Повышение эффективности работы систем воздухоснабжения



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Повышение эффективности работы систем воздухоснабжения



Экономия энергозатрат в процессе воздухоснабжения может быть достигнута на разных этапах работы системы: при производстве сжатого воздуха; при его транспортировке к месту потребления; при его использовании.

Снижение энергозатрат при транспортировке связано с уменьшением утечек воздуха, гидравлических и тепловых потерь энергии в воздухопроводах. Эти потери и методы их снижения рассмотрены ранее (в 13.2).

Повышение работоспособности сжатого воздуха его нагревом перед использованием

Мощность пневмомеханизмов, Nм, кВт, вырабатывающих механическую энергию, прямо пропорциональна удельной работоспособности сжатого воздуха:

, (14.1)

где Gв, – массовый расход воздуха в механизме, кг/с.

Удельная работоспособность воздуха lв, кДж/с, может быть вычислена по уравнению изоэнтропного расширения с учетом внутреннего относительного КПД механизма:

, (14.2)

где P1, МПа и T1, К – параметры сжатого воздуха на входе в механизм; P2 – конечное давление расширения, МПа; R=0,287 кДж/(кг×К) – газовая постоянная для воздуха.

Из уравнений (14.1) и (14.2) видно, что при неизменной мощности механизма Nм массовый расход воздуха Gв, а следовательно, и расход энергии на его производство, находятся в прямой зависимости от его температуры T1.

Производительность пневматических машин и инструментов, использующих потенциальную энергию сжатого воздуха, зависит от объема поступающего в цилиндры воздуха и не зависит от его температуры. Предварительный подогрев воздуха увеличивает его объем и уменьшает расход по массе.

Уменьшение массового расхода в таких механизмах (кузнечные молоты, подъемники, молотки, дрели, фортуны и др.) может быть вычислено по соотношению

(14.3)

Здесь одним штрихом помечены параметры воздуха до нагрева, двумя штрихами – параметры после нагрева.

В пневматических аппаратах, использующих кинетическую энергию сжатого воздуха (сопла для обдувки, пескоструйные и дробеструйные аппараты, утечки), уменьшение расхода сжатого воздуха по массе можно определить аналогично с помощью уравнения расхода [9]:

, (14.4)

где F – площадь поперечного сечения сопла (отверстия); y(l) – газодинамическая функция расхода; m – постоянный коэффициент; P1, T1 – параметры сжатого воздуха перед соплом (отверстием).

Тогда относительную экономию сжатого воздуха при его нагреве можно вычислять по соотношению

. (14.5)

Например, при подогреве сжатого воздуха от t1=40 °C до t2=120 °C расход воздуха на работу пневматических машин и инструментов уменьшается на 25,5 %, а расход сжатого воздуха на работу сопел и утечек уменьшится на 14 %.

Степень подогрева воздуха должна определяться условиями работы, применяемыми материалами и смазками механизмов. Однако учитывая, что при расширении воздух значительно охлаждается, то средняя температура ручного инструмента, например, не превысит 40 °C при предварительном его нагреве до 95 °C.

Экономия электроэнергии при производстве сжатого воздуха прямо пропорционально экономии этого воздуха при его использовании:

(14.6)

так как затраченная мощность в компрессоре прямо пропорциональна его массовой производительности (см. (6.9)).

 

Контрольные вопросы

1. В каких звеньях системы воздухоснабжения может быть достигнута экономия электроэнергии?

2. Как сказывается подогрев сжатого воздуха на величину его утечек через неплотности и разрывы?

3. За счет чего достигается экономия электроэнергии при подогреве сжатого воздуха перед его использованием?

___________

 

Библиографический список

1. Системы воздухоснабжения промышленных предприятий /Б.Г. Борисов, Н.В. Калинин, В.А. Михайлов и др.; Под ред. В.А. Германа. М.: Моск. энерг. ин-т, 1989. 180 с.

2. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры: Учебник для теплоэнергетических специальностей вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1984. 416 с.

3. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник/ Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. 2-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1991 (Теплоэнергетика и теплотехника, кн.4).

4. Кумиров Б.А., Валиев Р.Н. Расчет системы снабжения предприятий сжатым воздухом: Учеб. пособие. Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2003.

5. Кумиров Б.А.. Методические указания по курсовому проектиро-ванию по курсу "Технологические энергоносители предприятий". Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2003.

6. Холодильные машины: Справочник. Серия "Холодильная техника" /Под ред. А.В. Быкова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.

7. А.с. 1677369 А1 СССР, МКИ F 04 B 39/16, B 01 D 53/26. Способ осушки сжатого воздуха /Б.А. Кумиров, И.Н. Романов, М.В. Анисимова, И.А. Михеева, бюл. № 34 от 15.09.91.

8. Карабин А.И. Сжатый воздух. Выработка, потребление, пути экономии. М.: Машиностроение, 1964. 343 с.

9. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник /Под общей ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. 2-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1988 (Теплоэнергетика и теплотехника, кн.2).

10. Справочник по физико-техническим основам криогеники/ М.П. Малков, И.Б. Данилов, А.Г. Зельдович и др.; Под ред. М.П. Малкова. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985. 432 с.

_____________

 

 


СОДЕРЖАНИЕ

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Общие сведения о системах производства и распределения энергоносителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
1.1. Общие понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Функции системы ПРЭ и методы их обеспечения . . . . . . . . .
1.3. Функции вспомогательных Элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Показатели эффективности системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. общие сведения о стемах воздухоснабжения . . . . . . . . . .
2.1. Назначение, достоинства и недостатки систем воздухоснабжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
2.2. Структура и схемы систем воздухоснабжения . . . . . . . . . . . . .
3. Характеристика потребителей сжатого воздуха . . . . . . .
3.1. Области применения сжатого воздуха и энергоемкость его применения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
3.2. Классификация потребителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Параметры потребляемого сжатого воздуха . . . . . . . . . . . . . . .
4. Режимы воздухопотребления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1. Определение нагрузок на компрессорную станцию . . . . . . . . .
4.2. Выбор типа, типоразмера и количества компрессоров, устанавливаемых на компрессорной станции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
5. Оборудование и схемы компрессорных станций систем воздухоснабжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
5.1. Общие сведения о компрессорном оборудовании . . . . . . . . . .
5.2. Технологические схемы компрессорных станций . . . . . . . . . .
6. Основы теории компрессорных машин . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1. Основные показатели работы (параметры) компрессорных машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
6.2. Ступенчатое сжатие и его расчет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3. Работа лопаточных машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7. Основные характеристики компрессоров . . . . . . . . . . . . . .
7.1. Характеристики объемных машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2. Характеристики турбокомпрессоров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.3. Определение рабочих параметров компрессорных машин по характеристикам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
7.4. Пересчет характеристик турбокомпрессора на другие условия работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
8. Регулирование работы компрессорных установок . . . . .
8.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2. Регулирование поршневых компрессоров . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.3. Регулирование турбокомпрессоров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9. Приводы компрессоров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.1. Привод поршневых компрессоров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2. Привод турбокомпрессоров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10. Вспомогательное оборудование компрессорных станций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
10.1. Загрязнения атмосферного воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.2. Способы очистки воздуха и классификация воздухоочистительных устройств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
10.3. Основные показатели воздушных фильтров . . . . . . . . . . . . . .
10.4. Влаго- и маслоотделители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.5. Воздухосборники (ресиверы) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.6. Теплообменники компрессорных установок . . . . . . . . . . . . . .
11. Компоновка компрессорных станций . . . . . . . . . . . . . . . .
11.1. Типы компоновок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.2. Машинный зал, размещение оборудования . . . . . . . . . . . . . . .
12. Осушка сжатого воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.1. Способы осушки воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.2. Термодинамические основы осушки охлаждением . . . . . . . .
12.3. Установки для осушки воздуха охлаждением . . . . . . . . . . . . .
12.4. Адсорбционный способ осушки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13. Транспортирование сжатого воздуха . . . . . . . . . . . . . . . .
13.1. Трубопроводы компрессорной станции . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.2. Потери энергии при транспортировке сжатого воздуха . . . . .
13.3. Аэродинамический расчет воздухопровода . . . . . . . . . . . . . . .
13.4. Конструкции воздушных сетей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14. Повышение эффективности работы систем воздухоснабжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
14.1. Повышение работоспособности сжатого воздуха его нагревом перед использованием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

 

______________

 

 

Борис Александрович Кумиров

Системы снабжения предприятий сжатым воздухом

 

Учебное пособие по курсу

«Технологические энергоносители предприятий»

Часть 1

(Кафедра промышленной теплоэнергетики КГЭУ)

 

Редактор издательского отдела Артамонова Н.А.

_________________________________________________________________

Изд. лиц. № _____________ Темплан издания КГЭУ ______ г.

Подписано к печати Формат 60х84/16

Гарнитура “Times” Вид печати _________ Бумага

Физ.печ.л. Усл.печ.л. 6,31 Уч.-изд.л.

Тираж 450 Заказ

__________________________________________________________________

Издательский отдел КГЭУ,

420066, Казань, Красносельская, 51

__________________________________________________________________

Типография КГЭУ

420066, Казань, Красносельская, 51



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 299; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 52.205.167.104 (0.01 с.)