close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Денисов-Винский Н.Д. Некоторые результаты энергетического обследования системы воздухоснабжения. Часть 1.

код для вставки
В данном материалы представлены результаты энергетического обследования систем воздухоснабжения (компрессорная станция, пневмотрасса, потребители сжатого воздуха) для промышленных предприятий цементной отрасли, машиностроительной, а также пищевой от
 НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 1
из 24
1. ВВЕДЕНИЕ
В данной статье
ставит
ся задача рассказать читателям о
результат
ах
энергетических обследований систем воздухоснабжения (СВС) промышленных предприятий
, привести конкретные примеры и величины
. Автором были проведены энергетические обследования
предприятий цементной, машиностроит
ельной, пищевой промышленностей
. По результатам этих работ можно выделить ряд проблем, характерных для любой централизо
ванной
СВС
, а также ряд мероприятий, направленных на улучшение показателей их работы. Однако говорить о каких
-
либо универса
льных методах энергосбережения на СВС нельзя в силу индивидуального подхода
к каждой СВС, работа которой во многом определяется технологическим процессом предприятия. Система воздухоснабжения промышленного предприятия
состоит из ис
точника сжатого воздуха –
компрессорной станции
или нескольких компрессорных станций
, систем
ы
транспортировки и систем потребления сжатого воздуха. На предприятиях цементной промышленности сжатый воздух используется, главным образом, для пневмотранспорта, для работы пневмокамерных насосов цеха обжига клинкера, цеха отгрузки цемента. Н
а машиностроительных предприятиях
использование сжатого воздуха
,
главным образом
,
зависит от производственных процессов предприятия. Если речь идёт о сборочном производстве, то
сжатый воздух используется, в первую очередь, для работы пневмоинструмента, оборудования обработки материалов, к примеру, дробеструйной камеры
. Для машиностроительного предприятия полного цикла сжатый воздух может использоваться для обработки заготовок, д
ля печей как в целях надувки, так и для приводов исполнительных механизмов. Для пищевой промышленности воздух также может быть использован для пневмотранспорта, например муки
, зерна
или прочих сыпучих продуктов. Если говорить о производстве сахара (данный тип предприятия был обследован автором), то там сжатый воздух используется в первую очередь для привода исполнительных механизмов автоматики и систем управления
Это связано с тем, что большинство машин и механизмов работают в среде повышенной влажности и т
емпературы. Основной энергетических ресурс, который необходим для нормального функционирования СВС, в первую очередь речь идёт об основной её части –
компрессорной станции –
это электроэнергия, а также техническое
/ оборотное
водоснабжение, служащее для охлаждения сжимаемого воздуха и масла компрессорных установок. Оборотное водоснабжение можно также свести к затратам электроэнергии, необходимой для
работы циркуляционных насосов,
вентиляторов охлаждения
, а также для работы насосов подпиточной воды, в случ
ае работы мокрых градирен
. Если для простоты примера и расчетов пренебречь затратами электроэнергии на привод циркуляционных насосов системы оборотного водоснабжения, то можно представить следующий баланс потребления электроэнергии на компрессорную станц
ию в общем балансе потребления энергетических ресурсов промышленных предприятий. Так, если говорить о предприятии цементной промышленности
(здесь и далее автор приводит результаты обследования СВС на примере двух предприятий, работающих по мокрому способ
у)
, то потребление электр
оэнергии компрессорной станции в общем балансе потребления электроэнергии предприятием, составляет порядка 14,7
%
(среднегодовое значение) от всей электроэнергии, потреблённ
ой
предприятием. Это третье место по объему НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 2
из 24
потребления эле
ктроэнергии. На первом
месте находится отделение помола цемента, на втором месте отделение обжига клинкера, на которые приходится соответственно 2
8,9
%
и 27,1
%
от всей потребленной электроэнергии предприятием
.
Аналогич
ные рассуждения можно привести для
дене
жно
го эквивалента. К
примеру, если рассматривать долю потребления электроэнергии компрессорной станции в денежном эквиваленте в общем балансе потребления всех энергетических ресурсов предприятием цементной промышленности
(включая питьевую воду и канализаци
онные стоки)
, то порядка 6,1%
всех денег затраченных на энергетические ресурсы, пошли на компрессорную станцию. В стоимости продукции, т.е. цемента, отпускаемого предприятием, доля оплаты электроэнергии, пошедшей на работу компрессорной станции в денежном выражении, составляет 3,5%
.
Аналогичные рассуждения справедливы и для предприятия машиностроительной отрасли. К примеру, если рассматривать предприятие, которое занимается примитивн
ой токарной обработкой, сборкой, т.е. где сжатый воздух используется в осн
овном для привода пневмоинструмента, то денежные затраты на электроэнергию для работы компрессорной станции в общем балансе по
требления электроэнергии, составля
ют
около 14,3%
(среднегодовое значение)
. В случае предприятия цементной промышленности большое
количество электроэнергии приходится на мощные электродвигатели приводов цементных мельниц отделения помола цемента, на привод дымососов и дутьевых вентиляторов острого и общего дутья, привод печей обжига отделения обжига цемента. Во втором случае для маш
иностроительного предприятия сборочного цикла электр
оэнергия идёт как на станочное оборудование
, на освещение, так и на привод системы вентиляции
производственных и бытовых помещений. Если говорить о предприятиях пищевой промышленности, к примеру
,
можно взять производство сахара
, где потребление сжатого воздуха идёт в основном на работу пневмоисполнительных устройств, то потребление электроэнергии в общем балансе потребления электроэнергии предприятием может составлять от 3,7%
до 18,4%
. Такой разброс в пе
рвую очередь связан с сезонностью работы предприятия сахарной промышленности. Когда производство стоит, удельная величина потребления электроэнергии на производство сжатого воздуха максимальна. В случае
работы производства, она снижается. Такой резкий скач
ок в удельном потребл
ении
электроэнергии компрессорной станции является ярким подтверждением большого потенциала энергосбережения на компрессорной станции сахарного производства, где автором проводилось обследование. Основным показателем работы компрессо
рной станции является удельный расход электроэнергии на единицу вырабатываемого сжатого воздуха при заданном рабочем давлении в пневмосети предприятия, который обычно имеет размерность
[
кВт·ч/1000 м
3
]
. В эту величину может входить не только электроэнергия,
затраченная на компрессорн
ые установки
, но и также электроэнергия работы циркуляционных насосов охлаждающей воды, работы вентиляторной градирни, освещение в компрессорном цехе
, бытовое потребление
и т.п. Другими словами компрессорная станция –
есть отдель
ный элемент производственного предприятия, который вырабатывает сжатый воздух, и все, что связано в выработкой сжатого воздуха также должно учитываться при нахождении удельного расхода электроэнергии для его выработки
. Данная величина, наравне с себестоимо
стью вырабатываемого сжатого воздуха, а также количеством отпущенного сжатого воздуха в сеть
–
есть основные технико
-
экономические показатели работы компрессорной станции. Именно основыв
аясь на них делают заключение 0
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 3
из 24
экономической целесообразности модерни
зации системы воздухоснабжения, либо переходу от централизованной к децентрализованной системе воздухоснабжения. Возвращаясь к удельному расходу электроэнергии на выработку единицы сжатого воздуха будем для простоты дальше считать, что здесь заключена то
лько та электроэнергия, которая идёт на
работу компрессорных установок, поскольку на разных предприятиях затраты электроэнергии для привода насоса циркуляционного охлаждения, затраты на освещения могут относится к другим перечням затрат. К примеру, электро
энергия на насосы циркуляционного охлаждения идёт на цех оборотного или технического водоснабжения. В зависимости от типа компрессорных установок, режимов работы
,
удельный расход электроэнергии может колебаться от 80
до 140 кВт·ч/1000 м
3
. Как правило
,
дл
я компрессорной станции предприятия эта величина рассчитывается и является отчётной величиной работы компрессорной станции. Для её определения достаточно иметь технический учёт потребляемой электрической энергии компрессорными установками, а также техничес
кий учёт вырабатываемого сжатого воздуха компрессорной станцией с учётом работы системы регулирования подачи сжатого воздуха в пневмосеть предприятия.
Как правило, в большинстве случаев
,
можно говорить о наличие технического учёта потребляемой электроэнер
гии компрессорной станцией.
Компрессорная станция может быть запитана от отдельной трансформаторной подстанции, где установлен прибор технического учёта
, либо технический учёт установлен на каждый компрессор.
При обследовании целого ряда предприятий была в
ыявлена следующая закономерность: если электрическая энергия покупается со стороны, то на отдельные технологические комплексы, в число которых входит и компрессорная станция, технический учёт есть. Если источник электроэнергии –
собственная ТЭЦ, то техниче
ский учёт
, как привило,
отсутствует. Так, к примеру, было на предприятии по производству сахара, которая имела на своём балансе собственную ТЭЦ, работающую по тепловому графику
. Обследование показало, что технический учёт электрической энергии на отдельные
технологические комплексы, в том числе и компрессорную станцию, отсутствует. На цементных предприятиях, а также на машиностроительных предприятиях технический учёт электроэнергии на компрессорную станцию осуществляется
.
Совсем по
-
другому обстоит дело с т
ехническим учётом вырабатываемого сжатого воздуха. Справедливости ради стоит отметить, что на двух предприятиях цементной промышленности были установлены приборы технического учёта отпускаемого сжатого воздуха на отдельные переделы, такие как отгрузка цеме
нта, помол цемента, обжиг клинкера. Однако эти приборы не поверяются и в большинстве случаев не используются. Аналогично отсутствует технический учёт сжатого воздуха, поданного на технологический комплекс или цех предприятия. Любопытно было столкнуться с
одним из способов определения количества поданного / выработанного сжатого воздуха компрессорной станцией машиностроительного предприятия. Количество поданного сжатого воздуха вычислялось как время работы компрессорной машины умноженное на её объёмную про
изводительность. При этом не учитывалось то, что компрессора работали на нерасчётное давление в сети, а также не учитывались периоды разгрузки компрессорных машин. По оценочным данным, которые были получены
,
в том числе и по установленным измерительным при
борам, количество фактически поданного сжатого воздуха в пневмосеть предпр
иятия отличалась более чем в два раза
от значений отчётных величин, которые были записаны в ведомос
ть работы компрессорной станции и являлись НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 4
из 24
основными отчётными документами работы к
омпрессорной станции в службе главного энергетика.
Поскольку речь зашла о техническом учёте как электроэнергии, потреблённой компрессорной станцией, так и о сжатом воздухе, который был выработан, а также о потреблении сжатого воздуха различными технологич
ескими комплексами и цехами предприятия, автор хочет напомнить о таком понятии, как
удельн
ая
норма потребления сжатого воздуха
на
производстве
. Любое промышленное производство должно иметь технологический
регламент, в котором прописываю
тся помимо всего п
рочего удельные расходы энергетических ресурсов на производство того или иного вида продукции
как по технологическим комплексам, так и по предприятию в целом
. Так на одном из обследуемых предприятиях цементной промышленности в технологическом регламенте пр
описана величина 158,9 нм
3
сжатого воздуха на тонну цем
ента
для 2011 года. Для 2012 года эта величина уже составляла 155,9 нм
3
/т. цем
. Там же указаны значения удельный показателей расхода сжатого воздуха по транспортировки 23,7 нм
3
/т.цем
, по помолу цемента
97,2 нм
3
/т.цем
и т.д. Значение величины в технологическом регламенте производства –
есть некоторая отправная точка потребления энергетических ресурсов на производство продукции предприятия
, т.е. та величина, которой должны придерживаться технологи и про
изводственный персонал при производстве продукции
. Если отсутствует технический учёт как выработки сжатого воздуха, так и его потребления технологическими комплексами или цехами предприятия, то отчетная документация, которая ведётся службой главного энерге
тика, по учёту потребления энергетическими ресурсами превращается в фикцию и никакой смысловой нагрузки не несёт. В конечном счёте это делает невозможным проведение мониторинга потребления энергетических ресурсов
, в данном случае сжатого воздуха,
и, как сл
едствие, отслеживание перерасхода и нерационального использования энергетических ресурсов. К сожалению, приходится констатировать, что ни на одном из пред
приятий, которые были обследованы
и обследуются автором на момент написания статьи, нет полной системы
технического учёта выработки
и потребления сжатого воздуха.
Все поте
ри, которые происходят в системе
воздухоснабжения промышленного предприятия можно разделить на три составляющие, как
,
в принципе
,
для любого энергетического ресурса: потери при выработк
е сжатого воздуха, т.е. потери на компрессорной станции, потери при транспортировке и потери при потреблении. Какой
-
либо классификации потерь для каждого элемента системы воздухоснабжения автор в доступной литературе не встречал и поэтому предлагает своё в
идение классификации потерь, которые, по опыту проведения энергетического обследования систем воздухоснабжения, подходят для любого предприятия, где применяется сжатый воздух. Однако сразу хочется отметить, что она не претендует на полноту и учёт всевозмож
ных потерь в СВС. С
другой стороны нижеуказанные потери являются основными и требует проработки и устранения в первую очередь. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 5
из 24
2. ПОТЕРИ НА КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ
Потери на компрессорной станции
,
в первую очередь
,
связаны с потерей электроэнергии при в
ыработке сжатого
воздуха, а также потери сжатого воздуха
, которые возникают, как правило, при регулировании работы компрессорной на сеть предприятия
. Первая потеря
или первый класс потерь
, из
-
за которой происходит перерасход электроэнергии на выработку е
диницы сжатого воздуха –
потери из
-
за несовершенства процесса сжатия
. В
первую очередь это касается машин динамического действия –
центробежных компрессорных машин. Вследстви
и
ухудшения политропного к.п.д. машины, что может быть вызвано нерасчётным режимом
работы компрессора, загрязнением проточной части компрессора (
это касается
компрессорных станций предприятий цементной промышленности, а также предприятий, где содержание пыли во всасывающем воздухе достаточно велико
, к примеру, воздухозаборные камеры нах
одятся в непосредственной близости от дороги внутри предприятия
) часть подведённой энергии теряется в виде тепла, которое идёт на подогрев сжимаемого воздуха. О
ценить эти потери достаточно просто, если измеряется температура сжимаемого воздуха после каждой
ступени или секции компрессорной машины, а также известно конечное давление нагнетания (если замеры температуры сжатого воздуха после каждой ступени могут и не осуществляться, то давление в сети является обязательной и контролируемой величиной). Так, к примеру, при обследовании предприятия цементной промышленности, где на компрессорной стан
ции установлено
шесть компрессорных машин, три из которых марки К
-
250
-
61
-
5
, значение фактической удельной работы для К
-
250
-
61
-
5 по сжатию воздуха составляет 164
651 кД
ж/кг
(степень повышения давления компрессорной машины 4,5
, температура воздуха на всасывание в первую ступень 25 °С
). Политропное к.п.д., которое удалось вычислить по замеренным температуре и давлению
,
на каждой секции находится на уровне 65%
. При этом, со
гласно техническим характерист
икам компрессорной
установки он
долж
ен
находиться на уровне не ниже 71%
, при условии работы компрессора на заданное давление в сети, т.е на заданную степень повышения давления.
Осмотр проточной части одной из компрессорных маш
ин, которая была выведена в ремонт, показал, что первые две секции, особенно первая секция, достаточно сильно загрязнены цементной пылью, которая с попаданием влаги в проточную часть превращает
ся в твердое шероховатое покрытие, фактически в бетон
. Также об
ращает на себя внимание дефекты и поломки лопаток проточной части –
рабочего колеса, а также диффузора и обратно направляющего аппарата. Стоит отметить также плохое состояние уплотнений. При увеличении политропного к.п.д. компрессорной машины, значение у
дельной работы на сжатие единицы объема воздуха уменьшается и принимает значение 159
876 кДж/кг
. Повышение политропного к.п.д. можно достичь элементарной периодической чисткой проточной части компрессорной машины, к примеру, при выводе компрессорной машины
на периодическое обслуживание. Одним из меропри
ятий может случить установка и
элементарное обслуживание фильтров во всасывающем коллекторе. Как показали обследования, фильтры, установленные во всасывающих шахтах, не меняются и не проверяютс
я годами, а то и десятками лет
. С другой стороны встаёт вопрос экономической целесообразности применения фильтров грубой и тонкой очистки на всасывании. Во
-
первых это увеличивает гидравлическое сопротивление всасывающего коллектора
, что в конечном счёте выливается в допо
лнительную мощность для сжатия воздуха
. Во
-
вторых при сильной запылённости воздуха их необходимо НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 6
из 24
постоянно менять, что также влечёт за собой постоянные затраты. Так на одном из обследуемых объектов всасывание воздуха происходило из помещения компрессорной станции. Основной причиной этого было сильная запылённость всасываемого воздуха из атмосферы, так как фильтры на располагаемых рядом цементных мельницах отделения помола цемента фактически не работали и через них большое количество цемента попадало в атмос
феру
. Поскольку всасывание воздуха из помещения станции запрещено правилами технической эксплуатации компрессорных установок, согласно ПБ 03
-
581
-
03, то было вы
несено
предписание на оборудование всасывающего коллектора с
забором воздуха с улицы. Однако посл
е непродолжительной работы, главным образом
,
из
-
за постоянного засорения фильтрующих элементов, всасывание продолжает осуществляться из помещения компрессорной станции. Таким образом
,
из
-
за низкого политропного к.п.д. на компрессорных машинах рассматрива
емой компрессорной станции предприятия цементной промышленности ежегодные потери электроэнергии для разных компрессорных машинах составляют от 89 тыс. кВт
до 132 тыс. кВт
. Суммарно для всех компрессоров компрессорной станции с учётов времени их работы, пот
ери составляют 644 тыс. кВт
электрической энергии, что составляет порядка 2,5%
от всей потребляемой электрической энергии на привод компрессорных машин. В
денежном выражении это эквивалентно 1 617,81 тыс. рубле
й
в год. Следующая проблема, из
-
за которой м
ожет происходить перерасход электроэнергии при выработке сжатого воздуха –
это система охлаждения. Здесь стоит речь вести в первую очередь о межступенчатой системе охлаждения сжимаемого воздуха, а также о концевом охлаждении. С другой стороны стоит упомяну
ть об охлаждении цилиндров компрессорных машин объемного типа, в первую очередь поршневых компрессоров. Охлаждение цилиндров напрямую влияет на процесс сжатия газа в цилиндре поршневого компрессора. Так, к примеру можно вспомнить о нагревании всасываемого воздуха при всасывании его из атмосферы в цилиндр первой ступени поршневого компрессора –
при нагревании воздух расширяется и, поскольку речь идёт об объемной компрессорной машине, массовая произво
дительность уменьшается. С
тоит отметить, что полезно в летн
ий период времени ставить дополнительный теплообменник на всасывающий коллектор, чтобы снижать температуру всасываемого воздуха и увеличивать массовую производительность поршневых или винтовых компрессоров. На сегодняшний день можно выделить следующие си
стемы охлаждения циркуляционной воды: пруд охладитель с разбрызгивающими и
ли
без разбрызгивающих элементов, вентиляторные сухие и вентиляторные мокрые градирни. На одном из обследуемом предприятии цементной промышленности система оборотного водоснабжения
состоит
,
главным образом
,
из насосной первого подъёма, необходимой для забора технической воды из реки, и из насосной второго подъёма,
которая обеспечивает циркуляцию
технической воды по предприятию
,
как для технологических нужд, так и для охлаждения отде
льных элементов технологической цепочки. Вода с насосной первого подъёма подается с определённой периодичностью в бассейн технической воды, который расположен на территории промплощадки предприятия под открытым небом. От
туда насосной второго подъёма вод
а подаётся абонентам предприятия по технической воде
-
т.е. на сторону
, на технологию и на охлаждение различных технологических установок производства. Большая часть идёт на компрессорную станцию для охлаждения НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 7
из 24
сжимаемого воздуха. После компрессорной станц
ии вода самотёком сливается обратно в бассейн. Первое о чём стоит сказать относительно насосной второго
подъема –
давление воды после насосов перед водяной гребёнкой составляет 9 ати, при этом не на одном участке производства такое давление не использует
ся, не используется такое давление и у абонентов предприятия по технической воде. Теплообменники системы охлаждения как сжимаемого воздуха, так и масла, рассчитаны на давление до 3 ати, при этом по значению давления происходит регулирование подачи охлаждаю
щей воды в межступенчатые теплообменники
в зависимости от эффективности охлаждения сжимаемого воздуха. Таким образом, здесь наблюдаются прямые потери электроэнергии на работу насосной второго подъёма.
Вода, которая поступает из реки, а также вода, которая
подаётся на охлаждение сжимаемого воздуха не проходит какой
-
либо, даже самой элементарной
очистки или
водоподготовки. Вода, подаваемая из реки
в бассейн предприятия,
подаётся из заболоченной местности, где отсутствует минимальное движение воды. Этаже вода
с песком, илом, частицами водорослей, травы, бытовым мусором (в при чистке теплообменником встречаются пакеты, окурки, бумага) подаётся на охлаждение сжимаемого воздуха
в межступенчатые теплообменники
. На одном из предприятий в целях экономии услуг пользо
вания канализацией в бассейн спускались фекальные воды, а также вода после душевых. Все это приводит к тому, что межступенчатое недоохлаждение в компрессоре типа К
-
250
-
61
-
5 достигает 90°С
(после второй секции), т.е. фактически отсутствует. Значение
недоохл
аждения 90°С
взято из ведомостей, которые заполнялись после пуска компрессора, выведенного в ремонт для чистки теплообменников, т.е. после определённого времени работы, недоохлаждение еще больше.
Интересно посмотреть на перерасход электрической энергии, к
оторый возникает из
-
за плохого межступенчатого охлаждения. Так, как было указано выше, фактическое удельное значение работы для компрессора К
-
250
-
61
-
5 по сжатию воздуха составляет 164
651 кДж/кг
. Недоохлаждение в 0°С
, даже при идеальной системе межступенча
того охлаждения
,
можно считать достаточно сложно достижимой величиной, особенно в летние периоды времени, ну разумеется если не использовать для охлаждения артезианскую воду
. Пример использования артезианской воды для межступенчатого, концевого охлаждения и охлаждения цилиндров поршневого компрессора автор статьи наблюдал на одном из сахарных производств Краснодарского края. После охлаждения она сливалась в канализацию. Достижимой величиной межступенчатого охлаждения можно считать недоохлаждение в пределах 10 -
15°С
.
При этих значениях удельное значение работы по сжатию воздуха для того же компрессора будет составлять 148
256 кДж/кг
(значение без учёта повышение политропного к.п.д. компрессора). Таким образом, перерасход электрической энергии из
-
за плохого м
ежступенчатого охлаждения для одной компрессорной машины типа К
-
250
-
6
-
21 в год составляет от 449 тыс. кВт
до 662 тыс. кВт
. Если взять всю компрессорную станцию для разбираемого на примере предприятия цементной промышленности, то в год из
-
за плохого межступ
енчатого охлаждения с учётом фактического времени работы компрессорных машин теряется до 2
914 тыс. кВт
, что составляет порядка 11%
от всей потребляемой электрической энергии на привод компрессорных машин
, что эквивалентно
7
312,47 тыс. рублей
. Ниже прив
едём термодинамический расчет двух наиболее популярных компрессорных машин К
-
250
-
61
-
5 и 4 VRZ
200/430.
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 8
из 24
К
омпрессор
К
-
250
-
61
-
5:
Компрессор типа К
-
250
-
61
-
5 состоит из шести ступеней и трёх секций. После первой и после второй секции расположены межступенчат
ые охладители сжимаемого воздуха. После последней ступени концевой холодильник отсутствует. Схема компрессорной машины приведена на рисунке №1. Для проведения термодинамических расчетов по работе компрессоров в распоряжении имеется:
-
давление воздуха на входе в компрессор; принимаем его равным атмосферному давлению, без учёта адиабатного расширения вследствие увеличении скорости воздуха перед входов на лопатки рабочего колеса первой ступени компрессора;
-
давление воздуха на нагнетании после последней сту
пени компрессора; как было показано выше, принимаем его среднее значение в диапазоне регулирования давления воздуха в сети;
-
температура воздуха во всасывании в первую ступень компрессора;
-
температура воздуха после каждой секции компрессора и после перв
ого и второго межступенчатого охладителя компрессорной машины.
Рисунок №1
. Схема расположения межступенчатого охлаждения в компрессорных машинах типа К
-
250
-
61
-
5, установленных на компрессорной станции цементного предприятия. Концевой охладитель отсутст
вует. Этих данных недостаточно для определения всех термодинамических характеристик работающей компрессорной машины. В первую очередь это касается такого показателя, как политропный к.п.д. компрессора. Поэтому при проведении расчетов принимаем во вниман
ие, что политропных к.п.д. во всех ступенях одинаковый, что является достаточно грубым приближением, однако при отсутствии данных по распределению по давлению по каждой ступени является вполне допустим. Повысить эффективность сжатия воздуха в компрессорно
й машине можно увеличив политропный к.п.д. ступени, либо уменьшить недоохлаждение между секциями машины. В том и другом случае уменьшается удельная работа сжатия воздуха в компрессоре. В нашем случае проведём расчет на определение уменьшения удельной рабо
ты сжатия при повышении политропного к.п.д. ступени, а также при уменьшении недоохлаждения между ступенями.
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 9
из 24
Ниже в таблиц
е приведены данные для компрессорн
ой
машин
ы
типа К
-
250
-
61
-
5, установленных на компрессорной станции цементного предприятия
. Для них вып
олнены термодинамические расчёты (вар.1) и подсчитано изменение удельной работы при увеличении политропного к.п.д. сжатия (вар.2), а также уменьшения недоохлаждения (вар.3).
В таблице
№
1
обозначено «Вар.1» -
термодинамические показатели работы компрессорн
ой машины по представленным данным, «Вар.2» -
при повышении политропного к.п.д, «Вар.3» -
при уменьшении межступенчатого недоохлаждения, «Вар.4» -
«Вар.2» и «Вар.3» вместе.
Таблица №1
. Компрессорная
машина К
-
250
-
61
-
5
.
Наименование
Размерность
Вар.1
Вар.2
Вар.3
Вар.4
Общее давление нагнетания
[ати]
3,5
3,5
3,5
3,5
Общее давление нагнетания
[ата]
4,5
4,5
4,5
4,5
Степень повышения давления в компрессоре
[ε]
4,5
4,5
4,5
4,5
Количество ступеней в компрессоре
[шт]
6
6
6
6
Количество секций в компресс
оре
[шт]
3
3
3
3
Температура всасывания воздуха в первую ступень
[°С]
25
25
25
25
Газовая постоянная воздуха "R"
[кДж/(кг
∙
К)]
287
287
287
287
Показатель адиабаты "k"
[ ]
1,41
1,41
1,41
1,41
Показатель политропы "n"
[ ]
1,7945
1,6936
1,7945
1,6936
Поли
тропный к.п.д. компрессора "η"
[ ]
65,68
71,00
65,68
71,00
Недоохлаждение Δ
t
[°С]
-
-
10,00
10,00
Давление на всасывании в 1 секцию
[ата]
1
1
1
1
Степень повышения давления в секции №1
[ε]
1,9996
1,9996
1,9996
1,9996
Давление нагнетания после 1 секции
[ата]
1,9996
1,9996
1,9996
1,9996
Температура воздуха после 1 секции
[°С]
132
123
132
123
Температура воздуха после охладителя 1 секции
[°С]
89
80
35
35,00
Коэффициент сжатия 1 секции "σ"
[]
2,259
2,442
2,259
2,442
Показатель политропы сжатия 1 секции "n"
[]
1,795
1,694
1,795
1,694
Политропный к.п.д. сжатия в 1 секции "η"
[%]
65,68
71,00
65,68
71,00
Политропная работа 1 секции
[кДж/кг]
69 361
68 529
69 361
68 529
Недоохлаждение в первом теплообменнике
[°С]
64
55
10
10
Давление н
а всасывании в 2 секцию
[ата]
1,9996
1,9996
1,9996
1,9996
Степень повышения давления в секции №2
[ε]
1,6348
1,6348
1,6348
1,6348
Давление нагнетания после 2 секции
[ата]
3,269
3,269
3,269
3,269
Температура воздуха перед 2 секцией
[°С]
89
80
35
35
Темпе
ратура воздуха после 2 секции
[°С]
177
158
110
104
Температура воздуха после охладителя 2 секции
[°С]
115
96
35
35,00
Коэффициент сжатия 2 секции "σ"
[]
2,259
2,442
2,259
2,442
Показатель политропы сжатия 2 секции "n"
[]
1,79
1,69
1,79
1,69
Политропный
к.п.д. сжатия во 2 секции "η"
[%]
65,7
71,0
65,7
71,0
Политропная работа 2 секции
[кДж/кг]
57 044
55 126
48 535
48 127
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 10
из 24
Недоохлаждение во втором теплообменнике
[°С]
90
71
10
10
Давление на всасывании в 3 секцию
[ата]
3,2688
3,2688
3,2688
3
,2688
Степень повышения давления в секции №3
[ε]
1,3767
1,3767
1,3767
1,3767
Давление нагнетания после 3 секции
[ата]
4,500
4,500
4,500
4,500
Температура воздуха перед 3 секцией
[°С]
115
96
35
35
Температура воздуха после 3 секции
[°С]
174
148
82
78
К
оэффициент сжатия 3 секции "σ"
[]
2,25865
2,44171
2,25865
2,44171
Показатель политропы сжатия 3 секции "n"
[]
1,79
1,69
1,79
1,69
Политропный к.п.д. сжатия в 3 секции "η"
[%]
65,7
71,0
65,7
71,0
Политропная работа 3 секции
[кДж/кг]
38 246
36 221
30 360
30 196
Суммарная политропная работа компрессора
[кДж/кг]
164 651
159 876
148 256
146 852
Уменьшение удельной политропной работы сжатия воздуха в компрессоре при увеличении политропного к.п.д, а также уменьшения недоохлаждения приведены в таблице
№2
для каждого компрессора типа К
-
250
-
61
-
5.
Таблица №2
. Снижение политропной работы сжатия вследствие увеличения политропного к.п.д. и уменьшения межступенчатого охлаждения.
Компрессорная машина компрессорной станции Фактический режим работы
Увеличение
политропного к.п.д
Уменьшения недоохлаждения
Увеличение политропного к.п.д. и уменьшение недоохлаждения
К
-
250
-
61
-
5 ст.№1
100
97,10
90,04
89,19
К
-
250
-
61
-
5 ст.№3
100
98,68
88,66
87,16
К
-
250
-
61
-
5 ст.№7
100
98,01
89,43
87,93
Стоит отметить ряд допущений,
которые были приняты при расчете термодинамических характеристик работы компрессора. Во
-
первых, распределение давления от ступени к ступени и от секции к секции при изменении температуры всасывания в каждую секцию и каждую степень будет меняться. В расчет
принято, что степень повышения давления везде одинаковая. Также, как отмечалось выше, показатель политропы от ступени к ступени должен изменяться, в нашем случае мы берём его одинаковым. Получение реальной характеристики компрессора при изменении его поли
тропного к.п.д., а также уменьшения недоохлаждения возможно только при испытании работающей машины. В силу отсутствия унифицированности рабочих колес, работы компрессора в нерасчетном режиме (напомним, что расчётным режимом работы компрессора является давл
ение 9 ата, при том, что компрессор работает на давление 4,5 ата), а также отсутствие каких
-
либо характеристик компрессора, провести какие
-
либо точные аналитические выводы по уменьшению политропной работы не представляется возможным. Стоит отменить, что пр
иведённые результаты будут не завышать, а наоборот немного занижать результирующую экономию, поэтому могут быть вполне служить отправной точкой для расчета экономии энергоресурсов. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 11
из 24
Компрессор 4 VRZ
200/430:
Компрессор типа 4 VRZ
200/430 состоит из че
тырёх ступеней и тремя межступенчатыми охладителями. Как и остальные компрессорные машины у компрессоров типа 4 VRZ
200/430 отсутствует концевой охладитель и влагоотделитель. Принципиальная схема компрессорной машины, а также охладителя представлена на ри
сунке №2
. Данных, которые были представлены на компрессорной станции, мало для того, чтобы хотя бы в первом приближении прописать все те термодинамические параметры, которые происходят в компрессоре. Это касается распределения давления по ступеням, это кас
ается температуры воздуха после каждой ступени –
т.е. температура воздуха перед межступенчатым охладителем. В связи с этим отсутствует какая
-
либо возможность определить показатель политропы сжатия в каждой ступени даже методом последовательных итераций, ка
к это было сделано в машинах типа К
-
250
-
61
-
5. Поэтому при вычислении термодинамический показатель работы машины, и
,
как следствие
,
значение политропной работы сжатия, а также значение её уменьшения при уменьшении недоохлаждения, были приняты ряд допущений,
которые далеки от реального процесса сжатия, но помогают понять хотя бы общую картину, которая происходит при работе компрессорной машины. Рисунок №2
. Схема расположения межступенчатого охлаждения в компрессорных машинах типа 4 VRZ
200/430, установл
енных на компрессорной станции ЗАО «Ульяновскцемент».
Стационарный номер №2 и №4.
Первое допущение касается того, что политропный к.п.д. был взять в каждой ступени компрессора одинаковым, также для каждой ступени была взята одинаковая степень повышения д
авления. Равная степень повышения давления в каждой ступени может быть при условии одинакового показателя политропы сжатия в каждой ступени компрессора и нулевом недоохлаждении. Во всех остальных случаях большая степень повышения давления всегда в первый с
тупенях, а к последним ступеням она уменьшается.
При рассмотрении потерь в компрессорных машинах типа 4 VRZ
200/430 потери вследствие р
аботы компрессорной машины в не
номинальной точке, т.е. при меньшем давлении, примем такими же, как и в компрессорных маши
нах типа К
-
250
-
61
-
5. Потери вследствие плохого межступенчатого охлаждения для компрессорных машин типа 4 VRZ
200/430 со стационарным ном
ером №2 и №4 приведены в таблице
№
3
. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 12
из 24
Таблица №3
. Компрессорная машина 4 VRZ
200/430.
Наименование
Размерность
Ва
р.1
Вар.2
Общее давление нагнетания
[ати]
3,5
3,5
Общее давление нагнетания
[ата]
4,5
4,5
Степень повышения давления в компрессоре
[ε]
4,5
4,5
Количество ступеней в компрессоре
[шт]
4
4
Температура всасывания воздуха в первую ступень
[°С]
25
25
Газовая постоянная воздуха "R"
[кДж/(кг
∙
К)]
287
287
Показатель адиабаты "k"
[ ]
1,41
1,41
Показатель политропы "n"
[ ]
1,7
1,7
Политропный к.п.д. компрессора "η"
[ ]
70,62
70,62
Недоохлаждение Δ
t
[°С]
-
10,00
Давление на всасывании в 1 ступень
[а
та]
1
1
Степень повышения давления в ступени №1
[ε]
1,4565
1,4565
Давление нагнетания после 1 ступени
[ата]
1,4565
1,4565
Температура воздуха после 1 ступени
[°С]
74,9
74,9
Температура воздуха после охладителя 1 ступени
[°С]
63,3
35,00
Коэффициент сжа
тия 1 ступени "σ"
[]
2,429
2,429
Показатель политропы сжатия 1 ступени "n"
[]
1,700
1,700
Политропный к.п.д. сжатия в 1 ступени "η"
[%]
70,62
70,62
Политропная работа 1 ступени
[кДж/кг]
34 783
34 783
Недоохлаждение в первом теплообменнике
[°С]
38
10
Давление на всасывании во 2 ступень
[ата]
1,4565
1,4565
Степень повышения давления в ступени №2
[ε]
1,4565
1,4565
Давление нагнетания после 2 ступени
[ата]
2,1213
2,1213
Температура воздуха после 2 ступени
[°С]
119,6
86,6
Температура воздуха п
осле охладителя 2 ступени
[°С]
74
35,00
Коэффициент сжатия 2 ступени "σ"
[]
2,429
2,429
Показатель политропы сжатия 2 ступени "n"
[]
1,700
1,700
Политропный к.п.д. сжатия в 2 ступени "η"
[%]
70,62
70,62
Политропная работа 2 ступени
[кДж/кг]
39 253
35 9
50
Недоохлаждение в первом теплообменнике
[°С]
49
10
Давление на всасывании в 3 ступень
[ата]
2,1213
2,1213
Степень повышения давления в ступени №3
[ε]
1,4565
1,4565
Давление нагнетания после 3 ступени
[ата]
3,0897
3,0897
Температура воздуха
после 3 ступени
[°С]
132,11
86,58
Температура воздуха после охладителя 3 ступени
[°С]
70
35,00
Коэффициент сжатия 3 ступени "σ"
[]
2,429
2,429
Показатель политропы сжатия 3 ступени "n"
[]
1,700
1,700
Политропный к.п.д. сжатия в 3 ступени "η"
[%]
239,4
2
239,42
Политропная работа 3 ступени
[кДж/кг]
40 502
35 950
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 13
из 24
Недоохлаждение в первом теплообменнике
[°С]
68
10
Давление на всасывании в 4 ступень
[ата]
3,0897
3,0897
Степень повышения давления в ступени №4
[ε]
1,4565
1,4565
Давление нагнетан
ия после 4 ступени
[ата]
4,5000
4,5000
Температура воздуха после 4 ступени
[°С]
127,4
86,6
Коэффициент сжатия 3 ступени "σ"
[]
2,429
2,429
Показатель политропы сжатия 3 ступени "n"
[]
1,700
1,700
Политропный к.п.д. сжатия в 3 ступени "η"
[%]
239,42
239
,42
Политропная работа 3 ступени
[кДж/кг]
40 035
35 950
Суммарная политропная работа компрессора
[кДж/кг]
154 573
142 632
Таблица №
4
. Снижение политропной работы сжатия вследствие увеличения политропного к.п.д. и уменьшения межступенчатого охлажде
ния.
Компрессорная машина компрессорной станции Фактический режим работы
Увеличение политропного к.п.д
Уменьшения недоохлаждения
4 VRZ
200/430 ст.№2
100
97,5
92,3
4 VRZ
200/430 ст.№4
100
97,5
88,61
Говоря об охлаждении сжимаемого воздуха и приводя пр
имер обследования предприятий цементной промышленности внимательный читатель отметил для себя, что часто упоминается о межступенчатом охлаждении, при этом не упоминается о концевом охлаждении воздуха, который идёт в пневмосеть предприятия. Это не случайно.
На предприятии, на примере которого автор даёт численные значения по потерям и экономии
,
отсутствовало концевое охлаждение, т.е. температура воздуха в ресиверах перед воздушной гребёнкой составляла порядка 140°С
. С одной стороны это противоречит Правилам технической эксплуатации компрессорных установок ПБ 03
-
581
-
03, пункт 2.15, который гласит «Воздушные компрессоры производительностью более 10 м
3
/мин следует оборудовать концевыми холодильниками и влагомаслоотделителями
»
, с другой стороны может стать причин
ой несчастных случаев –
ожогов рабочего персонала предприятия, а главное это является причиной выпадения влаги в местах воздухоразбора. Так, по словам обслуживающего персонала, а также персонала работающих на отдалённ
ых участков цехов, к примеру, в
цехе от
грузки цемента
–
один из самых удалённых от компрессорной станции
, существует большая проблема большого количества воды в сжатом воздухе, особенно зимой(!). Это вполне объяснимо, если принять во внимание ещё и отсутствие тепловой изоляции на пневмотрассе п
редприятия. В связи с возникающими из
-
за этого потерями и нерациональном использовании сжатого воздуха будет сказано ниже.
Выше
ыло сказано о потерях, которые возникают в процессе производства сжатого воздуха, в первую очередь это касается потерь
электриче
ской энергии. Другой класс основных потерь касается потерь вследствие работы системы регулирования работы компрессорной станции, т.е. регулирование количество сжатого воздуха, которое подаётся в пневмосеть предприятия. Существует множество способов регул
ирования производительности компрессорной станции, но самые распространённые из них –
это НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 14
из 24
дросселирование на всасывании
, перевод компрессора в перепускной режим работы, а также сброс уже сжатого воздуха в атмосферу. Если говорить о предприятиях цементной
промышленности, где в основном используются центробежные компрессорные машины, то наиболее распространённым способом регулирование является сброс сжатого воздуха в атмосферу. Систему, которая осуществляет этот процесс называют антипомпажной системой. Дело
в том, что дросселирование воздуха на всасывании является достаточно инерционной системой регулирования и при резком провале в потреблении сжатого воздуха, к примеру
,
отключены сразу несколько мельниц
помола цемента, она не сможет корректно и быстро срабо
та
ть и поэтому может произойти резкий скачок давления в пневмосети. При этом по известным причинам компрессор не будет остановлен. С другой стороны здесь могут спасать центробежные компрессоры, которые можно переводить в холостой режим работы. Т.е. при рез
ком снижении потреблении сжатого воздуха, одна из работающих компрессорных машин переводится в режим холостого хода до того м
омента, пока потребление
сжатого воздуха не примет соответствующего значения.
Таким образом, все вышеописанное можно отнести к пот
ерям, которые относятся к потерям при регулировании работы компрессорной станции. С одной стороны речь идёт о потерях уже сжатого воздуха,
с другой стороны о потерях эле
к
т
рической энергии при работе компрессора на холостом ходу. Это касается не только пред
приятий цементной промышленности, то и предприятий машиностроительной промышленности и пищевых производств. Почти на всех обследуемых автором предприятиях применялось сбрасывание возду
ха в атмосферу для регулирования
производительности работы компрессорных
машин. С такой же частот
ой
встречалось и регулирование производительности компрессорной машины при помощи перевода её на холостой режим работы.
Хотелось бы пару слов сказать о планировании производства и в связи с этим планирование работы компрессорной с
танции. На производстве, даже если на нём отсутствует технический учёт выработанного сжатого воздуха на компрессорной станции, а также количество потреблённого сжатого воздуха отдельными подразделениями, есть представление о том, сколько в том или ином слу
чае необходимо отпустить сжатого воздуха при работе того или иного оборудования, цехов, подразделений или технологических комплексов. Имея представление о том, какое количество продукции должно быть произведено тем или иным технологическим комплексом, есть
понимание о времени пуска и о продолжительности работы этого оборудования, а
,
следовательно
,
есть понимание того, какое количество энергетических ресурсов, в том числе и сжатого воздуха эти технологические комплексы должны потребить. Основная проблема в р
егулировании –
это ограниченное количество пусков и остановов компрессорных машин, приводами которых являются мощные электродвигатели. Если иметь чётное представление о работе технологического оборудования, то можно спланировать время работы компрессорных машин, оптимизировать их количество пусков и остановов, а также перевод их на холостой ход. В отчётной документации по работе основного технологического оборудования, а также по потреблению им энергетических ресурсов, составление которой занимается отдел
главного энергетика, есть, как правило, две графы «план» и «факт». Собственно говоря раздел «план» и есть та отправная точка для оптимизации работы, к примеру, компрессорного оборудования, или заявки на электрическую энергию, если предприятие, к примеру, является участником рынка
электроэнергии
. Сталкиваясь с этими документами невольно удивляешься, НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 15
из 24
что в большинстве своём «факт» никогда не совпадает с «планом». При разговоре с сотрудниками отдела главного энергетика крупного промышленного предприятия было сказано, что по факту гр
афа «план» заполняется произвольно
, т.е. не несёт в себе никакой смысловой нагрузки. Разумеется эти величины не могут являться отправной точкой при планировании работы компрессорной станции в общем и компрессорного оборудования в ча
стности.
Ни рисунке №3
приведен график работы компрессорной машины 32 ВЦ 100/9 за один месяц работы. По оси «
OY
» цифрами обозначено «1» -
машина выключена; «2» -
холостой ход машины; «3» -
работа машины на сеть. Бросается в глаза постоянное «дёргание» комп
рессорной машины в связи с отсутствием какого
-
либо внятного планирования её работы.
Если говорить о п
отерях электроэнергии вследствии
сбрасывания уже сжатого воздуха в атмосферу, то тут расчеты являются оценочными, так как при отсутствие технического учёт
а сложно получить основной показатель работы компрессорно
й станции –
удельных расход эле
к
т
рической энергии на выработку единицы сжатого воздуха. Однако для компрессорной станции, экономические показатели потерь, которые были приведены выше, можно сказать, что они составляют от 739 тыс. кВт
до 831 тыс. кВт
электрической энергии. Для всей компрессорной станции эти потери в год составляют с учётов времени работы, а также работы компрессоров на холостом ходу 5
809 тыс. кВт
, что составляет порядка 23%
от всей по
требляемой электроэнергии компрессорной станции. В денежном эквиваленте эта цифра соответствует 14
579 тыс. рублей
. Это данные по компрессорной станции цементного предприятия. Рисунок №3
. График работы компрессорной машины 32 ВЦ 100/9 за один месяц. По оси «
OY
» цифрами обозначено «1» -
машина выключена; «2» -
холостой ход машины; «3» -
работа машины на сеть.
Данные для предприятия пищевой промышленности, к примеру, сахарного завода выглядят следующим образом. На обследуемом объекте какие
-
либо ведомо
сти по контролю термодинамических параметром работы оборудования на момент обследования не велись
. В журнале работы компрессорной станции фиксировались только время пуска и останова компрессорной машины
, возможные аварии и неисправности и пр
. На самой комп
рессорной станции предприятия установлены поршневые компрессорные машины типа 2 ВМ 2,5 –
14/9 –
две шутки: одна рабочая и другая резервная и машины типа 130 ВП
-
20/8, аналогично первой НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 16
из 24
машине: одна рабочая, другая резервная. В зависимости от работы производ
ства и, как следствие, потребности в сжатом воздухе, работает либо одна, либо другая машина. Регулирование происходит сбрасыванием уже сжатого воздуха в атмосферу. Компрессорные машины были рассчитаны с запасом и поэтому регулирующий клапан открыт всегда. Так для компрессорной машины типа 130 ВП
-
20/8 норма удельного рас
хода электроэнергии на выработку
единицы объёма сжатого воздуха в среднегодовом исчислении составляет 129 кВт/1000 м
3
, при этом фактическое значение, с учётом регулирования подачи сжатого в
оздуха в пневмосеть предприятия составляет 203,5 кВт/1000 м
3
. Аналогично для машины типа 2 ВМ 2,5
-
14/9 норма удельно расхода электроэнергии на выработку единицы объёма сжатого воздуха в среднегодовом исчислении составляет 135 кВт/1000 м
3
, при этом фактичес
кое значение, с учётом регулирования подачи сжатого воздуха в пневмосеть предприятия составляет 223,5 кВт/1000 м
3
. Таким образом, вследствие потерь при выработке сжатого воздуха
,
фактическое значение затрат на электроэнергию для выработки сжатого воздуха н
а данной компрессорной станции больше почти в два раза, чем удельное значение (удельное значение было вычислен
о
по паспортным данным компрессорных машин). В дополнение можно привести данные по компрессорной станции машиностроительного предприятия, с техн
ологической точки зрения осуществляющего, главным образом, сборку и механическую обработку. Там на компрессорной станции установлены 7 компрессорных машин, три из которых марки ВП
-
50/8, оставшиеся четыре ВП
-
100/8. И тех и тех в рабочем состоянии две штуки
, т.е. итого четыре работающих компрессора, которые включаются в зависимости от потребности предприятия в воздухе. В отчётных документах, которые предоставляются компрессорной станцией в службу главного энергетика стоит фактическая норма удельного расход
а электроэнергии 10
2,1 кВт/1000 м
3
.
Разумеется, говорить о том, что данная цифра не соответствует действительности, не приходится. Как уже было отмечено выше, электроэнергия, потреблённая компрессорными машинами, замеряется прибором технического учёта, кол
ичество поданного в сеть воздуха вычисляется как время работы компрессорной машины, на её паспортную производительность. Указанное выше значение нельзя считать даже значением по нормативному потреблению электроэнергии, так как в момент разгрузки компрессор
ных машин, воздух в сеть не подаётся, электроэнергии потребляется в среднем в три раза меньше, чем при работе компрессорной машины на сеть, однако это время учитывается как время работы компрессора на сеть. Таким образом, изначально происходит занижение по
треблённой электроэнергии компрессорными машинами.
По факту удельный расход электроэнергии составляет около 190 … 200 кВт/1000 м
3
.
Это меньше, чем при регулировании производительности методом сбрасывания уже сжатого воздуха в атмосферу. Подытоживая все
вышесказанное можно ещё раз обозначить три вида потерь, которые происходят на компрессорной станции: потери вызванные несовершенством процесса сжатия в ступенях компрессора, потери из
-
за плохого межступенчатого охлаждения, потери при регулировании работы компрессорных машин на сеть предприятия.
Ниже на рисунке №4
приведён график, показывающий процент снижения себестоимости сжатого воздуха, выработанного на компрессорной станции в зависимости от снижения одного из трёх видов потерь на компрессорной станции
.
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 17
из 24
Рисунок №4
. Снижение себестоимость сжатого воздуха на компрессорной станции в зависимости от снижения различных потерь.
Сто
ит, однако, уточнить, что данный график и цифры приведённые в
нём справедливы для одной конкретной компрессорной станцией кон
кретного предприятия. Данные выводы нельзя переносить на прочие компрессорные станции предприятий. При определении процента снижения себестоимости учитывались не только затраты на электроэнергию, но и затраты на ремонт и обслуживающий персонал
а
, а также по
купку как расходных материалов, так и нового оборудования. Прежде чем переходить к потерям в пневмотрассе и потерям непосредственно на участках воздухопотребления, хотелось бы разобрать несколько примеров относительно себестоимости вырабатываемого сжатог
о воздуха, а также структуры этой себестоимости. По факту потребление сжатого воздуха
,
как и любого другого энергетического ресурса
,
удорожает конечный продукт на каждом этапе его производства на величину потребления энергетического ресурса
и
,
как следстви
е
,
его стоимости
. К примеру, в стоимость покраски готовой детали входит и сжатый воздух, который подаётся на пульверизатор, в отделении отгрузки цемента в конечную его себестоимость входит также сжатый воздух, необходимы
й
для работы пневмокамерных насосов.
По мере его поступления до конечного потребителя его себестоимость возрастает пропорционально потерям сжатого воздуха на у
частке компрессорная станция –
потребитель. Далее автор приведён несколько примеров себестоимости производства сжатого воздуха на раз
личных компрессорных станциях различных предприятий.
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 18
из 24
3. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАБОТЫ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ ПРЕДПРИЯТИЯ
Как правило, компрессорная станция на предприятиях является отдельным подразделением, т.е. все затраты касающиеся компрессорной станци
ей рассчитываются отдельно. Это касается в первую очередь затрат на электрическую энергию, которая потребляется основным оборудованием –
компрессорами, системы циркуляционного водоснабжения
, а также затраты электроэнергии на прочее потребление –
бытовое, о
свещен
ие и пр
. Если говорить о техническом водоснабжении –
охлаждении сжимаемого воздуха, то это может быть как индивидуальная система, т.е. работающая
только на компрессорную станцию
, так и общезаводская (как в примерах, разобранных выше). В последнем слу
чае может происходить разделение на то количество технической воды, которое пошло только на охлаждение сжимаемого возд
уха, а также масла компрессорных
установок. Однако, поскольку в большинстве своём отсутствует технический учёт технической воды по цехам п
редприятия, разделение такое носит чисто символический характер и не несёт какой
-
либо смысловой нагрузки. Помимо основных затрат –
затрат на электрическую энергию, стоит упомянуть затраты на персонал –
это оклад и налоговые отчисления. Поскольку на предп
риятиях в большинстве своём происходит реорганизация, т.е. вывод ремонтно
-
технического персонала с предприятия (простыми словами -
сокращение) и переход к услугам подрядчиков, то данная статья затрат постоянно снижается, а подрядные организации обычно соот
носятся не на конкретные цеха, где происходит ремонт, а на все предприятие в целом, т.е. на себестоимость продукции. Такой расклад может вводить определённую погрешность, к примеру, при расчете инвестиционных проектов по внедрению нового оборудования, либо
переход к децентрализации
системы воздухоснабжения
. Отдельной строкой идёт ремонт оборудования, к которой, как правило, соотносят покупку нового оборудования и покупку запасных частей для старого. В отдельных случаях сюда соотносят услуги сторонних цехов (к примеру, если на предприятии ещё остался ремонтный цех, к примеру, электроцеха) или работу подрядных организаций, в случае если в плановом отделе или отделе главного энергетика такое разбиение происходит, т.е. отнесение работы подрядной организации на с
ебестоимость сжатого воздуха. Обычно присутствует строка «Прочие затраты» куда относят покупку расходных материалов, например компрессорной масла, фильтров, расходных материалов для оборудования компрессорной станции. Здесь также могут фигурировать и услуг
и экспертизы промышленной безопасности, затраты на устранения замечаний нарушений ПБ, предписанных Ростехнадзором. В любом случае составляющие статьи затрат, при проведение технико
-
экономического аудита компрессорной станции стоит запрашивать в отделе глав
ного энергетика или в плановом отделе.
В таблице №5
приведен пример структуры затрат на компрессорной станции предприятия цементной промышленности. Таблица №5
. Структура компрессорной станции предприятия цементной промышленности.
Статья затрат
Значение
Оплата труда
[%]
1,09
Ремонт оборудования
[%]
7,83
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 19
из 24
Прочие затраты
[%]
5,22
Затраты на ЭЭ
[%]
85,86
Из таблицы видно, что затраты на электрическую энергию составляют более 85% от всех затрат на компрессорной станции. На рисунке №5
приведён график та
рифа на сжатый воздух для предприятия цементной промышленности в динамике с 2007 по 2011 года. Синий график учитывает все затраты по работе компрессорной станции, а красный график учитывает только электроэнергию. Поскольку компрессорная станция входит в со
став предприятия
,
т
о речь идёт в первую очередь о себестоимости сжатого воздуха, который отпускает компрессорная станция на нужды предприятия. Границей этой себестоимости можно считать воздушную гребёнку компрессорной станции, т.е. место где
происходит раз
вод сжатого воздуха по цехам.
Рисунок №5
. Тариф на сжатый воздух для предприятия цементной промышленности.
Синий график –
все затраты по компрессорной станции. Красный –
затраты только по ЭЭ.
Поскольку производится косвенный технический учёт сжатого воздуха, отпущенного на предприятие, то указанный тариф, рассчитанный по данным, предоставленным на предприятии, имеет некоторую погрешность в сторону занижения. Таким образом, можно смело говорить о том, что себестоимость сжатого воздуха для данного конкр
етного случая для 2011 года может находиться в районе 500 рублей и выше за 1000 нм
3
. Далее приведём структуру затрат и себестоимость сжатого воздуха для машиностроительного предприятия.
На рисунке №6
приведена структур
а затрат компрессорной станицей пром
ышленного предприятия. Ни рисунке №7
приведено значение себестоимости сжатого воздуха, отпускаемого компрессорной станцией. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 20
из 24
Рисунок №6
. Структура затрат
по компрессорной станции.
Первое, на что стоит обратить внимание –
это высокая доля обслуживан
ие компрессорной станции, которая составляет в среднем половину от затрат на электроэнергию. В первую очередь это связано с большими затратами на капитальный ремонт здания компрессорной станции. При рассмотрении проекта по децентрализации системы воздухосн
абжения эту статью затрат необходимо учитывать. Затраты на обслуживание и затраты на электроэнергию за пять лет увеличились в два раза каждый. Снижение затрат на электроэнергию в 2011 году по сравнению с 2010 году вызвано в первую очередь отключением суб
абонентов по сжатому воздуху. Поскольку сейчас на предприятиях происходит массово разделение объектов по различным собственникам, то вся инфраструктура, которая обслуживает промплощадка
, на которой образуются новые юридические лица отходит наиболее крупным
из них. Это касается не только компрессорной станции, это также касается и системы водоснабжения, системы технического водоснабжения и канализации, а также системы теплоснабжения. Поэтому в целях снижения затрат, вновь образованные юридические лица на одн
ой промплощадке стараются перейти к автономным системах энергоснабжения. Это связано и с автономностью снабжения сжатым воздухом, и с его качеством и со стоимостью.
Поэтому на предприятии, где осталась компрессорная станция, получается ситуация, при которо
й постоянные издержки на компрессорной станции растут, так как оборудование и инфраструктура постоянно стареет и требует все большего капиталовложения для поддержания её в рабочем состоянии, а переменные издержки, связанные с выработкой сжатого воздуха у
ме
ньшаются
. И складывается такая ситуация, что для предприятия, на балансе которого осталась компрессорная станция, себестоимость сжат
ого воздуха расчёт быстрее затрат
на его производство
. Все эти факты необходимо принимать во НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 21
из 24
внимание при обследовании систе
мы воздухоснабжения и при технико
-
экономическом анализе проектов по децентрализации системы воздухоснабжения предприятия. Рисунок №7
. Себестоимость сжатого воздуха на промышленном предприятии.
Последнее хорошо видно при расчёте себестоимости на сжат
ый воздух. Несмотря на то, что общие затраты по компрессорной станции повысились на 5,77%
, себестоимость сжатого воздуха увеличилась на 14,2%
, т.е. почти в три раза.
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 22
из 24
4. ПОТЕРИ В ПНЕВМОТРАССЕ И НА ПОДРАЗДЕЛЕНИЯХ ПРЕДПРИЯТИЯ
Рассмотрев компрессорную ста
нцию с точки зрения потерь, а также с точки зрения экономических вопросов эксплуатации, можно перейти к системе транспорта сжатого воздуха –
пневм
отрассе, а также его потреблению
.
Потери при транспортировке сжатого воздуха –
это количественные потери сжат
ого воздуха, потери тепловой энергии, а также гид
равлические потери –
т.е. потери
давления. Сюда также можно отнести загрязнение сжатого воздуха продуктами коррозии пневмотрассы, а также выпадение и её скопление на тупиковых и поворотных участках. Физиче
ские потери сжатого воздуха, возникающие вследствие плохого состояния пневмотрассы можно
,
отследить, при условии, что есть технический учёт количест
ва
отпущенного сжатого воздуха в данную нитку пневмотрассы, а также количество сжатого воздуха, которое приш
ло непосредственно в цех. Однако по причине отсутствия технического учёта отследить это невозможно. Часто на промышленных площадках как трубопроводы теплоснабжения, так и пневмотрассы могут находится в общем коллекторе. Если этот коллектор находится на пов
ерхности земли, то тогда есть возможность по звуку определить свищ –
т.е. место утечки. В случае подземного проложения коллектора такой возможности нет. Таким образом, может складываться ситуация при которой утечки сжатого воздуха в проржавевших местах пне
вмотрассы могут происходить годами. Особенно это характерно для поворотных участков, где из
-
за скопления влаги по сварному шву происходит более стремительная коррозия, которая со временем только увеличивается, вследствие чего увеличивается и размер утечки.
Работа, которую
может совершить сжатый воздух, к
примеру
,
для пневматического оборудования определяется не только начальным давлением и давлением, до которого он расширяется в пневмоустройстве. Сюда также относится и его температура. При нарушении или от
сутствие какой
-
либо изоляции н
а пневмотрассе происходит
охлаждение подаваемого сжатого воздуха. С одной стороны это способствует выделение влаги, которая осталась в сжатом воздухе после влагомаслоотделителя на компрессорной станции, с другой стороны теряет
ся его потенциальная энергия, которая могла бы быть полезно использоваться на предприятии. Проблема выпадения влаги в пневмотрассе –
это отдельная тема для обсуждения. Первое о чём необходимо сказать –
выпадение влаги в пневмотрассе является причиной кор
розии пневмотрассы. Появившаяся в результате коррозии окалина или ржавчина со сжатым воздухом подаётся потребителю сжатого воздуха, из
-
за чего могут возникать проблемы с пневмооборудованием. Особенно это актуально
для
цехов, вводы по сжатому воздуху которы
х необорудованны, т.е. отсутствует элементарный ресивер или грязевик. Поскольку пневмотрасса состоит из большого числа изгибов и ответвлений, то выпавшая влага может накапливаться и замерзать зимой. Это в большинстве случаев приводит либо к большим гидра
влическим сопротивлениям, либо вообще к закупорке пневмотрассы
и её разрыву
. Достаточно часто встречаются случаи аварий, к примеру, на выходных, после останова компрессорной станции
. Автор статьи наблюдал несколько вариантов борьбы с замерзанием влаги на п
невмотрассе предприятия. Первый способ –
это установка на изгибах пневмотрассы запорно
-
регулирующей аппаратуры, которая должна периодически открываться. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 23
из 24
По факту она приоткрыта или точнее сказать открыта всегда. Через неё большое количество воздуха вместе с выпавшим конденсатом удаляется в атмосферу, причём в места совершенно для этого необорудованные. Поэтому происходит загрязнение окружающей среды влагой и масляными продуктами. Аналогичное удавление влаги можно встретить на вводах в цеха, которые оборудов
аны ресиверами для смягчения колебаний по давлению сжатого воздуха. Внизу ресивера установлен кран, который также находится в приоткрытом состоянии и через который сжатый воздуха вместе с выпавшей влагой удаляется в окружающую среду. Такую картину можно на
блюдать практически на всех предприятиях. Если взять все предприятия, которые были обследованы автором (справедливости ради стоит отметить, что в большинстве случаев автором были обследованы старые предприятия, срок работы которых насчитывает более 40 –
50
лет), то только в одном случае автор наблюдал оборудованный ввод сжатого воздуха в цех. Во всех остальных случаях в лучшем случае на вводе установлен ресивер. Ещё одним интересным способом предотвращения замерзания влаги в пневмотрассе является ус
тановк
а на характерных участках, т.е. местах где влага может скапливаться и после чего при сильных морозах замерзать, установка, так называемых спутников. Т.е. рядом с пнемотрассой, как правило, без тепловой изоляции крепиться дополнительная трубка –
небольшой п
аропровод, где с определённым шагом делаются отверстия, через который пар направляется на пневмотрассу и тем самым предотвращает замерзание влаги в ней. Так н
а одном из крупных машиностроительных предприятий полного цикла, можно было наблюдать целый «лес» из столбцов пара. Стоит ли говорить, что при таком
подходе теряется не только тепловая энергия, которая идёт на генерацию пара, но и также конденсат –
т.е. химочищенная вода, на приготовление которой также тратилась электрическая, тепловая эне
ргия, а также
ряд химреагентов. Отдельным пунктом стоит упомянуть гидравлические потери в пневмотрассе. Во
-
первых из
-
за образования окалины и ржавчины на внут
ренней поверхности пневмотрассы, которая является следствием выпадения влаги, увеличивается шероховатость. Та
кже стоит упомянуть, что в случае плохой работы влагомаслоотделителя, особенно это актуально для поршневых компрессоров, выбрасываем
ое в пневмосистему масло также оседае
т на стенках пневмотрассы и это также способствует увеличение шероховатости и
,
как след
ствие
,
снижение давления у потребителя. Снижение давления у потребителя влечёт за собой увеличение давления на компрессорной станции, вследствие чего происходит увеличение потребляемой мощности компрессора. Вследствие того, что на пневмотрассе происходят
аварии, в том числе и утечки сжатого воздуха, возникает необходимость вырезать отдельные участки трубопровода и менять их на новые. Как правило
,
замена этих участков происходит на трубы, которые находятся, что называется под рукой. Хорошо если они большим
диметром, чем исходная труба пневмотрассы. Встречаются случаи, когда наваривают трубу меньшего диаметра. Однако ошибки возникают и при проектировании пневмотрассы
и её монтаже
. Как правило
,
сам проект предусматривает прохождение сжатого воздуха с минималь
ным сопротивлением, а также предусматривает в случае расширения производства и увеличение его расхода. Однако по факту при строительстве предприятия использовались те трубы для пневмотрассы, которые были под рукой. Так обследуя
цементное предприятие, работ
ающее по сухому способу
,
было обнаружено, что на цех отгрузки цемента на одном участке пневмотрасы использовался трубопровод очень маленького диаметра. Перепад давления на данном участке составлял порядка 1,5 атмосфер. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ЧАСТЬ №1
ДЕНИСОВ
-
ВИНСКИЙ Н.Д.
www.denisov
-
vinskiy.ru
denisov.vinskiy@yandex.ru
стр. 24
из 24
С
т
оит отметить, что при проведении
энергети
ческого обследования предприятий
вообще и системы воздухоснабжения в частности приходится сталкиваться с большим количеством проблем, начиная от отсутствия какой
-
либо элементарной документации, заканчивая тем, что человек, обслуживающий компрессорн
ую станцию не знает каких
-
то элементарных вещей касающиеся работы его объекта. Имеющаяся техническая документация находится в крайне плохом состоянии. Информацию о пневмотрассе, о её протяженности, о наличие там какой
-
либо тепловой изоляции, уже не говоря о её типе, о привязке пневмотрассы к местности и её пролегания в цехах, попросту нет. Отсчётная документация по работе компрессорной станции также находится в плачевном состоянии. В завершении статьи хочет немного слов сказать о тенденциях, которые сейча
с происходят на предприятиях в области воздухоснабжения. Конечно, стоит говорить о тенденции децентрализации системы воздухоснабжения. Так, к примеру, если покупается новое оборудование, то к нему также требуется приобретение автономной компрессорной устан
овки, в первую очередь из
-
за требования по воздуху. Это видно и на предприятиях цементной промышленности, на предприятиях машиностроительной и других промышленностей. Отдельные цеха или структурные подразделения также уходят от центрального к автономному в
оздухоснабжению, при этом центральная компрессорная станция продолжает работать. Здесь складывается ситуация, которая была описана выше. Переход к автономному воздухоснабжению, не всегда означает снижение затрат по электроэнергии на центральной компрессорн
ой станции. Как правило
,
изменяется не числ
о работающих машин, а глубина их разгрузки /
регулирования, как правило
,
выбросом воздуха в атмосферу. Т.е. решая проблему по качеству воздуха на конкретном цехе, либо технологическом комплексе устанавливая автоно
мное воздухоснабжение, увеличивается потребление электроэнергии
, из
-
за того, что компрессорная станция продолжает работать в прежнем режиме, но с большими потерями при выработке сжатого воздуха. Т.е. проблема решается только локально, но не комплексно. В ц
елом потери по электроэнергии на выработку сжато
го воздуха
только увеличиваются.
Говоря о децентрализации не стоит хоронить центральную компрессорную станцию и воздухоснабжение от неё. Во
-
первых
,
необходимо учитывать, что эффективность работы компрессорно
й станции, как и в любой генерации, в первую очередь зависит от потребителя, точнее от потребления сжатого воздуха им. В паре генерация –
потребитель всегда существует неравномерность потребления последнего. Чем больше потребителей на один источник, тем бо
льше манёвров для плавного регулирования выработки сжатого воздуха. При проектировании крупных компрессорных станций обычно предусматривается выработка воздуха по базовой нагрузке, средней и пиковых нагрузках. Последнее может обеспечиваться постоянным вклю
чением и отключением пиковой компрессорной установки малой мощности. Стоит ещё раз повтори
мся
, что обязательным является планирование работы компрессорной станции по выработке сжатого воздуха в зависимости от работы производства. Во
-
вторых
,
наметилась те
нденция и всё больше организаций предлагает услуги по рекуперации тепловой энергии на компрессорных станциях и её использование на предприятии. Как правило, речь может идти о нагревании воды и ис
пользовании её на предприятии. Так на одном из предприятий пи
щевой промышленности нагретая таким образом вода использовалась для мыться посуды, что позволило отказаться от электронагревателей. Другим ярким примером использования тепловой энергии сжатого воздуха является сушка декоративной фасадной плитки. Это позвол
ило отказаться от электрических калориферов.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа