close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

19.Система воздухоснабжения промышленного предприятия

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»
Кафедра теплоэнергетики
Горячев С.В., Сологуб И.В.
СИСТЕМА ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ
ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Рекомендовано к изданию Ученым советом федерального государственного
бюджетного образовательного
учреждения высшего
профессионального
образования «Оренбургский государственный университет» в качестве учебного
пособия для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального
образования по направлению подготовки
140100.62 Теплоэнергетика и
теплотехника
Оренбург
2014
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 628.8:658.2(076.5)
ББК 38.762997
Г71
Рецензент – доцент, кандидат технических наук Р. Ш. Мансуров
Г71
Горячев С.В., Сологуб И.В.
Система воздухоснабжения промышленного предприятия: учебное
пособие / С. В. Горячев, Сологуб И.В; Оренбургский гос.ун-т.- Оренбург: ОГУ,
2014. - 99 с.
В учебном пособии представлены тематика и варианты заданий к
курсовому проекту. Изложены общие требования к объему и содержанию проекта,
к оформлению расчетно-пояснительной записки и графической части. Приведена
примерная последовательность выполнения курсового проекта, некоторый
необходимый для работы справочный материал.
Учебное пособие предназначено для студентов очной и заочной форм
обучения по направлению подготовки 140100.62 Теплоэнергетика и теплотехника.
.
УДК 628.8:658.2(076.5)
ББК 38.762997
 Горячев С.В., Сологуб И.В.
 ОГУ, 2014
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Содержание
Введение…………………………………………………………………………………..4
1 Общая характеристика систем воздухоснабжения и потребления энергоносителей 5
1.1 Трубопроводы компрессорных станций ................................................................... 9
1.2 Пневмосети промышленных предприятий ............................................................. 12
3 Общие указания к оформлению курсового проекта ................................................. 14
3.1 Оформление расчетно-пояснительной записки...................................................... 15
3.2 Оформление графической части ............................................................................. 19
4 Пояснения к выполнению курсового проекта на тему ............................................. 22
4.1 Этапы выполнения курсового проекта ................................................................... 22
4.2 Методы определения нагрузок на компрессорную станцию................................... 23
4.3.1 Средняя нагрузка по ПИ ........................................................................................ 26
4.3.2 Средняя нагрузка по ПО ...................................................................................... 27
4.3.3 Средняя нагрузка на КС....................................................................................... 28
4.4 Рекомендации по выбору компрессоров .................................................................. 29
4.5 Гидравлический расчет системы воздухоснабжения................................................ 31
4.5.1 Общие положения .................................................................................................. 31
4.5.2 Порядок расчета ..................................................................................................... 32
4.6 Определение диаметров всасывающих патрубков................................................... 34
4.6.1 Основные требования ......................................................................................... 34
4.6.2 Порядок расчета ................................................................................................... 35
4.7 Расход воды на охлаждение воздуха в промежуточном охладителе (ПО) и
концевом охладителе (КО)............................................................................................. 36
4.7.1 Определение расчетных параметров воздуха .................................................. 36
4.7.2 Расчёт расхода воды на ПО .................................................................................. 39
4.7.3 Расчет расхода воды на КО.................................................................................... 40
4.8 Определение расхода электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха....................... 41
4.9 Механический расчет ................................................................................................ 41
4.10 Пример выполнения расчета.................................................................................... 45
4.10.1 Расчетная схема системы воздухоснабжения....................................................... 45
4.10.2 Расчетные нагрузки на КС................................................................................. 45
4.10.3 Подбор компрессоров и гидравлический расчет системы.................................. 51
4.10.4 Определение диаметров всасывающих патрубков............................................... 59
4.10.5 Расход воды на охлаждение воздуха................................................................... 64
4.10.6 Определение расхода электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха ...................... 69
4.10.7 Механический расчёт ........................................................................................... 70
Список использованных источников ............................................................................ 73
Приложение А ................................................................................................................ 74
Приложение В ................................................................................................................ 84
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Введение
Сжатый воздух – самый распространенный энергоноситель на любом
предприятии, а система воздухоснабжения является одним из самых энергоёмких
потребителей. Доля первичных энергоносителей для производства сжатого воздуха
на различные нужды колеблется от 5 до 30 % и более от общего энергопотребления
на производство конечного технологического продукта.
Система
воздухоснабжения
предназначена
для
централизованного
обеспечения разнообразных промышленных потребителей сжатым воздухом
требуемых параметров в соответствии с заданным графиком потребления.
Структурно система воздухоснабжения состоит из генератора - компрессоров,
расположенных
на
трубопроводов
или
компрессорной
баллонного
станции,
хозяйства
коммуникаций
для
доставки
-
системы
сжатого
воздуха
потребителям, и собственно потребителей.
В зависимости от необходимых потребителям параметров сжатого воздуха
компрессорные станции оборудуются центробежными компрессорами единичной
производительностью 250 - 7000 м3/мин, выдающим сжатый воздух с избыточным
давлением
0,35
- 0,9 МПа,
или поршневыми компрессорами единичной
производительностью не более 100 м3/мин и давлением 0,9 - 20 МПа. В последнее
время широко используются винтовые компрессоры, занимающие промежуточное
положение
по давлению и производительности между центробежными и
поршневыми машинами.
На компрессорной станции воздух не только сжимается, но и производится
дополнительное
изменение
его
параметров
в
зависимости
от
требований
потребителя: осушка, очистка, охлаждение или нагрев.
Как показывают обследования многих предприятий, обслуживание систем
воздухоснабжения возлагается на энергетиков предприятий, поэтому сведения о
составе
этих
систем,
порядке
проектирования
промтеплоэнергетикам.
4
необходимы
инженерам
–
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1 Общая характеристика систем воздухоснабжения и потребления
энергоносителей
Системы воздухоснабжения промышленных предприятий предназначены для
централизованного обеспечения разнообразных потребителей сжатым воздухом с
заданными параметрами по количественным (расход) и качественным (давление,
температура, влажность, чистота и т.д.) показателям в соответствии с заданным
графиком потребления. Для обеспечения индивидуального технологического
режима единичных крупных потребителей сжатого воздуха создают блочную
компоновку компрессор - технологический агрегат. в этом случае компрессор
располагается у потребителя либо в непосредственной близости от объекта
устанавливается компрессорная станция для индивидуального регулирования
режимов потребления энергоносителя. Это относится прежде всего к предприятиям
черной и цветной металлургии, а также химической промышленности, где
сосредоточенны наиболее крупные технологические установки, использующие
сжатый воздух.
Система воздухоснабжения промышленного предприятия включает в себя
компрессорные и воздуходувные станции, трубопроводный и баллонный транспорт
для подачи сжатого воздуха к потребителю, воздухосборники-ресиверы и
распределительные устройства сжатого воздуха самого потребителя.
В зависимости от необходимых потребителям расхода воздуха и его давления
станции оборудуются центробежными компрессорами с избыточным давлением
3
воздуха 0,35 - 0,9 МПа и единичной производительностью 250-7000 м /мин или
поршневыми
соответственно
с
давлением
3-20
МПа
и
единичной
3
производительностью не более 100 м /мин. Коммуникации сжатого воздуха имеют
радиальные и кольцевые участки. Последние применяют при компактном
расположении потребителей, а также при повышенных требованиях к надежности
обеспечения сжатым воздухом
Сжатый воздух на промышленных предприятиях используется по двум основным
направлениям: технологическому (для выплавки стали и чугуна в металлургии,
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
получения кислорода в воздухоразделительных установках и т.д.) и силовому (для
привода различных машин и механизмов в машиностроении, горнодобывающей
промышленности, кузнечном и других производствах).
На производство сжатого воздуха затрачивается около 5% общего расхода
электроэнергии на металлургических заводах и до 25 - 30% на машиностроительных
предприятиях
и
горнодобывающей
промышленности.
При
использовании
электрического привода компрессоров удельный расход энергии на производство
3
1000 м сжатого воздуха составляет от 80 до 140 кВт*ч (в зависимости от давления
сжатого воздуха, типа компрессорных машин, условий охлаждения и т.д.). При
паровом
приводе
компрессоров
удельный
расход
условного
топлива
на
3
производство 1000 м сжатого воздуха составляет 17 — 20 кг.
Компрессорные станции включают в свой состав устройства для забора воздуха,
очистки его от пыли, компрессоры, приводные двигатели, теплообменники
охлаждения, вспомогательное оборудование, предназначенное для дополнительной
обработки воздуха (осушки, очистки, изменения давления, аккумуляции). На
компрессорной станции могут размещаться только компрессоры с электроприводом
(обычно
для
машиностроительных
предприятий)
или
компрессоры
с
паротурбинным приводом (обычно для агрегатов доменного дутья). Находят
применение и комбинированные паровоздуходувные и электрические станции ТЭЦПВС.
Система воздухоснабжения является одним из самых энергоемких потребителей,
а сжатый воздух - самый распространенный энергоноситель практически на любом
промышленном предприятии. У потребителя сжатый воздух расходуется в основном
на технологические нужды ( интенсификация процессов горения, получение
кислорода, выплавка чугуна и стали и т.д.) и на силовые процессы ( привод
многочисленных пневмоустройств и механизмов).
По объемам потребления сжатого воздуха лидируют предприятия черной и цветной
металлургии, где крупными единичными потребителями являются: доменные и
мартеновские печи, барабанные сушилки и т.д. Для производства 1 тонны чугуна, к
3
примеру, расходуется 800-1000 м сжатого воздуха, а единичное потребление
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3
энергоносителя конвертером колеблется от 3 до 15 м /с.
На
предприятиях
химической
промышленности
наиболее
емким
по
потреблению сжатого воздуха является производство азотной кислоты ( расход
3
энергоносителя около 4000 м на 1 тонну), серной кислоты, аммиачной селитры
3
(расход энергоносителя до 140 м /с на одну установку).
Крупными потребителями сжатого воздуха являются воздухоразделительные
установки,
которые
обслуживаются
крупными
турбокомпрессорами
3
(производительностью до 70 м /с), а затраты энергии на производство сжатого
воздуха составляют от 70% до 90% всех энергозатрат в зависимости от типа
установки.
В машиностроении, помимо крупных потребителей воздуха в литейных и
кузнечных производствах (прессы, обдувочные машины, пескоструйные камеры,
вибраторы и т.д.), значительно больше доля использования энергии сжатого воздуха
для приводов различных механизмов: пневмомолотки, зажимные и прижимные
устройства, окрасочные камеры, пневмодвигатели, пневмодрели и т.д. На
машиностроительных
заводах
применяется,
как
правило,
централизованное
воздухоснабжение при значительной неравномерности использования воздуха
различными мелкими потребителями.
К достаточно крупным потребителям сжатого воздуха относятся: горнодобывающая
и угольная промышленность (буровые устройства, перфораторы, подъемники,
системы вентиляции и кондиционирования воздуха); строительная промышленность
(распыливание красителей, вибраторы, пневмомолотки и т.д.); нефтедобывающая
отрасль.
Сжатый воздух достаточно широко также используется в энергетической
промышленности, на транспорте, для нужд связи, автоматики и других отраслях.
Производство
сжатого
воздуха
-
нерациональный
с
точки
зрения
энергоэффективности процесс в принципе. Более 80 % электроэнергии, расходуемой
для производства сжатого воздуха, теряется в виде тепла, остальная часть
расходуемой электроэнергии преобразуется в полезную энергию сжатого воздуха.В
практике российских и большинства зарубежных предприятий до последнего
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
времени использовалась централизация воздухо- и газоснабжения. Как всякое
техническое решение оно имеет положительные и отрицательные качества.
Наибольшие
проблемы
возникают
при
необходимости
регулирования
производительности.
Компрессоры должны с максимальным КПД обеспечить необходимый расход
и напор воздуха у потребителя. При оптимальном выборе типа и количества
компрессоров и регулировании режимов их работы необходимо иметь в виду, что
рабочая
точка
нагнетателя
и
нагнетателя
определяется
характеристики сети.
видом
Рабочее
напорной
значение
характеристики
расхода
и напора
определяется пересечением характеристик нагнетателя и сети.
Как правило, рабочая точка не обеспечивает заданные напор и расход.
Поэтому в практике инженерного проектирования выбираются компрессоры,
обеспечивающие необходимый расход с превышением напора. Это изначально
предполагает повышенный расход энергии на привод компрессоров и более
напряженные по механическим нагрузкам режимы работы.
Существует
компрессоров.
несколько
Наиболее
способов
регулирования
распространенные
в
практике:
производительности
дросселирование;
байпассирование и изменение числа оборотов двигателя. Первые два особенно
популярны в России в силу их сравнительной простоты и дешевизны реализации.
Но эти два способа регулирования неэкономичны и не позволяют обеспечить
одновременное выполнение соответствия заданным значениям величин напора и
расхода. Самым экономичным способом регулирования является изменение числа
оборотов двигателя. В этом случае с достаточной точностью можно считать, что
сохраняется подобие режимов и, следовательно, не изменяется кпд. До настоящего
времени частотное регулирование не нашло должного распространения в нашей
стране из-за сравнительно высокой стоимости частотных регуляторов - практически
равной стоимости самого двигателя. В условиях прежних низких цен на
электрическую энергию установка частотных регуляторов была не выгодна. Но со
стремлением внутренних цен на энергоносители к мировому уровню установка
подобных
регуляторов
становится
выгодной.
8
Для
выявления
потенциалов
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
энергосбережения
необходимо
проведение
комплексного
анализа
системы
воздухоснабжения целиком для разных типов компрессоров, позволяющего с
помощью эксергетического баланса установить наиболее энергоемкие потери в
системе
и
путем
целенаправленных
действий
добиться
их минимизации.
Комплексный подход к решению данной задачи позволит увеличить общую
эффективность системы, рассматривая ее как совокупность отдельных элементов
(компрессор, коммуникации, вспомогательные элементы, потребитель), каждый из
которых оказывает определенное воздействие на всю систему и определяет
работоспособность и надежность всей системы в целом. Повышение эффективности
работы системы воздухоснабжения также возможно благодаря внедрению ряда
энергосберегающих
мероприятий,
позволяющих
снизить
потери
за
счет
использования дополнительных резервов экономии энергоресурсов.
1.1 Трубопроводы компрессорных станций
Компрессорная
станция
—
стационарная
или
подвижная
(другое
наименование — передвижная или самоходная) установка, предназначенная для
получения сжатых газов. Получаемый сжатый газ или воздух может использоваться
как энергоноситель (для пневматического инструмента), сырье (получение
отдельных газов из воздуха), криоагент (азот).
Станция состоит из компрессора и вспомогательного (дополнительного)
оборудования. Чаще всего компрессорная станция представляет собой блок-бокс, в
котором и размещается всё установленное оборудование с обвязкой. Часто станции
оснащаются такими системами как - системами пожаротушения, освещения,
вентиляции, сигнализации, газоанализа и т.д.
Компрессорные
станции
(в
отличие
от
компрессорных
установок)
эксплуатируются на открытом воздухе даже при отрицательных температурах в
зимний период времени.
Сжатый воздух используются на предприятиях в различных целях:
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- подачи воздуха на пневмоприводы дистанционно управляемой трубопроводной
арматуры;
- для пуска дизельных электростанций;
- инициализации различных устройств автоматики;
- пневмоиспытаний оборудования;
- подключения в производственных помещениях различных пневмоинструментов
(гайковёртов, шлифмашинок и пр.) и др.
Для выполнения этих функций применяются системы, в состав которых входят
компрессорные станции, ресиверы и трубопроводы подачи сжатого воздуха. В
состав самих компрессорных станций могут входить воздушные фильтры,
холодильники, масловлагоотделители, адсорберы, электронагреватели, насосы.
Оборудование и технологические трубопроводы обвязки компрессорных
станций могут поддерживать переменный режим работы газопровода. Количество
газа, перекачиваемого через компрессорную станцию, регулируется включением и
отключением работающих газоперекачивающих агрегатов, изменением частоты
вращения силовой турбины газоперекачивающего агрегата с газотурбинным
приводом и т.п. Разработчики компрессорных станций стремятся в тому, чтобы
необходимое количество газа возможно было перекачать меньшим числом
агрегатов. Это в свою очередь приводит к меньшему расходу топливного газа на
нужды перекачки и увеличению подачи товарного газа по газопроводу.
Устройство компрессорной станции: основные элементы
К устройству компрессорной станции относятся:
1. Узел подключения компрессорной станции к магистральному газопроводу;
2.
Камеры
запуска
и
приема
очистного
устройства
магистрального
газопровода;
3. Установка очистки технологического газа, состоящая из пылеуловителей и
фильтр сепараторов;
4. Установка охлаждения технологического газа;
5. Газоперекачивающие агрегаты;
6. Технологические трубопроводы обвязки компрессорной станции;
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7. Запорная арматура технологических трубопроводов обвязки агрегатов;
8. Установка подготовки пускового и топливного газа;
9. Установка подготовки импульсного газа;
10. Различное вспомогательное оборудование;
11. Энергетическое оборудование;
12. Главный щит управления и система телемеханики;
13. Оборудование электрохимической защиты трубопроводов обвязки КС.
Отключение
компрессорных
станций
при
регулировании
пропускной
способности газопровода не практикуется, так как велика вероятность увеличения
энергозатрат на компримирование газа.
Трубопроводные
коммуникации
компрессорных
станций
-
это
воздухопроводы, водопроводы, маслопроводы и т.д.
Воздушные
коммуникации,
предназначенные
для
транспортирования
энергоносителя от всасывающего устройства до потребителя, подразделяются на
всасывающий, нагнетательный и магистральный воздухопроводы.
Всасывающий воздухопровод - это участок от воздушного фильтра до
всасывающего патрубка компрессора. Для уменьшения потерь на всосе компрессора
длина участка должна быть не более 10-15 м, число поворотов с радиусом равным
трем диаметрам всасывающего воздухопровода минимально. Вблизи трассы не
должно быть паропроводов, нагнетательных воздухопроводов и прочих мест
выделения
тепла.
При
расположении
внутри
зданий
воздухопроводы
теплоизолируются. Скорость воздуха во всасывающем воздухопроводе принимается
10-12 м/с.
Нагнетательный воздухопровод - от патрубка компрессора до фланца
вспомогательного оборудования - по возможности должен быть коротким и
прямым.
Участок
трубопровода
влагомаслоотделителем)
и
между
концевым
воздухосборником
(или
воздухопроводом
сборным
(или
коллектором)
называется подающим. Сжатый воздух в трубопроводах данного типа имеет
повышенную температуру, поэтому в целях безопасности работы обслуживающего
персонала трубопроводы, как правило, подлежат теплоизоляции.
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Внутри
зданий
воздухопроводы
имеют
верхнее
(по
строительным
конструкциям) и нижнее (в каналах и траншеях) размещение. Магистральный
воздухопровод начинается от сборного коллектора или воздухосборника до
потребителя сжатого воздуха. Ряд магистральных воздухопроводов образуют трассу
и сеть сжатого воздуха. Кроме того, имеются вспомогательные воздухопроводы: для
продувки сосудов, отвода энергоносителя из предохранительных устройств и
другие.
1.2 Пневмосети промышленных предприятий
При монтаже воздухопроводной сети используются трубы диаметром от 15 до
1400 мм. Трубы соединяются между собой сваркой; фланцевые соединения
делаются только в местах присоединения арматуры и оборудования.
Для
удаления
конденсирующейся
в
воздухопроводе
влаги
должен
быть
предусмотрен дренаж и сами воздухопроводы прокладываются с уклоном 0,00250,004 в направлении движения воздуха (обычно 0,003).
В наиболее низких точках воздухопроводов устанавливаются спускные и
продувочные краны или простейшие влагомаслоотделители с автоматической или
ручной продувкой воздухопровода. Присоединение ответвлений к магистралям для
предотвращения попадания воды осуществляется сверху, преимущественно под
острым углом.
При прохождении воздухопровода вблизи теплоизлучающих поверхностей
должны быть приняты меры для предотвращения нагревания воздуха. Для
компенсации температурных расширений ПНЕВМОСЕТЕЙ обычно используют
подвижные опоры, или температурные компенсаторы, чаще всего П-образной
формы.
Пневмосети предприятий подразделяются на межцеховые и внутрицеховые.
Межцеховые
сети
-
это
сеть
воздухопроводов
от
сборного
коллектора
компрессорной станции до ввода в цех. Используются надземная и подземная
прокладки воздухопроводов. Межцеховые сети монтируются в подземных траншеях
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
и каналах ниже глубины промерзания грунта с прочими энергетическими
коммуникациями - паропроводами, трубопроводами горячей воды и т.д. Надземная
прокладка осуществляется по имеющимся эстакадам и в лотках. Прокладываются
они по радиальной (тупиковой) схеме, как правило, при работе компрессоров на
общий коллектор. Однако более надежной является схема индивидуальной работы
компрессора на своего потребителя.
На узлах ввода в цехи устанавливается задвижка, влагоотделитель, манометр,
измерительная шайба с дифманометром для замера расхода воздуха цехом. Ввод
может быть укомплектован редукционным клапаном, если давление в цехе ниже,
чем в межцеховой сети. В цехе у потребителя пониженного давления клапан
устанавливается у группы или у каждого потребителя.
У цехов, потребляющих значительные объемы воздуха при неравномерном
расходе, особенно при значительном удалении от компрессорной станции,
устанавливаются воздухосборники соответствующего объема. Внутрицеховые
воздухопроводы начинаются от ввода в цех. Конфигурация сетей предпочтительнее
кольцевая, если это не вызывает значительного удорожания установки за счет
больших расходов металла.
Цеховые сети монтируются по колоннам, стенам, фермам перекрытия или в каналах
пола. На воздухопроводах, в местах, доступных для обслуживания, следует
устанавливать задвижки (установка вентилей вызывает большую потерю давления
воздуха). На верхних точках сети воздухопроводов для удаления воздуха при
гидроиспытаниях устанавливаются вентили. В нижних точках устанавливаются
влагомаслоотделители (цилиндрический сосуд со спускным краном в нижней
части).
2 Цель курсового проектирования
Целью курсового проектирования является - конкретизация и закрепление
знаний по специальности, привитие навыков применения этих знаний при решении
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
конкретных инженерно-технических задач;
развитие навыков самостоятельного
творчества и использования специальной и справочной литературы;
овладение навыками проектирования и графического оформления результатов
технических разработок.
При
составлении
заданий
на
проектирование
руководителям
работ
необходимо предусматривать проработку курсового проекта с максимальным
приближением
их
к
решению
научно-технических
задач,
стоящих
перед
энергетикой, промышленностью и экологией.
Проектирование систем теплоэнергоснабжения промышленных предприятий
–
сложный
процесс,
требующий
навыков
комплексного
решения
многих
разноплановых задач: термо-, газо- и гидродинамических; тепломассообменных;
проектно-конструкторских; технико-экономических; монтажно-компоновочных и
др.
Системы воздухо-, холодо-, водо- и кислородоснабжения являются довольно
энергоемкими звеньями энергетического хозяйства предприятия. Поэтому вновь
спроектированные или модернизированные источники энергоносителей должны
быть по своим основным показателям выше лучших соответствующих прототипов.
Это возможно только при использовании новейших достижений науки и техники в
области проектирования и производства компрессорных машин, криогенных
установок, холодильной и теплонасосной техники, тепломассообменных аппаратов,
котло- и насосостроения. Особое внимание следует уделять вопросам экономии и
рационального использования топливно-энергетических ресурсов, расширения
областей использования безотходных технологий, защиты окружающей среды.
3 Общие указания к оформлению курсового проекта
Темами
курсовых
проектов
могут
служить
разработка
новых
или
модернизации существующих систем воздухоснабжения предприятия в целом или
отдельных его производств.
В проекте разрабатываются компрессорная,
14
воздухоразделительная, или
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
другая аналогичная станция, а также система распределения и транспортировки
энергоносителя. При этом на основе качественных оценок осуществляется выбор
оптимальной
схемы,
проводятся
балансовые,
тепловые,
гидравлические,
поверочные или конструктивные расчеты оборудования. Рассчитывается система
транспортировки энергоносителя. В оптимизационных расчетах рекомендуется
использовать ЭВМ.
Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графического
материала. Объем графической части проекта – 2–5 листа формата А1, расчетнопояснительной записки – 25–30 страниц рукописного текста.
Расчетно-пояснительная записка должна в краткой и четкой форме раскрывать
замысел проекта, содержать обоснование выбора схем и основного оборудования,
описания конструкций и работы установок, принятые методы расчетов.
В
графической
части
проекта
приводятся:
принципиальная
или
технологическая схема станций; конструктивное оформление одного из элементов
основного
оборудования;
монтажная
(компоновочная)
схема
размещения
оборудования с учетом удобства эксплуатации, требований охраны труда и
окружающей
среды,
строительных
и
противопожарных
норм,
требований
гражданской обороны.
В проекте может быть выделена специальная расчетно-проектная часть
(спецчасть). Она представляет собой более подробную или более оригинальную
разработку технологических схем, конструкций элементов схемы, их компоновок, а
также расчеты (технико-экономический, газодинамический, термодинамический,
прочностной и т.п.) этих элементов.
Для разработки спецчасти могут быть использованы результаты учебноисследовательских (УИР) и научно-исследовательских студенческих работ (НИИР),
а также работ в студенческих кружках.
3.1 Оформление расчетно-пояснительной записки
Пояснительная записка пишется от руки (или печатается на принтере с
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
межстрочным интервалом в 1,5 пт) на одной стороне листа белой бумаги формата
А4 (210×297 мм) и оформляется в соответствии с правилами ЕСКД: ГОСТ 2.105-95
"Общие требования к текстовым документам"; ГОСТ 7.32-2002 "Отчет о научноисследовательской работе"; ГОСТ 7.1-2003 Структура и правила оформления
"Работы
студенческие.
Общие
требования
и
правила
оформления"
СТО
02069024.101-2010. Она составляется в следующей последовательности:
- титульный лист;
- задание на курсовое проектирование;
- содержание (оглавление) записки с постраничной разметкой;
- введение;
- основная текстовая часть;
- список использованных источников;
- приложения.
Титульным листом может служить обложка записки. Образец титульного
листа приведен в приложении А.
Задание на проектирование оформляется на бланке. Образец бланка-задания
приведен в приложении А. Варианты исходных данных к заданиям на курсовое
проектирование по тематике "Воздухоснабжение" приведены в приложении 3, 4, 5.
Введение должно быть не более 2-х страниц. В нем приводятся краткие
сведения о предприятии и характере производства, к которому привязан проект.
Указываются
основные
рассматриваемом
требования
производстве.
к
Кратко
параметрам
энергоносителя
характеризуются
на
состояние
разрабатываемого вопроса, его значимость, актуальность и специфические
особенности, формулируется основная задача проектирования.
Основная текстовая часть должна содержать описательный, расчетный и
иллюстрационный материал. Весь материал разбивается на разделы (3-4 раздела),
подразделы и пункты, которые обозначаются соответственно одной, двумя и тремя
арабскими цифрами, разделенными точками (без слова "раздел"). Введению номер
не присваивается. Разделы следует начинать с новой страницы.
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Каждый раздел должен заканчиваться выводами, где в краткой форме
излагаются результаты данного этапа работы. Завершается работа заключением, где
формулируются главные выводы, показывающие достигнутый уровень решения
проблемы.
Формулы имеют сквозную нумерацию в пределах раздела. Их номер имеет
только две позиции, разделенные точкой: первая цифра указывает номер раздела;
вторая – порядковая в пределах этого раздела. Начало формулы пишется с абзаца,
номер формулы проставляется у правой границы строки в круглых скобках.
Размерность вычисляемой величины приводится сразу после ее обозначения в
тексте (выше формулы). Обозначения и значения физических величин, входящих в
формулы, должны быть приведены непосредственно после соответствующих
выражений.
В тексте должны быть ссылки на использованную учебную и справочную
литературу. Ссылка дается в квадратных скобках, при этом указывается номер
источника, под которым он значится в списке литературы, например [3]. В
необходимых случаях могут указываться и страницы, например [4, с.16].
Все иллюстрации в пояснительной записке (эскизы, схемы, графики)
называются рисунками. Нумерацию и подписи располагают под рисунком.
Таблицы так же должны иметь номер и заголовок, которые размещаются над
таблицей. Таблицы и рисунки нумеруются по тому же принципу что и формулы,
например:
Рисунок 1.2. Схема воздухоснабжения предприятия (без точки)
Таблица 3.1 Термодинамические параметры R22 в цикле ХМ
Страницы записки нумеруются с титульного листа. Номер страницы
проставляется в правом верхнем углу. Цифра 1 на титульный лист не ставится.
Приложения оформляют как продолжение записки, располагая их с
последовательностью ссылок на них в тексте. В приложение могут быть вынесены
спецификации, перечни оборудования на схемах, графики, схемы, таблицы,
распечатки программ и т.п. Каждое отдельное приложение следует начинать с
нового листа с указанием в правом верхнем углу слова "Приложение" с порядковым
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
номером.
К защите записка представляется в сброшюрованном виде.
Содержание основной части
Основная часть должна включать в себя:
- анализ исходных данных (требования к параметрам энергоносителя,
режимные и внешние условия работы системы), возможных вариантов решения
поставленной задачи;
-
расчеты
нагрузок,
обоснование
выбора
основного
оборудования,
определение производительности источника энергоносителя, описание выбранной
схемы производства энергоносителя;
-
расчеты
материальных
и
тепловых
балансов
элементов
системы,
аэродинамический, гидравлический и тепловой расчеты коммуникаций, поверочные
тепловые расчеты основного оборудования;
- расчеты показателей энергетической эффективности системы.
Методики и примеры расчетов применительно к системе воздухоснабжения
приведены в [1].
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.2 Оформление графической части
Общие требования
Графическая часть проекта выполняется одновременно с расчетной, что
позволяет вносить в расчеты необходимые поправки и уточнения. Эта часть
курсового проекта разрабатывается на уровне эскизного проекта (в соответствии с
ГОСТ 2.119-73) и должна содержать следующие конструкторские документы:
функциональную технологическую или принципиальную схему производства
энергоносителя (тип схемы Т2 или Т3) – 1–1,5 листа формата А1;
чертеж общего вида теплообменного аппарата, подвергшегося подробному
поверочному расчету (шифр чертежа - ВО) – 1–1,5 листа формата А1;
монтажный
чертеж
(компоновку)
энергопроизводящего
(станция)
оборудования (шифр чертежа – ВО) – 0,5–1 листа формата А1.
Чертежи могут быть выполнены с помощью компьютерной графики. Все
листы должны иметь угловые штампы: полный в правом нижнем углу с основной
надписью и идентификационный (содержащий только шифр проекта) – в левом
верхнем углу с разворотом на 180 . Все надписи на листах и штампах должны быть
выполнены чертежным шрифтом по ГОСТ 2.304-81.
В учебных целях для курсовых проектов принято следующее обозначение
шифра чертежа: первые четыре буквы – вид квалификационной работы; следующие
6 цифр – направление вузовского обучения; три цифры (после точки) –
регистрационный номер зачетной книжки разработчика; два знака в конце – шифр
типа чертежа.
Технологические (принципиальные) схемы
При разработке схем следует руководствоваться следующими стандартами:
ГОСТ 2.701-84 – ГОСТ 2.709-72 Выполнение схем, ГОСТ 2.721-74, ГОСТ 2.780-68
– ГОСТ 2.785-70 Условные обозначения.
На технологической схеме в виде условных обозначений показываются
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
составные элементы системы энергоснабжения (например, компрессорной станции)
с линиями связи между ними. Схема может быть однозначной (гидравлическая,
пневматическая и др.), а также комбинированной. Например, с тепловой схемой
холодильной станции может совмещаться схема автоматизации или с воздушной
схемой компрессорной станции – схема водоснабжения и маслосистемы. Различные
потоки в комбинированных схемах необходимо обозначать цифровыми или
буквенно-цифровыми индексами в соответствии с ГОСТ 21.106-78. Например: 1.1;
1.2; 1.3 и т.д. или В1;.В2;.В3 и т.п. Первыми цифрами или буквенным индексом
обозначают вид транспортируемой среды, например: А – воздух; В – вода; К –
канализация; Т – теплопровод. Вторая цифра обозначает разновидность потока по
параметрам или по назначению, например: В1 – хозяйственно-питьевой водопровод,
В4 и В5 – производственный водопровод оборотной воды подающей и обратной
соответственно; Т7 – паропровод; Т8 – конденсатопровод и т.д.
Условные изображения и обозначения трубопроводов, принятые на схеме,
должны быть расшифрованы в таблице условных обозначений, размещаемой на
чертеже над основной надписью. Форма таблицы и перечень ряда обозначений, а
также примеры выполнения технологических схем приведены в [2].
Чертежи общего вида
При выполнении чертежей общего вида необходимо руководствоваться
следующими стандартами ЕСКД: ГОСТ 2.119-73 Эскизный проект, ГОСТ 2.301-68
– ГОСТ 2.317-69 Правила выполнения чертежей различных изделий, ГОСТ 2.109-73
Основные требования к чертежам.
Чертеж общего вида должен содержать:
а) изображение аппарата в рабочем положении. Количество видов и сечений
должно быть достаточным для понимания устройства изделия, взаимодействия его
составных частей и принципа работы. Изображения выполняются с максимальными
упрощениями, предусмотренными стандартами ЕСКД для рабочих чертежей.
Цифровые или буквенные обозначения составных частей размещаются на полках
линий-выносок;
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
б) основные размеры – габаритные, установочные и присоединительные, а в
случае необходимости – установочные монтажные и предельные отклонения
подвижных частей;
в) вид или схему расположения штуцеров, патрубков. Над схемой необходимо
сделать надпись, например: "Схема расположения штуцеров, патрубков";
г) таблицу назначения штуцеров, патрубков;
д) техническую характеристику;
е) перечень составных частей изделия.
Таблицы составных частей и штуцеров следует располагать над основной
надписью чертежа.
Компоновочный чертеж
На
монтажных
(компоновочных)
чертежах
показывается
размещение
составных частей системы на местах их эксплуатации (на станции, в цехе и т.п.).
Они включают планы и разрезы зданий с располагаемым в них оборудованием.
Поэтому на них необходимо показывать основные строительные элементы: стены,
перегородки, несущие колонны и стойки, оконные и дверные проемы, монтажные
перекрытия и крыши, лестницы, площадки и т.п.
На компоновочных чертежах наносятся габаритные и установочные размеры
оборудования и помещений, указываются наименования помещений, приводятся
цифровые обозначения устанавливаемого в них основного и вспомогательного
оборудования. Приводится таблица перечня оборудования.
Выполнение монтажного (компоновочного) чертежа регламентируется ГОСТ
2.109-73.
Все вышеуказанные требования относятся также и к курсовым проектам,
выполненным по научно-исследовательским и экспериментальным установкам.
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4 Пояснения к выполнению курсового проекта на тему
4.1 Этапы выполнения курсового проекта
Исходными данными к проекту являются годовая потребность в сжатом
воздухе и его параметры, требуемые потребителем. Кроме того, задается суточная
неравномерность
воздухопотребления
(графиком
или
коэффициентами
неравномерности потребления), число часов работы системы воздухоснабжения в
году,
геометрическая
характеристика
воздушной
распределительной
сети.
Указываются климатические условия работы компрессорной станции (КС).
Спроектировать компрессорную станцию для снабжения силовых и технологических
потребителей сжатого воздуха. Обосновать схему прокладки воздухопроводов:
кольцевую или тупиковую, оценить технико-экономические показатели процесса
выработки сжатого воздуха.
В ходе проектирования последовательно решаются следующие вопросы:
1) разрабатывается принципиальная схема КС. С учетом заданных количеств
задвижек, поворотов, тройников и других элементов сети составляется расчетная
схема воздушной магистрали;
2) с учетом неравномерности потребления сжатого воздуха оцениваются
среднечасовая Qср, максимально возможная Qм.в и максимально длительная Qм.д
нагрузки. С учетом требований к параметрам воздуха и надежности подачи
устанавливается рабочая нагрузка Qр и выбираются тип, типоразмер и количество
компрессоров, принятых к установке на КС. Определяются рабочая Qраб, резервная
Qрез и установленная Qуст производительности компрессорной станции;
3) устанавливаются расчетные климатические условия работы системы. При
расчете максимальных нагрузок в качестве исходных параметров принимаются
среднемесячные значения температуры и энтальпии атмосферного воздуха в самый
теплый период года (параметр Б, приложение Г) и среднегодовое барометрическое
давление в заданном регионе;
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4) осуществляется гидравлический расчет воздушной сети. Оцениваются
потери давления во вспомогательных элементах КС (система осушки и др.) и
вычисляется значение давления воздуха на выходе из компрессорной установки;
5) производится тепловой (термодинамический) расчет компрессорной
установки (КУ). Для правильного выбора воздухоосушительного оборудования и
элементов системы водоснабжения тепловой расчет должен осуществляться для
условий самого жаркого периода года (параметр Б, приложение 4.) и в режиме
максимальной нагрузки. При этом вычисляются значения потребляемой мощности,
расхода охлаждающей воды, температуры и давления воздуха между ступенями и в
конце процесса сжатия воздуха в компрессоре;
6) определяются основные технико-экономические показатели компрессорной
станции: расходы электроэнергии и технической воды на каждую 1000 м3 сжатого
воздуха или на каждый м3 производительности станции; эксергетический КПД.
7) осуществляется механический расчет воздуховодов;
8) подбирается вспомогательное оборудование для очистки воздуха от пыли,
влаги и масла и осушки.
9) в графической части курсового проекта выполняется компоновка
компрессорной станции. Вычерчивается принципиальная схема компрессорной
станции, а также чертеж какого-либо подбираемого оборудования, основного – компрессора,
или
вспомогательного:
ресивера,
масловодоотделителя,
фильтра,
охладителя, осушителя. Прорабатываются отдельные вопросы техники безопасности
(ограждение движущихся частей агрегатов, дополнительные выходы, наличие
монтажных площадок и др.).
4.2 Методы определения нагрузок на компрессорную станцию
Воздух на предприятиях используется в качестве силового (пневмоприводы,
пневмоинструменты, оборудование КИП и др.) и технологического (ВРУ, доменные
печи) сырья.
Основным отличием силового и технологического потребления сжатого
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
воздуха является режим потребления: более равномерно у технологических
потребителей и периодически у силовых потребителей.
В состав системы воздухоснабжения входят:
- компрессорная станция (КС) или отдельный компрессор;
- трубопроводы или баллонное хозяйство, обеспечивающее коммуникационную связь с потребителем;
- вспомогательные системы (осушки и очистки);
- система распределения у потребителя.
На КС имеются устройства для забора воздуха, очистки его от пыли,
компрессоры и приводные двигатели, теплообменники, системы маслоснабжения и
вспомогательное оборудование для дополнительной обработки воздуха (очистка,
осушка, изменение давления, аккумуляция).
Нагрузкой на КС называют расход воздуха, необходимый пневмоприемникам с
учетом потерь. Суммарная производительность компрессоров:
Vk  Vn  q ,
(4.1)
где Vn – количество воздуха, полезно используемое потребителем;
q – потери воздуха при выработке, транспортировке и потреблении.
В зависимости от потребности в сжатом воздухе нагрузка на КС может быть:
– неполная:
V  0,5  V расч ,
(4.2)
где V расч – установленная производительность работающих компрессоров;
– средняя:
V  (0,5  0,75)  Vрасч ,
– максимальная:
24
(4.3)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
а) максимально длительная:
V  (0,75  1)  V расч ,
(4.4)
б) максимально возможная:
V  V расч .
(4.5)
Максимально возможная нагрузка имеет очень кратковременный характер
(менее 30 минут) и не является расчетной величиной. Для ее покрытия включают
всю установленную мощность, включая резервную.
В качестве расчетной величины используют значение максимально длительной
нагрузки.
Для определения нагрузок на КС используют два метода расчета:
 укрупненный, для потребителей технологического воздуха;
 расчетный, для потребителей силового воздуха.
Укрупненный метод определения нагрузок на КС
Применяется для крупных потребителей сжатого воздуха, работающих в
стабильном режиме.
Средняя годовая потребность в сжатом воздухе, м3/год:
Vгод    П ,
(4.6)
где  – удельный или нормативный расход воздуха на единицу продукции,
м3/ед.прод.;
П – количество выпускаемой продукции в год, ед.прод./год.
Часовая производительность, м3/час:
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Vчас  Vгод hчас ,
(4.7)
где hчас – число часов работы в год, час.
Минутная производительность, м3/мин:
Vмин 
Vчас
,
60
(4.8)
Максимальная производительность, м3/мин:
Vmax  Vмин  K max ,
(4.9)
где K max – коэффициент максимума, зависящий от типа производства;
в расчетах принимают K max  1,05  1,15 .
Расчетный метод определения нагрузок на КС
Применяется для предприятий с большим количеством мелких потребителей.
При этом на стадии проектирования необходимо иметь данные по типам и
количеству потребителей.
Все потребители разбиваются на две группы:
 пневмоинструменты (ПИ) – потребители, характеризующиеся
кратковременным режимом работы;
 пневмооборудование (ПО) - потребители, характеризующиеся
более длительным режимом работы;
4.3.1 Средняя нагрузка по ПИ
Средняя нагрузка по i-группе ПИ, м3/мин:
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
VсрiПИ  K спр  qi  n ,
(4.10)
где qi – паспортное потребление пневмоинструментов i-й группы, м3/мин;
n – число пневмоинструментов в группе, шт.;
K спр – коэффициент спроса:
K спр  K одн  K загр  K ут  K изн ,
(4.11)
где K одн – коэффициент одновременности, учитывающий
неодновременность включения в работу ПИ (прил.B);
K загр – коэффициент загрузки, учитывающий степень загрузки отдельных ПИ; в расчетах принимают K загр  0,85  0,95 ;
K ут – коэффициент утечек, учитывающий утечки в оборудовании;
в расчётах принимают K ут  1,15  1,20 ;
K изн – коэффициент износа, учитывающий степень износа оборудо-
вания; в расчетах принимают K изн  1,05  1,30 .
Средняя нагрузка всем ПИ, м3/мин:
VсрПИ  VсрiПИ .
(4.12)
4.3.2 Средняя нагрузка по ПО
Средняя нагрузка по i-группе ПО, м3/мин:
VсрiПО  K исп  Kизн  K ут  qi  n ,
27
(4.13)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где qi – паспортное
потребление
пневмооборудования
i-й
группы, м3/мин;
n – количество пневмооборудования в группе, шт.;
K исп –
коэффициент использования, учитывающий время использования
оборудования а весь рабочий период; в расчётах принимают K исп  0,45  0,85 ;
K изн – коэффициент износа, учитывающий степень износа оборудования
(см.п.3.3.1.); K ут – коэффициент утечек, учитывающий утечки в оборудовании (см.
п.3.3.1.).
Средняя нагрузка по всему ПО, м3/мин:
VсрПО  VсрiПО .
(4.14)
4.3.3 Средняя нагрузка на КС
Средняя нагрузка на компрессорную станцию определяется по формуле:
VсрКС  VсрПИ  VсрПО  Vпот ,
(4.15)
где Vпот – потери воздуха от утечек у подключенных, но не работающих
пневмоприемников, потери в трубопроводах. Принимаются равными от 15 до 30 %
от суммарной расчетной нагрузки всех пнемоприемников:
Vпот  (15  30)%(VсрПИ  VсрПО ) ,
При
работе
предприятия
возможно
односменное,
(4.16)
сезонное
или
кратковременное увеличение расхода воздуха за счет включения группы крупных
потребителей. Тогда расход воздуха:
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КС
Vmax
 K max  VсрКС ,
(4.17)
где K max – коэффициент максимума, учитывающий увеличение расхода воздуха
за счет включения группы крупных потребителей; в расчетах принимают
K max  1,20  1,50 .
На эту нагрузку ведется гидравлический расчет трубопроводов.
Выбор компрессоров производится по максимально длительной нагрузке:
КС
КС
Vmax
Д   max Д  Vmax ,
(4.18)
где  max Д – коэффициент, учитывающий вероятность несовпадения во времени
максимальных нагрузок; в расчетах принимают  max Д  0,85  0,95 (с увеличением
числа цехов коэффициент  max Д уменьшается).
Расчет нагрузок на КС сводится в таблицу.
4.4 Рекомендации по выбору компрессоров
Выбор типа, количества и производительности компрессоров производят на
основе:
1. Средней расчетной и максимально длительной нагрузке на компрессорную
станцию.
2. Требуемого давления сжатого воздуха у потребителей.
3. Принятого способа подачи сжатого воздуха пневмоприемникам. Если
пневмоприемники
подключены
производительность
длительной
компрессоров
нагрузке.
воздухосборников,
то
Если
к
сети,
должна
соответствовать
пневмоприемники
производительность
питающейся
питаются
должна
от
от
КС,
максимально
баллонов
соответствовать
расчетной нагрузке.
4. Сведений о типах и марках компрессоров, выпускаемых заводами.
29
то
или
средней
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При конечном давлении до 0,6 МПа
применяются
одноступенчатые
компрессоры, при большем давлении - многоступенчатые. Для экономии
электроэнергии и удобства эксплуатации установок в КС, работающей на один
трубопровод пневмосети, рекомендуется устанавливать компрессоры, имеющие
одинаковые конечные значения.
При необходимости эксплуатации пневмоприемников, требующих различного
давления, вопрос выбора компрессора решается в зависимости от количества
расходуемого
воздуха
того
или
иного
давления,
стоимости
прокладки
воздухопроводов.
При подборе компрессоров должны выполняться условия:
1. Общее количество компрессоров, устанавливаемых в машинном зале не
должно быть более 4-х. Предельное количество компрессоров может достигать
восьми, так как при этом сильно удлиняется здание станции и возникают неудобства
при их обслуживании.
2. Производительность
каждого
компрессора
в
отдельности
не
должна быть больше производительности резервного компрессора и должна
находиться в пределах допустимых границ регулирования.
3. Производительность компрессоров должна быть такой, чтобы он работал
во всех сменах с высоким коэффициентом полезного действия.
4. Для выработки сжатого воздуха можно использовать только воздушные
компрессоры.
5. Давление
патрубке,
а
воздуха
также
на
входе
создаваемое
в
компрессор,
компрессором
в
его
должно
всасывающем
соответствовать
паспортным данным и обеспечивать требуемое давление у потребителя.
6. Установленная
мощность
электродвигателя
должна
быть,
по
возможности, минимальной.
7. Габариты компрессорной установки должны быть минимальными.
8. Желательно,
чтобы
стоимость
эксплуатационных
1000 м3 вырабатываемого воздуха также была минимальной.
30
затрат
на
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.5 Гидравлический расчет системы воздухоснабжения
4.5.1 Общие положения
Исходя из необходимого количества сжатого воздуха и номинальных
давлений у потребителей, осуществляется предварительный подбор типа и марки
компрессоров.
Скорость воздуха в нагнетательном трубопроводе не должна превышать
10  15 м/с для центробежных компрессоров и поршневых компрессоров двойного
действия и не должна превышать 6 м/с для поршневых компрессоров простого
действия. Если длина трубопровода более 200 м, то допускается увеличение
скорости до 20 м/с.
Для расчета трубопровода межцеховой воздушной сети предварительно
выделяют расход воздуха по потребителям. Составляется схема сети, и находятся
длины расчетных участков. Затем расставляется арматура, и определяются расходы
воздуха на участках. Расчет производится для наиболее протяженной магистрали.
Магистрали кольцевой сети принимаются одного диаметра, который
определяется по расходу в одном направлении в размере 70 % от общего расхода
всех потребителей, охватываемых кольцом. Таким образом, основным недостатком
кольцевой сети является большая металлоемкость:
КС
V расп  0,7  Vmax
.
(4.19)
Для расчета коэффициента трения в качестве Vном используется:
Vном  V  m ,
где V – производительность компрессора, м3/мин;
m – количество компрессоров (без учета резерва).
При расчете диаметра трубопровода Vном  Vрасп .
31
(4.20)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.5.2 Порядок расчета
Задаемся
оптимальной
скоростью
воздуха
в
зависимости
от
типа компрессоров.
Определяется площадь сечения трубопровода, м2:
F
Vном
,
w
(4.21)
где Vном – номинальный расход воздуха, рассчитанный на номинальное давление
у потребителя, м3/мин.
Определяется внутренний диаметр трубопровода, м:
d
4F
.

(4.22)
Внутренний диаметр трубопровода округляется до стандартного.
Уточняется скорость воздуха, м/с:
w
Vном
.
F
(4.23)
Определяем суммарную эквивалентную длину местных сопротивлений, м:
lэкв   ln ,
где l n – эквивалентная длина i-го местного сопротивления, м.
Коэффициент трения:
32
(4.24)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

0,142
,
1,274  Vном
lg(
)
k 
(4.25)
где k – абсолютная шероховатость труб; для стальных труб k  0,0001 ;
 – кинематическая вязкость воздуха при температуре нагнетания, м2/с.
Потери напора на трение и местные сопротивления, м:
hтр  hтрi  
i  (li  lэквi ) 2
 wi ,
2  g  di
(4.26)
где li – длина i-гo участка, м;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
Потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее
протяженной ветви, Па:
Pтр  hтр   ном  g ,
(4.27)
где pном – плотность воздуха, кг/м3:
 ном 
P
,
TR
(4.28)
 – молярная масса воздуха, кг/кмоль;
R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмольК).
Располагаемое давление воздуха на КС, Па:
Pрасп  Pвс  Pтр  Pизб  Pн ,
33
(4.29)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где Pвс – потери давления на трение и сопротивление в трубопроводе КС,
принимаются равными 3  5 кПа;
Pтр – потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее
протяженной ветви трубопровода КС, Па;
Pизб – избыточное или резервное давление принимается равным 0,5 кПа;
Pн - номинальное давление воздуха у потребителя, Па.
Если располагаемое давление воздуха на КС Pрасп в результате расчета
получилось меньше, чем давление на нагнетании Pкомпр , создаваемое компрессором, то
предварительно выбранные тип и марка компрессоров подходят.
Если сеть тупиковая, то первые семь пунктов расчета выполняются для
каждого участка сети в отдельности (см. пример 2).
Иногда у пневмоприемников на ответвлениях сети возможно превышение
давления над номинальным. Избыток давления может быть сработан на
увеличенном гидравлическом сопротивлении ответвления за счет уменьшения
диаметра труб. Если уменьшенного диаметра недостаточно для срабатывания
избыточного давления, то устанавливают диафрагмы.
4.6 Определение диаметров всасывающих патрубков
4.6.1 Основные требования
Определение диаметров всасывающих патрубков производится исходя из
условий:
- потери должны быть не более 30  50 мм в.ст;
- скорость воздуха должна быть не более 10  12 м/с для центробежных и
поршневых компрессоров двойного действия;
- длина трубопровода должна быть менее 10 м;
- радиусы скруглений должны быть более 3D.
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.6.2 Порядок расчета
Задаемся
оптимальной
скоростью
воздуха
в
зависимости
от типа компрессоров.
Определяется площадь сечения трубопровода, м2:
F
V
,
w
(4.30)
где V – производительность компрессора, м3/с;
w – скорость воздуха, м/с.
После этого определяется внутренний диаметр трубопровода, м:
d
4F
.

(4.31)
Внутренний диаметр трубопровода округляется до стандартного.
Уточняется скорость воздуха, м/с:
w
V 4V

.
F d 2
(4.32)
Коэффициент трения:

0,142
,
1,274  Vном
lg(
)
k 
где k – абсолютная шероховатость труб; для стальных труб k  0,0001 ;
 – кинематическая вязкость воздуха при температуре нагнетания, м2/с.
Эквивалентная длина местных сопротивлений, м:
35
(4.33)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
lэкв   м .с 
d
,

(4.34)
где  м.с – сумма коэффициентов местных сопротивлений; для
плавного отвода круглого сечения:
  A B,
(4.35)
где A, B – коэффициенты.
Потери напора на трение и местные сопротивления, м:
hтр  hтрi  
i  (li  lэквi ) 2
 wi ,
2  g  di
(4.36)
где li – длина i-гo участка, м;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
4.7 Расход воды на охлаждение воздуха в промежуточном охладителе (ПО)
и концевом охладителе (КО)
4.7.1 Определение расчетных параметров воздуха
Тепловой расчет компрессорной установки (КУ) производится для трех
наиболее характерных температурных режимов зимнего, летнего и среднего.
Для среднего режима можно принять температуру воздуха, равную 15 °С.
Расчетная минимальная температура наружного воздуха принимается из условий ее
стояния в течение 200 - 300 ч/год. Расчетная максимальная температура принимается
по максимальной температуре окружающего воздуха в заданной местности.
С учетом принятой схемы водоснабжения (прямоточная, оборотная) и типа
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
водоохлаждающего устройства определяется температура охлаждающей воды на
входе в воздухоохладители. Подогрев воды в охладителях воздуха обычно выбирают
от 5 до 10°С. Затем задаются температурами воздуха на выходе из охладителей и с
помощью балансовых уравнений определяют расходы охлаждающей воды на каждый
охладитель и на установку в целом. В среднем удельный расход воды на охлаждение
воздуха составляет в поршневых компрессорах 4 - 8 л/м3, в турбокомпрессорах - от 6
до 12 л/м3.
В первую очередь необходимо составить расчетную схему системы охлаждения
(рисунок 3.1.).
Рисунок 3.1 - Расчётная схема охлаждения
Определяется массовый расход воздуха, кг/с.
G
PV
,
RT
(4.37)
где P – давление на всасывании, Па;
V – производительность компрессора, м3/с;
T  293 K (в каталоге производительность указана при 20 °С).
Определяется степень повышения давления:
1  0,95
Pк
,
Pн
37
(4.38)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где Pк – давление воздуха на нагнетании (конечное), Па;
Pн – давление воздуха на всасывании (начальное), Па.
Определяется давление после первой ступени, Па:
P1   1  Pн .
(4.39)
Для адиабатного процесса соотношение параметров:
T2
P k 1
( 2) k ,
T1
P1
(4.40)
где k – показатель адиабаты для воздуха.
Определяется температура воздуха после первой ступени, К:
P1 kk1
T1  Tн ( ) ,
Pн
(4.41)
где Tн – температура воздуха на входе в первую ступень; принимается
равной 303 К;
P1 – давление воздуха после первой ступени, Па;
Pн - давление воздуха на входе в первую ступень, Па.
Определяется температура воздуха после второй ступени, К:
Tк  T2 (
Pк kk1
) ,
P1
где T2 – температура после ПО, К; принимается на 5 C выше, чем Tн ;
Pк – давление воздуха на выходе из второй ступени, Па.
38
(4.42)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.7.2 Расчёт расхода воды на ПО
Составляем уравнение теплового баланса:
  tохл
 ),
Gв  cв (T1  T2 )  Gводы  cводы (tокл
(4.43)
где Gв – расход воздуха, кг/с; c в – теплоемкость воздуха (приложение В),
Дж/(кг·К); определяется по средней температуре:
Tср.в 
T1  T2
,
2
(4.44)
 – кпд ТОА; принимается равным 95%;
Gводы – расход воды на охлаждение воздуха в ПО, кг/с;
c воды – теплоемкость воды (приложение B), Дж/(кг·К); определяется
по средней температуре воды:
Tср.воды 
  tохл

tохл
,
2
(4.45)
 – температура охлаждающей воды на входе в ПО; принимается
где t охл
равной 25 C;
 – температура охлаждающей воды на выходе из ПО; принимается на
t охл
 .
15 C выше, чем t охл
Определяется расход воды на охлаждение воздуха в ПО:
Gводы 
Gв  cв (T1  T2)
,
  tохл
 )
cводы (tохл
39
(4.46)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.7.3 Расчет расхода воды на КО
Составляется уравнение теплового баланса:
  tохл
 ),
Gв  cв (Tк  T3 )  Gводы  cводы (tохл
(4.47)
где Gв – расход воздуха, кг/с;
c в – теплоемкость воздуха (приложение B), Дж/(кг К); определяется
по средней температуре:
Tср.в 
T3  Tк
,
2
(4.48)
T3 – температура воздуха после КО; принимается равной 313 К;
 – кпд ТОА; принимается равным 95%;
Gводы – расход воды на охлаждение воздуха в КО, кг/с;
c воды – теплоемкость воды (приложение B), Дж/(кг-К); определяется по средней
температуре воды:
Tср.воды 
  tохл

tохл
,
2
(4.49)
 – температура охлаждающей воды на входе в КО; принимается равной
где t охл
25 C;
 – температура охлаждающей воды на выходе из КО; принимается на
t охл
 .
15 C выше, чем t охл
Определяется расход воды на охлаждение воздуха в КО:
Gводы 
Gв  cв (Tк  T3 )
,
  tохл
 )
cводы (tохл
40
(4.50)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.8 Определение расхода электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха
Определяется потребляемая (необходимая) мощность, Вт:
k


k 1
 Pк 
k

N V
 Pн     1 ,
 Pн 

k 1


(4.51)
где V – производительность компрессора, м3/с;
k – показатель адиабаты;
Pн – давление на всасывании, Па;
Pк – давление на нагнетании, Па.
Расход электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха, кВт-ч:
A
N 
,
3600
(4.52)
где  – время работы компрессора на сжатие 1000 м3 воздуха, с:

1000
.
V
(4.53)
4.9 Механический расчет
В механическом расчёте определяется предельная толщина стенки труб и
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
допустимый пролёт между опорами при надземной прокладке.
Толщина стенок стальных труб должна быть не менее предельной или
допустимой:
Д 
PDн
C,
200   доп  
(4.54)
где P – расчетное давление в трубопроводе, Па;
Dн – наружный диаметр трубы, мм;
 доп – допустимое напряжение на растяжение, Па;
 – коэффициент прочности сварного шва;
– для бесшовных труб   1,0 ;
– для труб, свариваемых автоматической или ручной электросваркой
  0,85 ;
– для газовой сварки   0,70 .
C – прибавка, учитывающая минусовой допуск толщины стенки трубы и
возможное уменьшение толщины стенки при изгибе:
C  (0,15  0,20) , но C  0,5 мм .
(4.55)
Конструкция опор для трубопровода зависит от расположения труб. В
непроходных каналах и других малодоступных местах при отсутствии поперечного
перемещения применяются скользящие опоры. При прокладке трубопровода под
перекрытиями и площадками и возможности продольного и поперечного
перемещения применяют подвесные опоры. В точках жесткого крепления
трубопроводов, когда необходимо воспринять осевое усилие и обеспечить
деформацию
трубы
в
сторону
компенсирующего
устройства
применяют
неподвижные опоры.
Расстояние между опорами трубопровода при стационарном потоке газа
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
определяется по величине максимально допустимого прогиба многоопорной балки:
nD P  W

l   доп  н   ,
4  a

(4.56)
где  доп – допустимое напряжение на растяжение, Па;
n  1,2 – коэффициент нагрузки рабочего давления в трубопроводе;
Dн – наружный диаметр трубопровода, мм;
P – рабочее давление в трубопроводе, Па,
 – толщина стенки трубы, мм;
W – момент сопротивления (экваториальный), м3;
a – нагрузочный коэффициент, определяемый в зависимости от метода
монтажа труб, Н/м:
– при монтаже плетьми трубы свариваются на земле в плети, значительно
превышающие по длине расстояние между опорами, и укладываются на них
кранами:
a  a1 (qтр n1  qиз n2  qпр n3  qлед n4 ) ;
(4.57)
– при разрезном монтаже трубопровод монтируется отдельными секциями,
равными по длине расстояниями между опорами (соединение труб на опорах):
a  a2 qтр n2  a3 ( qиз n2  qпр n3  q лед n4 ) ;
a  a4 (qиз n2  qпр n3  qлед n4 ) ;
и выбирается большее из полученных значений;
где – a1 , a2 , a3 , a4 – коэффициенты, зависящие от вида монтажа и равные,
43
(4.58)
(4.59)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
соответственно,: a1  8,3; a2  12,5; a3  4,17; a4  8,33;
n1 , n2 , n3 , n4 коэффициенты перегрузки, равные, соответственно:
n1  1,1; n2  n3  1,2; n4  1,3;
qтр – вес погонного метра трубы, Н/м;
qиз – вес изоляции, Н/м; при расчете принять q из  0 ;
q лед – обледенения на одном метре трубы, Н/м; при расчёте принять q лед  0 ;
qпр – вес транспортируемого продукта в единице длины трубы:
d вн2
qпр  
g,
4
(4.60)
где  – плотность воздуха при рабочем давлении в трубопроводе, кг/м3;
d вн – внутренний диаметр трубопровода, м;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
Как правило, расстояние между опорами получается 3  7 м.
Допустимые крайние пролеты принимаются в размере 80 % от величины
среднего пролета.
Если отношение ( Dн )  0,007 , то трубу, уложенную на опору, необходимо
проверить на устойчивость.
Для обеспечения устойчивости круговой формы поперечного сечения должно
соблюдаться условие:

lр
a
,
500 Dн
где l р – длина среднего пролёта.
44
(4.61)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.10 Пример выполнения расчета
4.10.1 Расчетная схема системы воздухоснабжения
Рисунок 3.2 - Схема системы воздухоснабжения цехов
и воздухоразделительной установки (ВРУ)
Выбор кольцевой сети обусловлен ее надежностью по сравнению с тупиковой,
хотя ее основным недостатком является большой расход материала на трубопровод.
4.10.2 Расчетные нагрузки на КС
Разделим все пневмоприемники по цехам на пневмооборудование и
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
пневмоинструменты
и
составим
таблицу
расчета
расхода
пневмоприемниками КС (Таблица3.1 ).
Общий максимальный расход воздуха на КС:
КС
Vmax
 Vmax  177,25  254,27  64,57  469,09 м3/мин.
46
воздуха
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
одновременности,
Кодн
3
4
5
6
50
0,6
–
0,5
ЭЛ-059
2
0,3
–
МН-10
7
0,5
Трамбовки
1
Обдувочные сопла: D = 4 мм
рубильные:
D = 6 мм
ПО: Вибраторы
20,18 –
–
–
–
0,73
–
–
–
1,15
–
3,30
–
–
–
1,3 0,9
1,15
–
1,21
–
–
–
0,51
1,3 0,9
1,15
–
30,88 –
–
–
–
0,7
1,3 0,9
1,15
–
28,26 –
–
–
0,65
–
1,3 –
1,15
4,28
–
–
–
9
10
1,3 0,9
1,15
–
0,9
1,3 0,9
1,15
–
0,7
1,3 0,9
1
–
0,9
45
1
–
10
3
2
2,2
утечек, Кут
износа, Кизн
загрузки, Кзагр
8
7
общий Vn, м3,/мин
13
пневмоинструмен
та
47
Литейный цех
ПИ: Молотки
РМ-3
12
пневмооборудова
ния
1
Максимальный
расход воздуха Vmax,
м3,/мин*
использование
оборудования,
Кисп
2
Наименование потребителя
сжатого воздуха
Средний расход
Коэффициент,
учитывающий
потребление воздуха
Номинальный
расход воздуха при
непрерывной работе,
м3/мин.
Коэффициент
Количество
однотипных
пневмоприёмников
Таблица 4.1 - Расчёт расхода воздуха пневмоприёмниками КС
11
–
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы 4.1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Воздухоструйные аппараты
4
2,2
0,65
–
1,
3
–
1,15
8,55
–
–
–
–
97,
4
1,4
177,3
37,67
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
140
1,4
254,3
ИТОГО:
48
Кузнечный цех
ПИ: Сопла для обдувки
10
штампов
ПО:Воздушные
5
штамповочные молоты (1 т)
Мазутные форсунки: В = 30
40
кг/ч.
ИТОГО:
Механический цех
ПИ: Сверлильные машины:
7
РС-8
4
–
0,7
17
0,65
–
0,5
0,65
–
1,
3
1,
3
1,
3
0,9
1,15
–
1,15
–
1,15
–
82,6
0
19,4
4
0,5
–
0,7
1,
3
0,9
1,15
–
3,30
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Шлифовальные машины РЧ52-70
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Винтозавёртывающие
машины И-96
Пистолетыкраскораспыливатели
8
2,8
–
0,7
0,9
1,15
–
21,10
–
–
–
7
0,8
–
0,7
1,
3
1,
3
0,9
1,15
–
5,27
–
–
–
СМ-5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы 4.1
1
Машины для резки металлов
РПГ
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3
1,6
–
0,9
1,
3
0,9
1,15
–
5,81
–
–
–
35,5
1,4
64,57
ИТОГО
ВРУ: Ак-7П
3
240
* – максимальный расход воздуха с учетом потерь воздуха от утечек в трубопроводах, которые принимаются равными 30%
от общего расхода воздуха.
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Выбор компрессоров производится по максимально длительной нагрузке:
КС
КС
Vmax
  max д  Vmax
,
д
где  max д – коэффициент, учитывающий вероятность несовпадения
во времени максимальных нагрузок;
КС
Vmax
 0,95  496,09  471,29 м3/мин
д
Расход воздуха на ВРУ:
Vmax  (Vчас / 60)  К max  n ,
где Vчас – часовая производительность, мэ/ч;
К max – коэффициент максимума, зависящий от типа производства;
n – количество ВРУ, шт.;
Vmax  (14400 / 60)  1,05  3  756 м3/мин
4.10.3 Подбор компрессоров и гидравлический расчет системы
Располагаемое давление воздуха на КС:
Pрасп  Pвс  Pтр  Pизб  Pн ,
где Pвс – потери давления на трение и в местных сопротивлениях, Па;
Pтр – потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
протяженной ветви трубопровода КС, Па;
Pизб – избыточное или резервное давление, Па;
Pн – номинальное давление воздуха у потребителя, Па.
Расчетный
кольцевой
расход
сети
воздуха
принимаются
для
одного
кольцевой
диаметра,
сети.
Магистрали
который
определяется
по расходу в одном направлении в размере 70 % от общего расхода
всех потребителей, охватываемых кольцом:
КС
Pрасп  0,7  Vmax
 0,7  496,09  347,263 м 3 / мин  5,79 м 3 / с .
По
каталогу
(прил.
15…21)
и
по
номинальному
давлению
у
потребителя подбираем тип и марку компрессора:
для кольцевой сети: центробежный компрессор марки ЦК-135/8 с
характеристиками: V=135 м3/мин, Pвс=0,1 МПа, Pнагн=0,78 МПа, Nдв=1000 кВт;
для ВРУ: турбокомпрессор марки К-250-61-5 с характеристиками:
V=255 м3/мин, Pвс=0,0981 МПа, Pнагн=0,882 МПа, Nдв=1470 кВт;
Для обеспечения всех потребителей кольцевой сети необходимым количеством
воздуха предварительно устанавливаем 4 компрессора марки ЦК-135/8, один из
которых резервный.
Для обеспечения ВРУ необходимым количеством воздуха предварительно
устанавливаем 4 компрессора марки К-250-61-5, один из которых резервный.
Потери напора на трение и местные сопротивления:
hтр  hтрi  
i  (li  lэквi ) 2
 wi ,
2  g  di
где i – коэффициент трения на i -м участке;
li – длина i-ro участка, м;
l эквi – эквивалентная длина местных сопротивлений i-гo участка, м;
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
g – ускорение свободного падения, м/с2;
d i – внутренний диаметр трубопровода i-гo участка, м;
wi – скорость воздуха на i-м участке, м/с.
Коэффициент трения:

0,142
,
 1,274  Vном 
lg

 k 

где Vном – номинальный расход воздуха, рассчитанный на номинальное давление
у потребителя, м3/мин;
k – абсолютная шероховатость труб, для стальных труб k=0,0001;
 – кинематическая вязкость воздуха при температуре нагнетания Т2, м2/с
Для расчета коэффициента трения в качестве Vном используем:
Vном  V  m ,
где V – производительность компрессора, м3/мин;
m – количество компрессоров (без учета резерва).
В расчете диаметра трубопровода Vном = Vрасп.
Пересчет Vном на давление потребителя (считая воздух идеальным газом):
P1  Vном1 P2  Vном 2

, откуда
T1
T2
Vном 2 
P1 T2
  Vном1 ,
P2 T1
где P1 – давление на всасывании;
P2 – давление на нагнетании;
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
T1 =303 K – температура на всасывании ( T1 = 293 К температура, при которой заданы характеристики компрессоров в каталоге);
T1 =303 K – температура на нагнетании.
Для кольцевой сети:
Vном 2 
10 5
313

 5,79  0,770 м3/с;
5
7,8  10 303
Vном 2 
10 5
313

 3  0,924 м3/с;
5
7,8  10 303
Следовательно,

0,142
 0,0161 .
 1,274  0,924

lg 

6
 0,0001  16,96  10 
Площадь сечения трубопровода:
Скорость воздуха в нагнетательном трубопроводе не должна превышать 10-15
м/с для центробежных и поршневых компрессоров двойного действия. Примем
w=12 м/с, тогда
F
Vизм 2 0,770

 0,0642 м2.
w
12
Внутренний диаметр трубопровода
d
4F
4  0,0642

 0,286 м.

3,14
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
По стандарту (Приложение В) d = 0,309 м.
Уточняем скорость воздуха:
w
Vном 2 4Vном 2
4  0,77


 10,27 м/с.
2
F
d
3,14  0,309 2
Определяем суммарную эквивалентную длину местных сопротивлений:
lэкв  lэi , где lэi – эквивалентная длина i-ro местного сопротивления, м.
Эквивалентные длины местных сопротивлений (Приложение В):
– 1 задвижка: l э  5,4 м;
– 3 поворота на 90: l э  12,63  3  37,89 м.
Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений:
l экв  5, 4  37,89  43,29 м.
Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления ведется для наиболее
протяженного участка трубопровода:
hтр 
0,0161  (200  760  240  100  50  600  40  43,29)
 10,27 2  639,5 м.
2  9,81  0,309
Потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее протяженной
ветви:
Pтр  hтр   ном  g ,
где  ном – плотность воздуха:
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
 ном 
P
,
RT
где  – молярная масса воздуха, кг/кмоль;
R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмольК);
 ном
0.78  106  29  10 3

кг/м3;
313  8,314
Pтр  639,5  8,69  9,81  54516,67 Па.
Следовательно:
Pрасп  5  10 3  54516,67  500  6,7  10 5  730016,67 Па.
Pрасп  Pкомпр  7,8  105 Па.
Аналогично ведётся расчёт для ВРУ.
Примем
w=12
м/с.
Номинальный
расход
воздуха,
рассчитанный
на
номинальное давление у потребителя:
Vном  Vmax  1, 2 (с учётом 20 %-го запаса).
Пересчёт
Vmax
на
давление
потребителя
идеальным газом):
105
313 756
Vmax 2 


 1,476 м3/с;
5
8,82 10 303 60
56
(считая
воздух
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Vном 2 
105 313 255

 3  1,544 м3/с.
5
8,82  10 293 60
Тогда площадь сечения трубопровода:
F
Vmax 2  1,2 1,476  1,2

 0,1476 м2.
w
12
Внутренний диаметр трубопровода:
d
4F
4  0,1476

 0,434 м.

3,14
По стандарту (Приложение В) d = 0,458 м.
Уточняем скорость воздуха:
w
Определяем
Vmax 2  1,2 4Vmax 2  1,2 4  1,476  1,2


 10,76 м/с
F
d 2
3,14  0,4582
суммарную
эквивалентную
длину
местных
сопротивлений: lэкв  lэi , где lэi – эквивалентная длина i-гo местного сопротивления,
м.
Эквивалентные длины местных сопротивлений (Приложения 8):
– 1 задвижка: l э  5,91 м;
Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений:
l экв  5,91 м.
Коэффициент трения:
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

0,142
 0,0157 .
 1,274  1,544

lg 

6
 0,0001  16,96 10 
Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления:
hтр 
0,0157  (500  5,91)
 10,762  102,34 м.
2  9,81  0,458
Потери давления на трение и местные сопротивления в наиболее протяженной
ветви:
Pтр  hтр   ном  g ,
где  ном – плотность воздуха на нагнетании:
 ном 
P
,
RT
где T – температура на нагнетании, К;
 ном 
0,882  10 6  29  10 3
 9,83 кг/м3;
313  8,314
Pтр  102,37  9,83  9,81  9868,88 Па.
Следовательно:
Pрасп  5  10 3  9868,88  500  5,1  10 5  525368,88 Па.
Pрасп  Pкомпр  8,82  10 5 Па.
58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.10.4 Определение диаметров всасывающих патрубков
Определение диаметров всасывающих патрубков производится с учетом
требований, изложенных в п. 3.6.1.
Для компрессоров, работающих на кольцевую сеть:
Задаемся скоростью воздуха w = 12 м/с.
Площадь сечения трубопровода:
F
V
,
w
где V – производительность компрессора, м3/с;
F
135
 0,1875 м2.
60  12
Внутренний диаметр трубопровода:
d
4F
4  0,1875

 0,489 м.

3,14
По стандарту (Приложение В) d = 0,511 м.
Уточняем скорость воздуха:
w
V 4V
4  135
 2 
 10,98 м/с.
F d
3,14  60  0,5112
Коэффициент трения:

0,142
 0,0153 .
1,274  135


lg 

6
 0,0001  16,00  10  60 
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Эквивалентная длина местных сопротивлений:
lэкв   м.с.
d
,

где  м .с. – сумма коэффициентов местных сопротивлений; для плавного
отвода круглого сечения:
  A B,
где A и B – коэффициенты (Приложение В);
  1  0,11  0,11
l экв  0,11 
0,511
 3,67 м.
0,0153
Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления:
hтр 
0,0153  (9  3,67)
 10,98 2  2,33 м >50 мм.
2  9,81  0,511
Следовательно, необходимо уменьшить скорость воздуха.
Пусть скорость воздуха w = 2 м/с.
Тогда площадь сечения трубопровода:
F
V 135

 1,125 м2.
w 60  2
Внутренний диаметр трубопровода:
60
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
d
4F
4  1,125

 1,197 м.

3,14
По стандарту (Приложение В) d = 1,200 м.
Уточняем скорость воздуха:
w
V 4V
4  135
 2
 1,99 м/с.
F d
3,14  60  1,200 2
Эквивалентная длина местных сопротивлений:
l экв  0,11 
1,200
 8,63 м.
0,0153
Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления:
hтр 
0,0153  (9  8,63)
 1,99 2  0,045 м <50 мм.
2  9,81  1,200
Таким образом, внутренний диаметр всасывающего патрубка равен 1200 мм.
Расчёт для ВРУ:
Пусть скорость воздуха w = 12 м/с.
Тогда площадь сечения трубопровода:
F
V
255

 0,354 м2.
w 60  12
Внутренний диаметр трубопровода:
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
d
4F
4  0,354

 0,672 м.

3,14
По стандарту (Приложение В) d = 0,702 м.
Уточняем скорость воздуха:
w
V 4V
4  255
 2 
 10,99 м/с.
F d
3,14  60  0,702 2
Коэффициент трения:

0,142
 0,0149 .
1,274  255


lg

6
 0,0001  16,00  10  60 
Эквивалентная длина местных сопротивлений:
lэкв   м.с.
d
,

где  м .с. – сумма коэффициентов местных сопротивлений; для плавного
отвода круглого сечения:
  A B,
где A и B – коэффициенты (Приложение В);
  1  0,11  0,11
l экв  0,11 
0,702
 5,18 м.
0,0149
62
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления:
hтр 
0,0149  (9  5,18)
 10,99 2  1,85 м >50 мм.
2  9,81  0,702
Следовательно, необходимо уменьшить скорость воздуха.
Пусть скорость воздуха w = 2 м/с.
Тогда площадь сечения трубопровода:
F
V
255

 2,125 м2.
w 60  2
Внутренний диаметр трубопровода:
d
4F
4  2,125

 1,645 м.

3,14
По стандарту (Приложение В) d = 1,698 м.
Уточняем скорость воздуха:
w
V 4V
4  255
 2 
 1,88 м/с.
F d
3,14  60  1,698 2
Эквивалентная длина местных сопротивлений:
l экв  0,11 
1,698
 12,54 м.
0,0149
Расчет потерь напора на трение и местные сопротивления:
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
hтр 
0,0149  (9  12,54)
 1,88 2  0,034 м <50 мм.
2  9,81  1,698
Таким образом, внутренний диаметр всасывающего патрубка равен 1698 мм.
4.10.5 Расход воды на охлаждение воздуха
С учетом приведенных в теоретическом разделе рекомендаций составим
расчетную схему системы охлаждения только на среднюю температуру (Рисунок
3.3).
Рисунок 3.3 - Расчётная схема системы охлаждения для примера:
T1  303 К – температура воздуха на входе в первую ступень;
T2  308 К – температура воздуха на входе во вторую ступень;
T1,2 – температура воздуха на выходе из ступени, К;
 , tохл
 – температура охлаждающей воды на входе и выходе, °С;
tохл
  25 °С; t охл
  t охл
  10  15 °С;
tохл
Для силовых пневмоприемников, подключенных к кольцевой сети:
1) Расход воздуха
G
64
PV
,
RT
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где P – давление на всасывании, Па;
V – производительность компрессора, м3/с;
T=T1=293 К (см. п. 3);
135
 29  10 3
60
 2,68 кг/с.
8,314  293
0,1  10 6 
G
2) Степень повышения давления
1  0,95
Pк
0,78
 0,95
 2,65
Pн
0,1
Следовательно, P1  2,65  0,1  0, 265 МПа.
3) Расчетные температуры из соотношений параметров в адиабатном процессе:
k 1
T2  P2  k
  ,
T1  P1 
где k=1,4 – показатель адиабаты для воздуха.
Тогда:
k 1
k
P
T1  T1 2
 Pн



P
T2  T2  2
 P1



k 1
k
 0,265 
(273  30 )  

 0,1 
1, 4 1
1, 4
 0,78 
(273  35)  

 0,265 
4) Расчет расхода воды на ПО:
65
 400 ,29 K  127 ,29
1, 4 1
1, 4
 419 ,28 K  146 ,28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Уравнение теплового баланса:
  tохл
 );
Gв  cв (T1 T2)  Gводы  cводы (tохл
где  – кпд ТОА; принимаем   0,95 ;
c в – теплоемкость воздуха (Приложение В);
cв  1,05 кДж/(кгК) – при t ср 
t1  t 2 127,29  35

 81,15
2
2
c воды – теплоемкость воды (Приложение В);
c воды  4,188 кДж/(кгК) – при t ср 
Gводы
  t охл

t охл
40  25

 32,5
2
2
Gв  cв (T1 T2) 2,68  1,05  103 ( 400,29  308)  0,95


 3,93 кг/с.
  tохл
 )
cводы (tохл
4,118  (313  298)
5) Расчет расхода воды на КО:
Уравнение теплового баланса:
  tохл
 );
Gв  cв (T2 T )  Gводы  cводы (tохл
где c в – теплоемкость воздуха (Приложение В);
cв  1,06 кДж/(кгК) – при t ср 
t 2  t 146,28  40

 93,14
2
2
c воды – теплоемкость воды (Приложение В);
66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
c воды  4,188 кДж/(кгК) – при t ср 
  t охл

t охл
40  25

 32,5
2
2
Gв  cв (T1 T ) 2,68  1,06  103 (419,28  313)  0,95
Gводы 

 4,57 кг/с.
  tохл
 )
cводы (tохл
4,118  (313  298)
Для ВРУ, снабжающейся сжатым воздухом по радиальной линии:
1) Расход воздуха
G
PV
,
RT
где T=T′1=293 К (см. п. 3);
225
 29  10 3
60
 5,06 кг/с.
8,314  293
0,1  10 6 
G
2) Степень повышения давления
1  0,95
Pк
0,882
 0,95
 2,82 .
Pн
0,1
Следовательно, P1  2,82  0,1  0, 282 МПа.
3) Расчетные температуры из соотношения параметров в адиабатном процессе:
k 1
T2  P2  k
  ,
T1  P1 
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
где k=1,4 – показатель адиабаты для воздуха.
Тогда:
P 
T1 T1 1 
 Pн 
k 1
k
 0,282 
 (273  30)  

 0,1 
P 
T2  T2 2 
 P1 
k 1
k
 0,882 
(273  35)  

 0,282 
1, 4 1
1, 4
 407,46 K  134,46
1, 4 1
1, 4
.
 426,62 K  153,628
4) Расчет расхода воды на ПО:
Уравнение теплового баланса:
  tохл
 );
Gв  cв (T1 T2)  Gводы  cводы (tохл
cв  1,05 кДж/(кгК) – при tср 
t1  t2 134,46  35

 84,73 C
2
2
c воды – теплоемкость воды (Приложение В);
c воды  4,188 кДж/(кгК) – при t ср 
Gводы 
  t охл

t охл
40  25

 32,5
2
2
Gв  cв (T1 T2) 5,06 1,05 103 (407,46  308)  0,95

 8,00 кг/с.
  t охл
 )
cводы (t охл
4,188  (313  298)
5) Расчет расхода воды на КО:
Уравнение теплового баланса:
  tохл
 );
Gв  cв (T2 T )  Gводы  cводы (tохл
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
cв  1,056 кДж/(кгК) – при t ср 
t1  t 153,62  40

 96,81
2
2
c воды  4,188 кДж/(кгК) – при t ср 
Gводы 
  t охл

t охл
40  25

 32,5
2
2
Gв  cв (T2  T ) 5,06 1,056 103 (426,62  313)  0,95

 9,18 кг/с.
  t охл
 )
cводы (t охл
4,188  (313  298)
4.10.6 Определение расхода электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха
Для кольцевой сети
1) Потребляемая (необходимая) мощность
k 1


k


k 1
P
1
N V 
 P0     1 ,
 P0 

k


где V – производительность компрессора, м3/с;
1, 41


135 1,4  1
 0,78  1, 4
6

N

 0,1 10  
  1  628,73  103 Вт.
60 1,4
 0,1 



2) Расход электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха:
A
N 
,
3600
где  – время работы компрессора на сжатие 1000 м3 воздуха, с:  
69
1000
.
V
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
A
628,73  1000
 77,62 кВтч.
135
 3600
60
Для ВРУ:
1) Потребляемая (необходимая) мощность
1, 4 1


1, 4
255 1,4  1
0
,
882


6
N

 0,1  10  
 1  1283,2  103 Вт.

60 1,4
 0,1 



2) Расход электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха:
A
1283,2  1000
 83,87 кВтч.
255
 3600
60
4.10.7 Механический расчёт
Расчет допустимой толщины стенок труб
Для кольцевой сети (сталь 15ГС):
0,78  10 6  325
Д 
 8  0,2  1,608 мм.
200  179,31  10 6  0,85
Для ВРУ (сталь 15ГС):
0,82  10 6  476
Д 
 7  0,2  1,414 мм.
200  179,31  10 6  0,85
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Расчет допустимого пролета между опорами
Для кольцевой сети:
1) Наружный диаметр трубопровода Dн = 325 мм.
2) Внутренний диаметр трубопровода dвн = 309 мм.
3) Монтаж труб осуществляется плетьми:
– вес погонного метра трубы qтр = 62,59,8 = 686 Н/м;
– вес изоляции qиз = 0 Н/м.
4) Плотность воздуха при рабочем давлении в трубопроводе:
0,78  106  29 103

 8,69 кг/м3.
8,314  (273  40)
5) Вес транспортируемого продукта в единице длины трубы:
3,14  0,309 2
q пр  8,69
 9,81  6,38 Н/м.
4
6) Нагрузочный коэффициент
a  8,3  (686  1,1  0  1,2  6,38 1,2  0  1,3)  6326,72 Н/м.
7) Допустимый пролет между опорами трубопровода:
1,2  0,78  106  325  616  10 6

6
l  179,31 10 
 4,07 м.

48

 6326,72
Для ВРУ:
1) Наружный диаметр трубопровода Dн = 476 мм.
2) Внутренний диаметр трубопровода dвн = 458 мм.
3) Монтаж труб осуществляется плетьми:
– вес погонного метра трубы qтр = 103,69,8 = 1015,28 Н/м;
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
– вес изоляции qиз = 0 Н/м.
4) Плотность воздуха при рабочем давлении в трубопроводе:
0,882  106  29  103

 9,83 кг/м3.
8,314  (273  40)
5) Вес транспортируемого продукта в единице длины трубы:
q пр  9,83
3,14  0,158 2
 9,81  15,88 Н/м.
4
6) Нагрузочный коэффициент
a  8,3  (1015,28  1,1  0  1,2  15,88  1,2  0  1,3)  9427,67 Н/м.
7) Допустимый пролет между опорами трубопровода:
1,2  0,882  10 6  476  1526  10 6

6
l  179,31  10 
 5,17 м.

49

 9427,672
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Список использованных источников
1 Кумиров, Б.А. Расчет системы снабжения предприятий сжатым воздухом:
учеб. пособие/Б.А. Кумиров, Р.Н. Валиев.- Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2003. 100 с.
2 Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник / под общ.
ред. чл.-корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. – 3-е изд., перераб. и доп. –
М.: Издателство МЭИ, 2004. – 632 с.
3 Портнов В.В. Воздухоснабжение промышленного предприятия: учеб.
пособие/ В.В. Портнов. Воронеж: ГОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет», 2007. – 228с.
4 Парамонов А. М., Стариков А. П. Системы воздухоснабжения предприятий:
Учебное пособие. /СПб.: Издательство «Лань», 2011. — 160 с.
5 Воронецкий А. В. Современные компрессорные станции: справочное
пособие/ ‒ М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2009. – 446 с.
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение А
(обязательное)
А.1 Пример оформления титульного листа
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Электроэнергетический факультет
Кафедра теплоэнергетики
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Технологические энергоносители предприятий»
Система воздухоснабжения промышленного предприятия
Пояснительная записка
ОГУ 140106.65.1413.019 ПЗ
Руководитель проекта
канд. техн. наук, доцент
_______________ С.В. Горячев
"____"______________20__ г.
Исполнитель
студент группы 08 ЭОП
_______________ Д.И. Кузнецов
"____"______________20__ г.
Оренбург 20__ г.
74
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
А.2 Образец бланка задания
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Электроэнергетический факультет
Кафедра теплоэнергетики
Задание на курсовой проект
Система воздухоснабжения промышленного предприятия
Исходные данные:
- годовое потребление воздуха
Qг=
тыс. м
3
- число часов работы предприятия
час/год
г=
Показатели графика воздухопотребления:
- коэф. максимально длительной нагрузки
kм.д.=
- коэф. максимально возможной нагрузки
kм.в.=
Параметры воздуха, требуемые потребителем:
- давление в коллекторе у потребителя
P п=
МПа
- температура воздуха у потребителя
tп =
С
- влагосодержание воздуха
dп =
г/кг
Характеристика трассы воздухопровода:
- суммарная длина прямых участков трассы
lпр=
м
- число поворотов на 90 градусов
nпов=
шт.
- число тройников (ответвлений)
nтр=
шт.
- количество задвижек
nзад=
шт.
Климатические условия работы системы: г. _______________________
Разработать:
1) Расчет нагрузок и выбор состава оборудования компрессорной станции (КС).
2) Составление принципиальной схемы компрессорной установки и системы осушки,
краткое описание технологии производства сжатого воздуха.
3) Выбор компрессора по типу, расчетному давлению и производительности.
4) Гидравлический расчет системы воздухоснабжения.
5) Выбор вспомогательного оборудования для очистки воздуха от пыли, влаги и масла, для
осушки ресивер.
6) Определение расхода воды на охлаждение воздуха в ПО и КО.
7) Определение расхода электроэнергии на сжатие 1000 м3 воздуха.
8) Механический расчет воздухопроводов.
Графическая часть (объем– 2 листа формата А1):
1) принципиальная схема КС – 1 л.;
2) чертеж какого-либо подбираемого оборудования, основного - компрессора, или
вспомогательного: ресивера, масловодоотделителя, фильтра, охладителя, осушителя
(общий вид) – 1л.
Дата выдачи задания "____"_____________20__ г.
Руководитель
канд. техн. наук, доцент С.В. Горячев
Исполнитель студент группы 04 ТМ В.Г. Иванов
Срок защиты проекта "____"____________20__ г.
75
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица А.1 - Исходные данные к заданию на выполнение курсового проекта по теме "Воздухоснабжение
промышленного предприятия"
№
Годовое
Число Коэффициенты
Давление Температура
Конечное
Общая длина Количество Количество Количество Климатиче
Вариан потребление часов неравномерности
воздуха
воздуха
влагосодержание
прямых
поворотов задвижек ответвлений
ские
та
воздуха
работы
графика
потребления магистрали
участков
на°п
тройников
условия
пгкг
зад шт
системы
потребления
nМПа
п°С
трубопровода
тршт
работы
гтыс.м год
повшт
τг-чгод
воздуха
системы
к
к
прм
город
м.д
м.в
75
1
2
3
4
5
6
7
1
1,0-105
6505
1,21
1,38
0,70
45
2
1,1105
6610
1,21
1.38
0,70
3
1,2-105
6680
1,21
1,38
4
1,3-105
6705
1,21
5
1,4-103
6715
6
1,5-105
7
8
Задание № 2
9
10
11
12
13
0,5
300
11
4
3
Абакан
45
0,5
350
13
5
4
Пятигорск
0,70
45
0,5
400
12
4
3
Верхоянск
1,38
0,70
45
0,5
420
14
5
4
1,21
1,38
0,70
45
0,5
360
15
4
3
Владивосток
Владимир
6760
1,19
1,35
0,71
50
0,42
280
12
5
4
Иваново
1,6105
6795
1,19
1,35
0,71
50
0,42
330
13
3
3
8
1,7105
6800
1,19
1,35
0,71
50
0,42
450
16
4
3
СанктПетербург
Новгород
9
1,8-105
6825
1,19
1,35
0,71
50
0,42
470
14
4
4
Грозный
10
1,9105
6856
1,19
1,35
0,71
50
0,42
380
13
5
3
11
2,0-105
6890
1,17
1,32
0,68
55
0,55
400
15
3
2
Нижний
Новгород
Казань
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы А.1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12
2,1105
6910
1,17
1,32
0,68
55
0,55
420
10
5
4
Вятка
13
2,2-105
6930
1,17
1,32
0,68
55
0,55
440
14
2
2
Камышин
14
15
2,3-105
2,4-105
6972
6995
1,17
1,17
1,32
1,32
0,68
0,68
55
55
0,55
0,55
460
500
13
14
5
4
3
3
Калуга
Махачкала
16
2,5-105
7000
1,11
1,31
0,65
57
0,6
260
12
6
6
Елабуга
17
2,6-105
7040
1,11
1,31
0,65
57
0,6
285
14
5
5
Мурманск
18
2,7-105
7060
1,11
1,31
0,65
57
0,6
315
10
4
4
Волгоград
19
2,8-105
7088
1,11
1,31
0,65
57
0,6
340
12
3
3
Магнитогорск
20
2,9-105
7105
1,11
1,31
0,65
57
0,6
360
15
4
5
Орел
21
3,0-105
7100
1,08
1,3
0,72
60
0,62
390
10
4
2
Москва
22
0,7-105
7120
1,08
1,3
0,72
60
0,62
410
12
4
4
Новокузнецк
23
0,75-105
7170
1,08
1,3
0,72
60
0,62
430
14
5
5
Астрахань
24
0,8105
7195
1,08
1,3
0,72
60
0,62
450
14
3
3
Тула
25
26
0,85105
0,9-105
8000
6100
1,08
1,15
1,3
1,4
0,72
0,75
60
65
0,62
0,52
470
490
16
12
3
3
2
2
Иркутск
Пермь
27
0,96- 105
6170
1,15
1,4
0,75
65
0,52
510
10
5
4
Салехард
76
1
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы А.1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
28
0,98-105
6280
1,15
1,4
0,75
65
0,52
530
14
4
3
Красноярск
29
30
1,05-105
0,94-105
6300
6210
1,15
1,15
1,4
1,4
0,75
0,75
65
65
0,52
0,52
550
560
13
15
4
3
3
4
Самара
Сургут
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица А.2 - Расчетные параметры наружного воздуха в местах размещения систем теплоэнергоснабжения по регионам
СНГ для самого теплого (верхняя строчка) и самого холодного (нижняя строчка) периодов года
Расчетная
географи –
ческая
широта
°сш
Расчетное
барометрическое
давление,МПа
2
1 Абакан
3
52
4
0,099
2 Астрахань
48
0,101
3 Верхоянск
68
0,099
4 Владивосток
44
0.099
5 Владимир
56
0,099
6 Волгоград
48
0,099
7 Вятка
60
0,099
8 Грозный
44
0,099
9 Елабуга
56
0,099
Наименование
пункта
Параметры А
Темпера- Энтальпия
i
тура
а,кДж/кг
t
а,°С
78
5
23.8
-27.0
29.5
-8
19.2
-51
23.6
-16
21,4
-16
28.6
-13
20.9
-19
28.8
-5
23,9
-18
6
51.1
-26.8
61,1
-4,2
46,1
-51,1
57,8
-14,2
49,4
-14.2
55,3
-10,5
50.7
-17,6
63.2
0
51,1
-16,3
Параметры Б
Тем- Энтальпия
i
пераа,
тура
кДж/кг
t
а,°С
7
28
-42
33
-22
26,1
-60
23,4
-25
27,6
-27
33
-22
28,1
-31
34,9
-16
28,3
-30
8
54,4
-42.3
64,5
-20,9
48,1
-60,3
61.5
-24,3
52,8
-26,8
57.8
-20.9
56.9
-30.6
66,6
-14,2
54,4
-29,7
Параметры В
Тем- Энтальпия
i
пераа,
тура
кДж/кг
i
а,°С
9
38
-50
40
-34
35
-68
36
-31
37
-48
42
-36
37
-45
41
-33
38
-47
10
67,7
-50,2
84,6
-33,9
56,1
-68.2
80.8
-30,6
69,5
-48,1
67
-36
65.3
-45.2
72,9
-33,1
63,6
-47,4
Амплитуда
суточных колебаний
температуры °
Расчетная
скорость
ветра,мс
11
12,7
10,7
13,5
5.5
12
1
6,5
3,6
4,8
1
2.1
4,7
9
2,9
4,5
4,6
8,5
4
5,3
1
3,5
3,7
4,7
10,7
12,7
9,8
12,9
11,5
-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы А.2
2
79
10 Иваново
3
56
4
0,099
11 Иркутск
52
0,095
12 Казань
56
0,099
13 Калуга
56
0,099
14 Камышин
52
0,101
15 Красноярск
56
0,097
16 Магнитогорск
52
0,097
17 Махачкала
44
0.101
18 Москва
56
0.099
19 Мурманск
68
0,101
20 Нижний Новгород
21 Новгород
56
0,099
60
0,101
22 Новокузнецк
52
0,099
23 Орел
52
0,099
5
22,2
-16
22,7
-25
22,8
-18
22,4
-14
26.6
-15
22,5
-22
22,8
-22
26,9
-2
22,3
-14
16,5
-18
21,2
-16
20.8
-12
24,1
-23
23,1
-13
6
49,8
-14,2
50,2
-24,3
51,1
-16,3
50,2
-11,7
54
-13
49,4
-20,9
49,4
-20.9
63,6
-4,2
49.4
-11,7
41,4
-16,3
51,1
-14,2
48.6
-9,2
51,1
-22,2
49,8
-10,5
7
27
-28
26,9
-38
27,3
-30
26,3
-26
31
-26
25,9
-40
27,4
-34
31.6
-14
28,5
-25
22
-28
26,8
-30
24,5
-27
27,5
-38
27,7
-25
8
52,8
-27,6
53,6
-38.1
54,8
-29,7
53,6
-25,5
57,4
-25,5
51,9
-40,2
52,3
-33,9
67
-11,7
54
-24,3
42,7
-27,6
54,9
-29,7
52,8
-26,8
54,4
-38,1
53,6
-25
9
38
-46
36
-50
38
-47
38
-46
42
-37
38
-53
39
-46
37
-26
38
-40
33
-38
37
-41
34
-45
38
-52
38
--39
10
80,8
-46,1
70,8
-50.2
72
-47,3
62,4
-46,1
67,8
-36,8
66,6
-53,2
68,7
-46,1
89,2
-25,5
69,9
-40,2
53,6
-38,1
70,3
-41
76,6
-45,2
64,9
-52,3
75,8
-38,9
11
11,6
13,4
11,1
11,6
12,5
10,9
12.6
7,6
10.6
8,9
9.5
11,2
11,6
11,5
-
12
2,8
4,9
1
2,8
3,6
5,7
3
5
4,6
8,5
1
6,2
1
8,1
4,9
7
3,4
4,9
3,8
7,5
1
5,1
3,8
6.5
1
5,6
3,8
6,5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы А.2
24 Пермь
2
3
56
4
0,099
25 Пятигорск
44
0,099
26 Салехард
68
0.101
27 Самара
52
0,099
28 Санкт-Петербург
60
0,101
29 Сургут (Тюменская обл.)
60
0,099
30 Тула
56
0,099
5
21,8
-20
26,3
-8
17,4
-29
24.3
-18
20,6
-11
19,6
-28
6
50,2
-18,9
61,5
-4,2
39,8
-28,5
52,8
-16,3
48,1
-8
49,4
-27,6
7
26.3
-34
30.6
-18
22
-41
29,7
-27
24.8
-25
26,2
-40
8
53,2
-33,9
63,6
-16,3
44,8
-41
55,3
-26,8
51,5
-24,3
53,2
-40,2
9
37
-45
41
-33
31
-54
39
-43
33
-36
34
-55
10
72
-45.2
70,3
-33,1
57,4
-54,4
67
-43.2
67
-36
61,5
-55,3
11
11,1
11,5
9
10,7
8,7
9,7
-
12
2.5
4,8
1
6,3
3,9
4,6
3,2
5,4
1
4,2
3,9
5,3
22,2
-14
50,2
-11,7
27
-28
53,6
-27.6
38
-42
69,9
-42.3
11,4
-
3,4
4.9
80
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Примечания к таблице А.2
1. В графе 3 указаны расчетные географические широты, округленные
до ±2° с.ш., которыми следует пользоваться при расчетах солнечной радиации;
2. В графе 4 указаны расчетные средние барометрические давления, наблюдаемые в данном пункте, округленные до ±10 ГПа (±7,5 мм рт.ст.), которыми следует
пользоваться при расчетах по /,с/-диаграмме.
3. Расчетными параметрами наружного воздуха теплого периода года для всех
пунктов, указанных в таблице , приняты:
Параметры А - температура и энтальпия воздуха, более высокие значения
которых в данном географическом пункте наблюдаются 400 часов и менее в
среднем в году. Расчетная температура для параметров А соответствует средней
температуре самого жаркого месяца в 13 ч во всех пунктах, приведенных в таблице,
кроме ряда пунктов в северных районах страны, где расчетная температура на 1,5°С
-2,5 °С выше средней температуры самого жаркого месяца;
Параметры Б - температура воздуха, более высокое значение которой
наблюдается 220 ч и менее в году, и энтальпия воздуха, более высокое значение
которой наблюдается 200 ч и менее в году (в среднем, по многолетним
наблюдениям);
параметры В - абсолютная максимальная температура и соответствующая этой
температуре энтальпия воздуха, зарегистрированные наблюдениями за многолетний
период в данном пункте. Для ряда пунктов, где максимальная энтальпия наружного
воздуха не была установлена, указана энтальпия, более высокие значения которой
наблюдались 50 ч и менее в году.
4. Расчетными параметрами наружного воздуха холодного периода года для
всех пунктов, указанных в данной таблице, приняты:
параметры А - средняя температура наиболее холодного периода и энтальпия
воздуха, соответствующая этой температуре и средней относительной влажности
воздуха самого холодного месяца в 13 ч;
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
параметры Б - средняя температура наиболее холодной пятидневки и
энтальпия воздуха, соответствующая этой температуре и средней относительной
влажности воздуха самого холодного месяца в 13 ч;
параметры В - абсолютная минимальная температура и энтальпия воздуха,
соответствующая этой температуре и средней относительной влажности воздуха
самого холодного месяца в 13 ч.
Для пунктов, отсутствующих в данной таблице, допускается применять
расчетные параметры наружного воздуха, указанные для ближайшего пункта, если
географические и климатические условия местности примерно одинаковы.
83
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение В
(справочное)
Таблица В.1 - Исходные данные для расчета системы воздухоснабжения
Наименование
потребителя
1
Литейный цех
1. Молотки
рубильные
83
2. Трамбовки
3. Вибраторы
4. Воздухоструйные
аппараты
5. Обдувочные сопла
Кузнечный цех
1. Воздушные
штамповочные
молоты
Марка
Vнои., Р,
м3/мин бар
Вариант
2
3
4
РМ-3
0,6
5
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 24 30 31 32 33 34
Количество пневмоприемников, шт.
14 11 9 23 18 4 7 22 5 19 17 21 26 9 24 1С 15 28 13 27 10 3 8 6 13 20 15 6 8 25
ЭП-1059
МН-10
ТРМ
D=90 мм
D=6 мм
0,3
0,5
1
2.2
2.2
5
5
5
5
6
9 13 6 3 11 4 6 15 7 10 16
6 15 18 20 9 5
8 16 21 10 13 18
9 5 8 12 6 15
D=4 мм
D=6 мм
1
3
6
6
15 9 5 8 12 IS 211 6 15 18 20 9 5 11 13 14 9 5
5 8 12 10 13 10 9 15 9 5 8 12 7 6 15 18 20 9
1т
Зт
D=8 мм
17
32
4
2. Сопла для обдувки
штампов
3. Мазутные
В=30 кг/ч
форсунки
В= 100
кг/ч
1
5
6,7 5
6.7 3
5 8
2
6
3
7
4
8
7
12
11
9
18
4
7
2
3
2
3
6
2
7
1
9
8
2
-1
14
13
15
20
3
4
5
0,5
5
10 8
5
6
9
-
4 13
1.5
5
2
7
-
-
8
6
4
1
12
9
14
7
9
2
3
5
3
4
2
18
б
5
1
3
8
5
8
IS
II
7
2
13
16
18
5
7
21
20
11
12
6
10
9
13
5
7
13
5
14
16
4
18
11
18
10
11
9
13
8
9
12
7
12
21
3
14
20
16
17
8
3
10
10
10
15
8
12
12
21
4
1
8
3
4
9
5
3
4
6
2
7
3
6
2
7
5
3
2
2
2
4
4
9 11 5
-
6
8
7 11 9
5
-
4
-
8
-
-
4
6
2
-
7
1
3
7
5
16
16
8
4
9
9
9
15
10
3
8
8
9
- 7 5 7
- 2 14 13
7 11 17 14
7 11 17 19
5 8 12 18
10
7
14
14
20
8 12 10 13 10 9 12 10 8 13 18 10
5 17 11 13 10 10 13 10 7 12 10 II
2
2
6
5
4
6
6
15
10
16
3
3
7
2
9
6
6
3
1
4
2
2
4
- 12 -
6 11 -
5
7
-
3
-
-
1
3
-
5
5
9
2
2
4
3
I
4
-
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы В.1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Механический
цех
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
24
30
31
32
33 34
Количество пневмоприемников, шт.
84
СМ-5 0,9
1. Сверлильные
машины
РС-8 0,5
2.Шлифовальные РЧ- 1
52-79
машины
5
3. Машины для
резки металлов
4.Винтозавёртыва
ющие машины
5. Пистолеты
краскораспылите
ли
ВРУ
Воздухоразделительные
установки
РПГ 1,6
5
5
5
2
1
4
3
1
-
3
3
6
-
7
1
2
2
5
3
2
-
8
9
3
5
2
7
1
4
3
4
1
-
6
1
2
6
3
1
8
3
2
2
5
1
8
1
3
1
2
8
7
6
6
4
-
2
8
7
5
3
-
6
5
6
8
7
9
8
4
5
5
8
4
9
-
10
-
4
5
8
6
1
3
-
1
3
8
6
2
-
1
9
6
9
-
7
4
5
3
1
6
15 13
9
8
11
7
6
20 20 15 15
9
12 10 10 21
8
15
9
5
8
12 18 2
0
7
6
12 14 18 20 10
6
15 12 14
12
8
10 10 13 10
9
12 10
8
13 18 1
0
И-96 2.8 3,6 12 14 18 20 10
0.8 3,5 15 13 9
АКА
р6(2)
АК15Р
АК7Р
А-6
А-61
8
11
9
-
2
-
2
-
-
-
1
-
2
-
-
-
-
-
-
-
3
-
-
-
-
3
-
-
3
-
-
-
-
-
4
-
-
-
-
4
-
-
4
-
4
2
-
-
4
-
-
1
-
-
4
-
-
32000
5,15
2
-
-
-
-
1
-
-
-
-
2
-
-
-
-
1
-
-
-
31500
5,1
-
2
-
-
-
-
2
-
-
-
-
2
-
-
-
-
2
-
14400
5,1
-
-
3
-
-
-
-
3
-
-
-
-
3
-
-
-
-
14400
8.0
8,0
-
-
-
4
-
4
-
-
-
4
-
4
-
-
-
4
-
4
-
-
15600
-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.2 - Значения коэффициента одновременности
N
Kодн
1
0,90
2...3
0,90
5
0,80
6
0,70
7...10
0,58
20
0,50
50
0,50
Таблица В.3 - Стандартные диаметры Dн|dBH, мм
Dн|dBH
38/33
Dн|dBH
Dн|dBH
Dн|dBH
Dн|dBH
Dн|dBH
Dн|dBH
89/82
194/184
377/361
631/613
1020/1002 1520/1500
45/40
108/100
219/207
426/410
720/102
1220/1200 1620/1600
57/51
133/125
273/259
476/458
820/802
1320/1300 1720/1698
76/70
159/150
325/309
529/511
920/902
1420/1400 1820/1796
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.4 - Длина воздухопровода, эквивалентная местным сопротивлениям
Местное сопротивление
Колено R= 4D
R=3D
50
0,53
80
1,00
100
1,27
125
1,70
150
2,07
200
3,15
250
4,20
300
5,20
350
6,30
400
7,46
450
-
500
-
600
-
700
-
0,70
1,33 1,70
2,26
2,76
4,20
5,60
6,95
8,40
6,96
-
-
-
-
0,88
1,67
2,12
2,82
3,45
5,25
7,00
8,70
10,50
12,50
14,50
16,40
20.30
29,90
-
-
-
-
4,83
7,35
9,80
12,20
14,60
17,50
20,30
22,90
28,40
33,40
трёхшаговое R= 1,5D
-
-
-
-
4,14
6,30
8,40
10,40
12,60
15,00
17,40
19,60
24.40
26,60
Тройник при разделении на проход
7,76
3,33
4,24
5,35
6,90
10,60
14,00
17,40
20,90
24,90
43,50
49,00
60,90
71,60
Тройник ответвлённый
Тройник при расходящемся потоке
2,64
3,52
5,00
6,66
6,36
8,50
8,50
11,30
10,40
13,80
15,80
21,00
21,00
28,00
26,10
34,80
31,40
41,80
37.90
49,80
58,00
58,00
65,40
65,40
81,00
81,00
95,50
95,50
Задвижка
Компенсатор П-образный
Компенсаторы:
однолинзовые
0,88
8,10
-
1,67
12,9
-
2,12
14,90
7,20
2,32
19,40
9,60
2,70
21,20
10,60
4,20
30,40
13,70
4,80
40,00
16,80
5,20
46,20
17,40
6,30
55,00
18,80
7,26
64,20
19,90
5,80
20,00
6,50
21,20
6,90
24,40
7,40
27,70
двухлинзовые
-
-
14.40
19,20
21,20
27.40
33,60
34,80
37,00
39,60
40,00
42,40
48,80
55,40
трёхлинзовые
-
-
21,60
28,80
31,80
40,10
50,40
52,20
56,40
59,70
60,00
63,60
73,20
87,10
Колено круто загнутое, гладкое
R=1,5D
Колено сварное под углом 90°:
двухшаговое R= 1D
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.5 - Зависимость коэффициента А от угла φ
Угол φ, градусы
20
30
45
60
90
110
130
150
Коэффициент А
0,31
0,45
0.60
0,78
1,00
1,13
1,20
1,28 1,40
180
Таблица В.6 - Зависимость коэффициента В от отношения радиуса поворота
трубы Rо к внутреннему диаметру d
Отношение
/d
Коэффициент В
1
2
4
6
15
30
50
0,21
0,15
0,11
0,09
0,06
0,04
0,03
Таблица В.7 - Физические свойства сухого воздуха ( Р = 760 мм рт.ст.)
t, °С
, кг/м3 Ср, кДж/(кг·К) λ·102, Вт/(м·К) а·106, м2/с μ·106, Па·с v·106, м2/с
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
140
1,293
1,247
1,205
1,165
1,128
1,093
1,060
1,029
1,000
0,972
0,946
0,898
0,854
1,005
1,005
1,005
1,005
1,005
1,005
1,005
1,009
1,009
1,009
1,009
1,009
1,013
2,44
2,51
2,59
2,67
2,76
2,83
2.90
2,96
3,05
3,13
3,21
3,34
3,49
18.8
20,0
21,4
22,9
24,3
25,7
27,2
28,6
30,2
31,9
33,6
36,8
40,3
17.2
17,6
18,1
18,6
19,1
19,6
20,1
20,6
21,1
21,5
21,9
22,8
23,7
13,28
14,16
15,06
16,00
16,96
17,95
18,97
20,02
21,09
22,10
29,13
25,45
27,80
Рr
0,707
0,705
0,703
0,701
0,699
0,698
0.696
0,694
0,690
0,690
0,688
0,686
0,684
Таблица В.8 - Теплоемкость воды в зависимости от температуры
t,
Cp
t,
Cp
t,
Cp
t,
Cp
t,
Cp
°С кДж/(кг-К) °С кДжДкг-К) °С кДж/(кг-К) °С кДж/(кг-К) °С кДж/(кг-К)
0
4,23
40
4,18
80
4,19
120
4,23
160
4,36
10
4,19
50
4,18
90
4,19
130
4,27
170
4,4
20
4,19
60
4,18
100
4,23
140
4,27
180
4,44
30
4,18
70
4,19
110
4,23
150
4,32
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.9- Допустимые напряжения на растяжение
t,°C
20
150
200
250
Ст2СП
127
112
111
107
СтЗСП
137
126
121
117
Сталь 10 Сталь 20
127
144
117
135
113
132
ПО
129
МПа
20Г2С1
176
166
163
161
15ГС
181
170
165
162
16ГС
166
157
147
142
W·106, м3
DH, мм
W·106,m3
839
1078
1526
1880
2688
3530
820
920
120
1220
4600
5811
7164
11410
Таблица В.10 - Экваториальный момент сопротивления W
DH, мм
W·106, м3
DH, мм
W·106, м3
38
45
57
76
89
108
2,33
3,52
6,52
12.1
21,7
32,8
133
159
194
219
273
325
50,8
82
137
208
379
616
, мм
377
426
476
529
631
720
Таблица В.11- Вес погонного метра трубы в зависимости от диаметра
DH, мм
38
45
57
76
89
108
qпM, кг/м
2,15
2,6
4
5,4
7.3
10,2
DH, мм
133
159
194
219
273
325
qпM , кг/м
12,7
17,2
23,2
31,5
45,9
62,5
89
DH, мм
377
426
476
529
631
720
qпM кг/м
72,8
82,6
103,6
115,4
138
157,8
Dн, мм
820
920
120
1220
qпM , кг/м
180
202,2
224,4
298,4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.12 - Центробежные турбокомпрессорные установки промышленных систем воздухоснабжения
Характеризующие К-250-61-5 К-345-92-1 К-350-62-1 К-500-62-1 К-500-62-2
К-905-61-1
параметры
V, м3 /мин
255
355
370
510
525
915
Рас,МПа
0,0981
0,101
0,097
0,097
0,0981
0,095
Рнаг,МПа
0,882
1,37
0,736
0,736
0,882
0,736
0
Твс С
20
20
20
20
20
20
Nпотр,кВт
1470
2500
1850
2650
3000
4500
Частота вращения
10935
8600
8615
7455
7625
5690
ротора, об/мин
Приводной двигаСТДСТД-3200СТМ-3500- СТД-3150-23- СТД-6300-24У
стдтель:
1600 -232У4
25002М
2
УХЛ4
6,3
УХЛ4
мощность, МВт
1.6
3,2
2,5
3,5
3,15
3000
90
частота вращения,
об/мин
3000
3000
3000
3000
3000
Сжимаемая среда
воздух
воздух
воздух
воздух
воздух
воздух
Область
промсисте- промсисте- промсисте- промсисте промсистемы воздухоразделеприменения
мы
мы
мы
мы
ние
К-1290-121-1
1210
0,0922
3,53
20
12000
ЦНД-3300
ЦВД-9240
СТДП-125002У4, (1)
К-15-41-1
(2)
12,5(1)
15,0(1)
3000(1)
2500-3400(2)
воздух
Производство
НNO3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы В.12
Характеризующие
параметры
V, м3/мин
Расас, МПа
Рнаг„аг, МПа
Твс, °С
Nпотр, кВт
Частота вращения ротора,
об/мин
Приводной двигатель:
мощность, МВт
частота вращения, об/мин
К-3250-42-1
К-3250-42-2
К-3000-61-1
К-5500-42-2
К-5500-42-1
1480
0,0910
0,731
20
7800
4470
2370
0,0981
0,441
20
8700
3280
3150
0,0981
0,441
20
11200
3370
3200
0,095
0,647
20
15100
3260
4130
0,0981
0,51
20
16300
3380
4350
0,0981
0,51
20
17200
3440
СТД-10000-24У
10,0
Турбина К12-35
11,6
Турбина К12-35
12,8
К-19-35 (1)
К-22-90 (2)
19,0(1)
СТД-1000024У
10,0
Турбина К12-35
11,6
3000
2500-3400
2500-3400
20,5 (2)
2500-3400 (1) 25003500 (2)
воздух
воздухоразделение
3000 25003400
2500-3500
воздух+02
доменное
дутьё
воздух+O2
доменное дутьё
91
К-1500-62-2
Сжимаемая среда
Область применения
воздух
воздух+02
воздухоразделение доменное дутьё
воздух
доменное
дутьё
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.13 - Центробежные компрессоры различного назначения Казанского компрессорного завода
Марка
Производительность,
компрессора
м3/мин
Давление, МПа
всасывание нагнетание
ЗЦК-160/6
160
0,102
0,6
ЦК-135/8
135
0,1
0,78
КТК-7/14
117
0,1
1,4
160
0,101
1,5
208
0,102
3,5
215
0,015
0,135
440
0,1
3,5
42
0,8
3,8
208
3,0
4,5
43
5,0
6,4
433ЦКО160/15
КТК-12,5/35
92
ЦКО215/0,15-1,35
543ЦК440/35
22ЦКО-43/838
5ЦД-20843/50-64
2ЦД-43/5064
Электродвигатель
тип
2АЗМП1250/6000У4
СТД-10002Р2ХЛ4
СТД-125023У4
2АЗМП2000/6000У4
СТД3150/23УХЛ4
2АЗМП630/6000У4
СТДП-63002У4
2АЗМП2000/6000У4
турбина К-6ЗОП
2АЗМП2000/6000У4
Частота
Мощность,
вращения,
КВт
об/мин
Сжимаемая среда
1250
2970
азот
1000
2970
азот, воздух
1250
3000
кислород
2000
3000
углеводороды
3150
3000
кислород
500
2975
ацетилен
6300
3000
воздух
2000
3000
природный газ
6020
7820
водородосодержащие
газы
2000
2970
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.14 - Стационарные поршневые воздушные компрессоры
Марка компрессора
93
1
202ВП-20/2
305ВП-60/2
4М10-200/2
ВУ-6/4
202ВП-12/3
305ВП-40/3
ВУ-0,6/8
2ВУ1-2,5/13М8
4ВУ1-5/9М2
КСЗ-5М
ВП2-10/9
2ВМ4-24/9
305ВП-30/8
ВП-10/9
ВПЗ-20/9
ЗС5ВП-30/8
2ВМ10-50/8
2ВМ10-63/9
4ВМ10-100/8
V, м3/мин
2
20
60
200
5,6
12
40
0,6
2,5
5
5
11
24
30
11
22
30
50
62
100
Давление, МПа
всасывания
нагнетания
3
4
0,1
0,3
0,1
0,3
0,1
0,32
0,1
0,45
0,1
0,45
0,1
0,45
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
0,1
0,9
Электродвигатель
тип
N, КВт
5
6
АВ2-101-8
75
БСДК-15-21-12
200
СДК2-17-26-12КУХЛ4
630
А02-82-6
30
АВ2-101-8
75
БСДК-15-21-12
200
ВАО-51-6
5,5
4А160М4УЗ
18,5
А2-91-8УЗ
40
А02-91-8УЗ
40
АВ2-101-8УЗ
75
А2К85/24-8/16У4
160
БСДК-15-21-12
200
АВ2-101-8УЗ
75
ДСК-12-24-12У4
125
БСДК-15-21-12
200
СДК2-16-24-12КУХЛ4
315
СДК2-16-24-1 ОКУ ХЛ4
400
СДК2-17-26-12КУХЛ4
630
, об/мин
7
750
500
500
975
750
500
970
1460
735
735
750
740
500
750
500
500
500
600
500
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы В.14
94
1
4ВМ10-120/9
2
124
3
0,1
4
0,9
2ВУ-2,5/13М4
505ВП-20/18
2ВТ-1.25/26М1
ЭКП-210/25М
ЭКП-280/25М
302ВП-6/35
305ВП-20/35
22К-70/32
ЗК-140/32
ЗЗК-420/32
ВШ-3/40М
302ВП-5/70
305ВП-16/70
4М10-40/70
2ВП-2/220
40ВП-4/220
305ВП-12/220
7ВП-20/220
2,5
20
1,25
3,5
4,66
6
20
1,66
2,3
7.2
3
5
16
43,3
2,2
4,0
12
20
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
1,3
1,9
2,6
2,6
2,6
3,6
3,6
3,2
3,2
3,2
4,1
7,1
7,1
7,1
22,1
22,1
22,1
22,1
ВШВ-2,3/230
6М10-63/320
2,4
62,2
0,1
0,1
23,1
32,1
402ВП-4/400
4
0,1
40,1
5
СДК2-16-4410КУХЛ4
4A18S4Y3
БСДКП-15-21-12
А2-72-8УЗ
А02-92-6М
АИ-102-6Р
АВ2-Ю1-8УЗ
БСДК-15-21-12
А02-62-4М
АО2-82-6-0М2
АИ102-4-ОМ5
А2-82-6
АВ2-101-8УЗ
БСДК-15-21-12
СДК2-17-26-12к
АВ2-101-8УЗ
АВ2-101-8УЗ
БСДК-15-21-1
ДСК-173/1616АУХЛ4
А2-82-4
СДК2-17-3912ФУ4
АВ2-101-8УЗ
6
800
7
600
22
200
17
55
65
75
200
17
40
90
40
75
200
630
75
75
200
315
1460
500
725
980
975
750
500
1450
1450
1450
975
750
500
500
750
750
500
375
55
1000
1460
500
75
750
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.15 - Винтовые компрессоры общего назначения
Марка
Производительность,м3/ми
Давления, МПа
компрессора
н
всасывани нагнетания
я
5ВкГ-10/6
11
0,098
0,6
6ВкМ-25/8
25,6
0,1
0,8
7ВкГ-30/7
25,0
7ВкГ-50/7
52,0
7ВкМ-50/8
52,0
Электродвигатель
тип
мощность
частота
, кВт
вращения,
об/мин
КО-52-4
90
1500
АЗ-315М2БУ2
0,078
0,49-0,68
ВАО450М-2
0,078-0,118 0,49-0,78 ВАО-500L2
0,1
0,8
ВАО-500L2
200
2970
200
3000
400
3000
400
2970
Назначение и
область
использования
перекачка
нефтяного газа
сжатие воздуха
сжатие нефтяного
газа
сжатие нефтяного
газа
сжатие воздуха для
пневмосистем
95
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.16 - Основные технические данные и характеристики серии винтовых компрессоров «ШТОРМ»
Наименование показателя
96
1 Сжимаемый газ
2 Объемная производительность, приведенная к начальным
условиям, м3/мин
3 Давление начальное абсолютное, МПа (кгс/см2)
4 Давление конечное абсолютное, МПа (кгс/см )
5 Установленная мощность электродвигателя, кВт
6 Исполнение электродвигателя
7 Частота вращения электродвигателя, об/мин
8 Время выбега электродвигателя, с
9 Расход охлажденного воздуха, м3/мин
10 Питание установки
11 Масса установки, кг
12 Габаритные размеры Д-Ш-В, мм
13 Температура всасываемого воздуха, °С
14 Температура сжатого воздуха на выходе (при Тнач = 20 °С), °С
15 Уровень шума на расстоянии 1 м/7м, дБ
16 Присоединительный размер на выходе из компрессора
ШТОРМ 0150
1,1-1,71
ШТОРМ 0250
ШТОРМ 0300
Воздух
1,61-2,46
2,13-2,91
0,1(1)
0,5-1,3 (5-13)
11 15
18,5
IP 54
3000
90
40
3*380В*50 Гц
230
250
270
720-720-1130
+1...+40
+30...+32
70/56
71/57
72/58
1"
ШТОРМ 0350
2,52-3,09
22
295
72/58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжение таблицы В.16
97
Наименование показателя
1 Сжимаемый газ
2 Объемная производительность, приведенная к начальным условиям, м3/мин
3 Давление начальное абсолютное, МПа (кгс/см2)
4 Давление конечное абсолютное, МПа (кгс/см2)
5 Установленная мощность электродвигателя, кВт
6 Исполнение электродвигателя
7 Частота вращения электродвигателя, об/мин
8 Время выбега электродвигателя, с
9 Расход охлажденного воздуха, м3/мин
10 Питание установки
11 Масса установки, кг
12 Габаритные размеры Д-Ш-В, мм
13 Температура всасываемого воздуха, °С
14 Температура сжатого воздуха на выходе (при Тнач= 20 °С), °С
15 Уровень шума на расстоянии 1м/7м, дБ
16 Присоединительный размер на выходе из компрессора
ШТОРМ 0400
2,65-3,98
22
90
765
70/58
ШТОРМ 0500
ШТОРМ 0600
Воздух
3,75-4,91
4,48-6,04
0.1 (1)
0,5-1,3 (5-13)
30
37
IP 54
3000
90
90
106
3x380 Вх50 Гц
825
850
1500-1100-1410
+1...+40
+30...+32
74/60
74/60
ДУ40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.17 - Технические характеристики компрессорных винтовых установок
Температура
Давление
Номинальная
Напряжение
Температур
воздуха
Номинальная
нагнетательн
Охлаждени
Тип
мощность
питания
а воздуха на конечная на
производительност
е масла и
ое
компрессора
электродвигател электродвигателя
всасывании расчётном
ь, м3/мин
избыточное,
воздуха
я, кВт
,В
,°С
номинальном
кгс/см2
режиме,°С
98
ВВ-6/7
ВВ-6/9
6ВВ-9/9
6ВВ-20/9
6ВВ-9/9М1
1ВВ-30/9
1ВВ-40/9М
НВЭ-6/8
(УЗ)
НВЭ-6/8
(УХЛ4)
1ВВ-30/9
1ВВ-27/9
6
6
9
20
9
30
40
6
6
8
8
8
8
8
8
8
45
55
75
160
75
200
250
55
380
380
380
380
380
380
380
380
водяное
водяное
водяное
водяное
воздушное
водяное
водяное
воздушное
+10...+35
+ 10...+35
из помещ.
из помещ.
+10...+35
-40...+40
-40...+40
-35...+35
6
8
55
380
воздушное +10...+35
45
30
27
8
8
200
200
380
380
водяное
водяное
55
55
-40...+40
-40...+40
55
55
45
45
45
55
55
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица В.18 - Винтовые специальные компрессоры
Марка компрессора
Производительность, м3/мин
Давление, МПа
99
всасывания
нагнетания
Электродвигатель
Напряжение, В
Мощность, кВт
7ВВ-40/6НУЗ
38
1
6
380 (660)
250
7ВВ-40/6ВУЗ
38
1
6
6000
315
7ВВ-40/6ВМ1У2
38
1
6
6000
315
7ВВ40/7УЗ
38
1
7
6000
315
АГК-17/21-02
17
1
22
6000
400
99
Документ
Категория
ГОСТ Р
Просмотров
2 273
Размер файла
833 Кб
Теги
воздухоснабжения, система, предприятия, промышленном
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа