаты расчета приведены в таблице 2.

На рис. 2 приведена схема воздухоснабжения предприятия с указанием длин участков, расходов воздуха и внутренних диаметров трубопроводов.

В результате проведенных расчетов мы определили, что система воздухоснабжения, отпускающая сжатый воздух с избыточным давлением 0,9 МПа, обеспечит для каждого цеха потребление воздуха с необходимым давлением Р=0,3-0,8 МПа. Для этого необходимы трубы следующих сортаментов: 108х2,0 длиной 180м; 95х2,0 длиной 440м; 88х1,6 длиной 10м; 76х1.4 длиной 60м; 70х1.4 длиной 45 метров; 60х1,4 длиной 75м; 51х1,4 длиной 120м; 48х1,4 длиной 80м; 33х1 длиной 60 метров; 27х1 длиной 145м;26х1 длиной 85м; 30х1 длиной 70м;22х1 длиной 60м; 14х1 длиной 60м.

Прочностной расчет показал, что расчетная толщина стенки трубопроводов не превышает толщин стенок труб, выбранных по ГОСТ для всех участков воздухопровода, и условия прочности обеспечены.

Таблица 2. Сводная таблица результатов аэродинамического и прочностного расчётов

4.Компьютерный расчет системы воздухоснабжения

Как альтернатива, и в то же время для проверки расчетов, был произведен компьютерный расчет по программе "Расчёт трубопроводов", адаптированной для сетей сжатого воздуха. Исходными данными для такого расчета являются:

- тип энергоносителя (в нашем случае воздух);

- длины участков и ответвлений магистралей в метрах;

- расход энергоносителя, необходимый потребителям в .

Такой расчет был произведен отдельно для левой и правой магистралей системы воздухоснабжения. Результаты расчета сведены в таблицы 3 и 4.

Таблица З Значения конечного давления воздуха, поступающего к потребителям

Максимальное расхождение по конечным давлениям воздуха составило 6% для цеха №1 (заготовительный). Следовательно, можно считать, что расчет произведен, верно, т.к. погрешность не достигает 15%.

Таблица 4 Значения диаметров участков трубопроводов

Расхождение по диаметрам трубопроводов сжатого воздуха в среднем составило 5%. Максимальное для участка Е2К2 8% и инструментального цеха 12%. Следовательно, можно считать, что расчет произведен верно, т.к. погрешность не достигает 15%.

Сравнительный анализ данных полученных в результате расчёта и расчёта компьютерной программы показал о небольшие расхождения по давлениям и диаметрам, не превышающим в большинстве 4-12 %. Данная программа может быть использована для предварительной оценки давлений у потребителей.

5 Компрессорная станция

5.1 Область применения и основные показатели

Компрессорная станция 7К-20А предназначается для применения на предприятиях всех отраслей промышленности, номинальное потребление которых находится в пределах 140 м3/мин при давлении 9кгс/, без превышенных требований в отношении чистоты сжатого воздуха. Максимально-длительная производительность компрессорной станции при одном агрегате, находящемся в резерве или ремонте, составляет 120м3/мин. Седьмой компрессор, в случае необходимости может заменить 1 из 6 компрессоров. Режим работы компрессорной станции - круглосуточный.

Типовой проект применим в несейсмичных районах с расчетными зимними температурами -20,-30 (основной вариант) и -40 С. Необходимо руководствоваться главой СНиП2-89-80 "Генеральные планы промышленных предприятий. Нормы проектирования" и СН-245-71 "Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий". Кроме этого, при привязке следует рассматривать вопрос о блокировании компрессорной станции с основными корпусами объектов энергетического и вспомогательного хозяйств, а также с производственными корпусами предприятий, в соответствии с п.27 "Указаний по строительному проектированию предприятий, зданий и сооружений машиностроительной промышленности" (СН-118-68).

Компрессорная станция должна располагаться вдали от источников загрязнения воздуха механическими примесями, газами и влагой (пескоструйные камеры, ацетиленовые станции, брызгальные бассейны и т.п.). Компрессорную станцию желательно располагать воздухосборниками, обращенными на север или северо-восток.

5.2 Техническая характеристика оборудования

5.2.1Компрессор

Настоящим проектом предусматривается установка компрессоров марки ВП3-20/9, изготовляемых Краснодарским компрессорным заводом.

Тип компрессора – горизонтальный. Двухрядный, крейцкопфный, оппозитный.

Таблица 3 Характеристика компрессора

5.2.2Фильтр воздушный

Для очистки всасываемого компрессорами воздуха от механических примесей у каждого компрессора установлены фильтры, имеющие 1 ячейку типа ФЯР с фильтрующей поверхностью 0,22 м2.

При загрязнении фильтров и повышении их сопротивления до 500Па(50 мм. вод. cт.) ячейки должны быть промыты (содовым раствором и горячей водой) и просушены. Чистые ячейки, заправленные висциновым или веретенным маслом, устанавливаются в корпус фильтра.

5.2.3Холодильник концевой

Конструкцией концевого холодильника предусмотрено совмещение концевого холодильника и влагомаслоотделителя в одном аппарате. Устанавливается после компрессора для охлаждения сжатого воздуха, идущего потребителю.

5.2.4Воздухосборник

Воздухосборник устанавливается после концевого холодильника для выравнивания пульсаций давления сжатого воздуха в сети, а также для его аккумуляции. Воздухосборник вертикальный емкостью 3,2.

Страницы: 1, 2, 3