ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 89
Скачиваний: 0
Рис. 1. Максимально |
возможное содержание паров воды в 1 ж5 |
||||||
воздуха |
в зависимости |
от |
его температуры |
и давления: |
|||
1 — максимальное количество паров воды, которое может |
находиться в воздухе |
||||||
|
|
при нормальных |
условиях; |
|
|||
2, 3, 4 — максимальное количество паров воды, |
которое останется после сжатия |
||||||
1 л 3 воздуха, взятого |
при |
нормальных |
условиях, до давления 0,36; |
||||
|
0,723; |
0,929 |
Мн/м2. (3,5; |
7.0; 9,0 атм). |
|||
воздуха |
можно |
принять |
равной Сс.в. = 1,005кдж/кг ■ |
||||
• град, а |
пара С„ |
= 1,807 кдж/кг-град. |
|
||||
Теплоемкость влажного |
воздуха, отнесенная к 1 кг |
||||||
сухого воздуха, содержащегося в смеси, равна: |
|||||||
Свл. =1,0048+1,807 кдж/кг-град |
(сухого воздуха), |
||||||
где d — влагосодержание воздуха, кг/кг сухого воздуха. Энтальпию влажного воздуха относят к 1 кг сухого воздуха в паровоздушной смеси и определяют как сум
му энтальпий сухого воздуха и пара, т. е.
< /в=/в+сМ п, кдж/кг.
10
Энтальпию для воздуха при отсчете ее от 0°С нахо дят по соотношению
1в=Св*!?, кдж/кг,
или
1в=1,005^, кдж/кг:
Энтальпию пара с достаточной для технических расчетов точностью можно определить по эмпирической
формуле
in = 2500+ 1,807-i, кдж/кг,
где 2500— скрытая теплота парообразования воды при
0°С; ( 1,807— теплота перегрева.
Энтальпия влажного воздуха определяется по фор муле:
/в =1,005-^+2500 • 1,807 d-t, кдж/кг сухого воздуха.
Параметры состояния воздуха взаимосвязаны. Эта связь подчиняется ряду законов. С достаточной для технических расчетов точностью при температурах воз духа от —30 до +100°С смесь абсолютного сухого воз духа и находящегося в воздухе ненасыщенного водя ного пара можно рассматривать как смесь совершенных газов, что дает возможность применить к ним закон Дальтона и характеристическое уравнение для данных газов.
Для 1 кг воздуха
P-v=RT,
где R — газовая постоянная, дж/(кг-град) ; Р — абсолютное давление, н/м2;
v — удельный объем, м3/кг; |
К- |
|
Т — абсолютная температура |
||
Для |
произвольной массы |
G — килограмма газа |
объемом |
V = Gv формула будет иметь вид |
|
|
Pv=GRT, |
|
Воздух без изменения своих |
параметров состояния |
|
в промышленности обычно не применяется. Для исполь зования в промышленности его сжимают, охлаждают или нагревают, на что тратится большое количество электрической и тепловой энергии.
11
КОМПРЕССОРЫ И ИХ РАБОТА
Машины, в которых происходит сжатие газов, в за висимости от создаваемого ими давления разделяются на: воздуходувки (давление нагнетания до 300 кн/м2), компрессоры низкого давления (давление нагнетания от 300 до 1000 кн/м2), компрессоры среднего давления (давление нагнетания от 1,0 Мн/м2 до 10 Мн/м2), ком прессоры высокого давления (давление нагнетания от 10 до 100 Мн/м2), компрессоры сверхвысокого давления (давление нагнетания свыше 100 Мн/м2). Компрессоры, у которых давление на всасывании значительно выше атмосферного, называются дожимающими.
В зависимости от принципа действия компрессоры разделяют на две основные группы:
1) объемного типа, в которых давление газа созда ется вследствие уменьшения объема рабочего простран ства. Компрессоры бывают поршневыми, ротационны
ми, мембранными, винтовыми, водокольцевыми |
и др.; |
|
2) |
кинетического сжатия, в которых повышение дав |
|
ления |
газа создается за счет передачи энергии |
потоку |
газа от вала при помощи вращения колеса с профили рованными лопатками. Это центробежные и осевые компрессоры.
По величине объемной производительности (по усло виям всасывания) компрессоры делятся на компрессоры
малой производительности—до б м3/мин; |
компрессоры |
|
средней производительности — от 6 до |
100 м3/мин; |
|
компрессоры большой |
производительности — свыше |
|
100мг/мин.
Внастоящее время нет ни одной отрасли народного хозяйства, где бы не использовали энергию сжатого воздуха. Хотя экономичность пневматических машин намного меньше, чем электрического привода, удобство применения сжатого воздуха способствует его исполь зованию во всех отраслях народного хозяйства. Воздух упруг, быстро передает колебания, прозрачен, хорошо
транспортируется, не конденсируется и неогнеопасен. Машины, работающие на сжатом воздухе, просты по устройству, легки по весу, меньше, чем другие машины, подвержены порче и износу и не требуют высокой ква лификации обслуживающего персонала. Поэтому их можно применять в самых неблагоприятных условиях. Однако производство сжатого воздуха, как вида энер-
12
гии, дорогостоящее, а при передаче его к потребителю возможны большие потери.
Основными потребителями сжатого воздуха на за водах являются пневматический инструмент и прижимы в механическом производстве, молоты и прессы кузнеч ных, литейных и агрегатных цехов, пескоструйные аппа раты цехов покрытий и т. д.
Как правило, давление в сети сжатого воздуха под держивается 6,5—7,5 бар. К такому оборудованию, как горелки, форсунки пламенных печей и др., нуждающе муся в пониженном давлении, воздух с общезаводского давления дросселируют до необходимых параметров, что экономически невыгодно. Для оборудования, тре бующего повышенного давления воздуха, приходится выделять отдельные коммуникации и компрессоры, а в связи с малой емкостью систем сжатого воздуха, повы
шенными параметрами и неравномерностью |
нагрузки |
||
часть воздуха |
теряется. |
|
поступает |
Обычно сжатый воздух разных давлений |
|||
в коллекторы, |
находящиеся |
в канале компрессорной |
|
станции вместе с другими |
коммуникациями. Система |
||
охлаждения |
стационарных |
компрессоров — водяная |
|
оборотная. Циркуляционные |
насосы часто |
устанавли |
|
ваются выше уровня воды в колодцах, поэтому их труд но автоматизировать, а при переливе охлаждающей воды из «горячего» в «холодный» колодец происходит значительное ее недоохлаждение. Вследствие высокой температуры сжатого воздуха приходится включать конечные холодильники и поддерживать повышенное давление воздуха после компрессора.
Производительность большинства поршневых воз душных компрессоров можно регулировать только пу тем переключения их на холостой ход.
Ряд компрессоров снабжен промежуточными холо дильниками без буферных емкостей на воздушных трактах, имеющими плохие тепловые характеристики.
Для обеспечения сжатым воздухом указанных выше параметров применяются поршневые компрессоры низ кого давления, средней производительности типа 45В, 2ВГ, 55В, 55ВМ, 5Г-100/8, ВП-10/8 и другие. Эти компрессоры, широко используемые в различных отрас лях народного хозяйства, по надежности и долговечно сти работы не уступают компрессорам иностранных
фирм. Однако наряду с хорошими основными показа!^ лями они имеют и некоторые недостатки. Среди них такие: i
1.Компрессоры не обеспечивают производительность
всоответствии с паспортными данными.
2.Система регулирования производительности часто
выходит из строя и не обеспечивает требуемого режима. 3. В промежуточных холодильниках наблюдается большая пульсация давления, снижающая производи тельность компрессора, а при незначительном загрязне нии поверхности охлаждения и малой скорости движе ния воды не обеспечивается требуемое охлаждение
воздуха.
4.Охлаждение масла недостаточное.
5.Компрессоры имеют кольцевые клапаны с высо ким гидравлическим сопротивлением.
6.У однотипных компрессоров 55В, 55ВМ, 2ВГ, 5Г-100/8, 45В Сумского, Московокош и Пензенского компрессорных заводов клапаны различных размеров.
Выход из строя системы регулирования производи тельности, наличие пульсаций давления в промежуточ ном холодильнике, недоохлаждение масла в системе смазки происходит вследствие несовершенства конст рукции.
Перерасход электрической энергии может происхо дить из-за того, что мощность электротехнического обо рудования компрессоров рассчитана на сжатие воздуха до~9,0 бар, тогда как давление в сети сжатого воздуха не превышает 6,5—7,5 бар. Поэтому экономические по казатели работы электротехнического оборудования компрессорных станций снижаются.
Следует заметать, что сжатие воздуха сопровожда ется значительным повышением его температуры. В летний период она достигает 150—170°С. Это понижает экономичность работы компрессора и способствует отложению масла в цилиндрах и коммуникациях. Соглас но нормам и правилам техники безопасности при темпе ратуре сжатого воздуха выше 120°С предусматривается установка конечных холодильников. Кроме того, соглас но этим нормам необходимо проводить промывку возду хопроводов раствором щелочи. На предприятиях с боль шой и разветвленной сетью сжатого воздуха такая про мывка невозможна. Периодические же промывки трубо
14
проводов (если они даже и возможны) не исключают самовоспламенения паров и отложений масла. При про мывках увеличивается коррозия сосудов (рессиверов, коллекторов), работающих под давлением, и трубопро водов, поскольку воздух после сжатия и охлаждения приобретает стопроцентную влажность. Это приводит к быстрому выходу из строя коммуникаций и загрязнению сжатого воздуха продуктами коррозии.
Таким образом, модернизация энергетического обору дования компрессорных станций и реконструкция их коммуникаций, направленные на обеспечение безопасных условий работы, снижение удельных затрат электриче ской энергии на выработку сжатого воздуха, увеличение производительности компрессоров, улучшение условий труда обслуживающего персонала значительно повы шают эксплуатационные качества компрессорных станций.
С целью выявления оптимальных режимов работы энергетического оборудования компрессорных станций, увеличения производительности эксплуатируемых ком прессоров, улучшения условий труда обслуживающего персонала и внедрения комплекса мероприятий по улучшению работы компрессорных станций необходимо на предприятиях проводить экспериментальные работы по выявлению влияния внешнего и внутреннего охлаж дения на процесс сжатия, расход электроэнергии, про изводительность компрессора, температуру воздуха в процессе сжатия; целесообразности изменения тока возбуждения синхронного двигателя привода компрес сора в зависимости от степени его загрузки; влияния магнитной и ультразвуковой обработки охлаждающей воды и процесса очистки коммуникаций на условия теплопередачи и другие мероприятия.
Для проведения работ необходимо разработать
схемы испытаний оборудования компрессорной станции. До и после модернизации целесообразно снять харак теристики работы: i
1) компрессоров в зависимости от нагрузки, замены кольцевых клапанов на прямоточные, уменьшения вред ного пространства цилиндров, изменения внешнего и внутреннего охлаждения сжимаемого воздуха с введе нием обработки охлаждающей воды, изменения сопро тивления и длины всасывающего и нагнетательного
15