Расчет нагрузок и выбор состава оборудования компрессорной станции (КС)

СИСТЕМА ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО

ПРЕДПРИЯТИЯ

 

 

ЗАДАНИЕ №

 

СТУДЕНТКА ГР.

Тюрина К.Н.

^{Фамилия И.О.}

УЧЕБНЫЙ ШИФР

КП ТЭП 140106 07 12 ПЗ

 

ДАТА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАНИЯ

 

РУКОВОДИТЕЛЬ ПРОЕКТА

Галлямов Р.Ф.

^{Фамилия И.О.}

ДАТА ЗАЩИТЫ

2012 г.

 

 

Нижнекамский государственный химико-технологический институт

Кафедра электротехники и энергообеспечения предприятий

ЗАДАНИЕ № 1.7

на выполнение курсового проекта по дисциплине

«Технологические энергоносители предприятий»

студентке гр. 3805

Разработать систему снабжения предприятия сжатым воздухом при следующих исходных данных:

- годовое потребление воздуха тыс. м³/год;

- число часов работы предприятия ч/год.

Показатели графика воздухопотребления:

- коэффициент максимально длительной нагрузки ;

- коэффициент максимально возможной нагрузки .

Параметры воздуха, требуемые потребителем:

- давление в коллекторе у потребителя МПа;

- температура воздуха у потребителя °С;

- влагосодержание воздуха г/кг.

Характеристика трассы воздухопровода:

- суммарная длина прямых участков трассы м;

- число поворотов на 90 градусов шт.;

- число тройников (ответвлений) шт.;

- количество задвижек шт.

Климатические условия работы системы: г. Бийск

- расчетное барометрическое давление МПа или 730 мм рт. ст.;

- температура °С;

- энтальпия кДж/кг;

- скорость ветра м/с;

- амплитуда суточных колебаний температуры °С.

Содержание

Введение…………………………………………………………………….6

1. Расчет нагрузок и выбор состава оборудования компрессорной станции (КС)………………………………………………………………………………...8

2. Составление принципиальной схемы компрессорной установки и системы осушки, краткое описание технологии производства сжатого воздуха……………………………………………………………………………10

3. Выбор типа и типоразмера водоохлаждающего устройства и определение параметров охлаждающей воды……………………………………...…………12

4. Аэродинамический расчет магистрального воздухопровода…………...….13

4.1 Расчёт участка магистрального трубопровода………..………….....13

4.2 Расчёт участка нагнетательного трубопровода отдельной КУ (от РТО до коллектора КС) ……………………………….………..………………..17

4.3 Оценка потери давления в системе осушки воздуха……............….20

5. Тепловой расчет компрессорной и воздухоосушительной установок …....21

6. Расчет влагосодержания воздуха во всех характерных точках схемы. Выбор основного теплообменного оборудования КС и поверочный расчет одного теплообменного аппарата………………………………….…………...25

7. Выбор и термодинамический расчет холодильной машины блока осушки……………………………………………………………………………28

7.1 Расчёт цикла холодильной машины…………………..……………..33

8. Гидравлический расчет и выбор насосов циркуляционных систем водо- и холодоснабжения КС ………………………………………………………….35

8.1 Расчёт системы хладоснабжения………………….…….…………...35

8.2 Расчёт системы оборотного водоснабжения для КС с турбокомпрессорами…………………………………………………………….37

9. Расчет удельных показателей компрессорной станции……………..……...40

9.1 Адсорбционная доосушка воздуха……………………………..……42

Заключение……………...………………………………………………...44

Список использованной литературы…………………………………….45

 

Введение

Объектом исследования данной курсовой работы являются системы производства сжатого воздуха промышленного предприятия, а также системы коммуникации, связывающие потребителя с источником сжатого воздуха. Основным рабочим телом, применяемым в данных системах, является сжатый воздух.

Сжатый воздух как энергоноситель получил широкое применение во всех отраслях народного хозяйства, а также на промышленных предприятиях. Применение сжатого воздуха позволяет механизировать ряд трудоемких технологических процессов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Машины, сжимающие воздух свыше 3 кгс/см², называются воздушными компрессорами. По принципу работы компрессоры разделяются на: поршневые, ротационные, центробежные и осевые. Применение того или иного типа компрессора зависит от конкретных условий, в которых он должен работать. В поршневом компрессоре сжатие воздуха производится в цилиндре посредством поршня, совершающего возвратно-поступательное движение. Поршневые компрессоры, сжимающие воздух от 5 до 1000 кгс/см² и производительностью до 100 м³/мин, рационально применять в компрессорных станциях производительностью до 500 м³/мин. Поршневые компрессоры выпускаются большой номенклатурой марок разной производительности, от долей до нескольких сотен кубических метров в минуту, и развивают давление от одной до сотен тысяч атмосфер. Поршневые компрессоры надежно работают в тяжелых условиях и при непрерывной круглосуточной эксплуатации.

Компрессорная установка характеризуется давлением нагнетаемой среды, производительностью компрессора, выражающейся объемом всасываемого воздуха в единицу времени, мощностью двигателя, приводящего в действие компрессор.

Компрессорные станции являются источниками получения сжатого воздуха на различных промышленных предприятиях и строительных площадках. Особенно большое количество сжатого воздуха потребляют предприятия машиностроительной, металлургической, угольной, химической, нефтяной и судостроительной промышленности.

Сжатый воздух, вырабатываемый компрессорной станцией, поступает в наружные (межцеховые) сети сжатого воздуха. Наружные сети сжатого воздуха выполняются в основном по тупиковой схеме, при которой воздух подается в магистральные трубопроводы, а от них по отводам к цехам-потребителям. Перед значительно удаленными от компрессорной станции цехами могут устанавливаться воздухосборники.

На промышленном предприятии выработка сжатого воздуха осуществляется на отдельно стоящей компрессорной станции.

При разработке рациональной системы воздухоснабжения, основная задача - обеспечить всех потребителей воздуха, требуется определить расходы сжатого воздуха на цеха. Все расходы откорректированы с учётом коэффициентов использования, эксплуатационного и коэффициента одновременной работы. Для проектирования системы межцеховых воздухопроводов и определения требуемого давления у потребителей производится аэродинамический расчет и расчет на прочность.

Расчет нагрузок и выбор состава оборудования компрессорной станции (КС)

Определяем среднегодовую нагрузку станции с учётом потерь 10% воздуха в коммуникациях:

м³/мин. (1.1)

Максимально допустимая нагрузка для КС:

м³/мин. (1.2)

Максимально возможная нагрузка для КС:

м³/мин. (1.3)

Задаёмся центробежной компрессорной станцией ЦБКС. Определяем количество рабочих машин:

Принимаем шт.; шт.

Находим расчётную производительность одного компрессора:

м³/мин. (1.4)

Используем компрессор К-345-92-1: Q_к = 355 м³/мин.

В этом случае ТКУ в расчётных режимах КС имеет следующие производительности:

м³/мин,

м³/мин, (1.5)

м³/мин.

Имеется некоторая избыточность резерва:

. (1.6)

Для дальнейших расчётов используем компрессор К-345-92-1.