98601

Расчёт компрессора

Курсовая

Производство и промышленные технологии

В качестве водоохладительного устройства принята вентиляторная двух секционная градирня типа Союзводоканалпроект с плёночным оросительным устройством сечением 64м (8х8) каждая и вентиляторами 1ВГ-50. Для циркуляции оборотной воды выбраны два работающих и два резервных насоса типа...

Русский

2015-11-05

933.5 KB

10 чел.

Расчёт компрессора

Годовое потребление воздуха  Qг = 960 000  тыс.м3/год

Число часов работы предприятия                                  τг = 5100ч/год  

Показатели графика воздухопотребления:        

Коэффициент максимально длительной нагрузки   kм.д = 1,17  

Коэффициент максимально возможной нагрузки    kм.в =  1,44   

Параметры воздуха, требуемые потребителем:        

Давление в коллекторе у потребителя                         Рп = 0,76МПа  

Температура воздуха у потребителя                             tп = 48°С  

Влагосодержание воздуха                                             dп = 0,58г/кг  

Характеристика трассы воздухопровода:        

Суммарная длина прямых участка трассы                  lпр =220м  

Число тройников                                                           nтр = 4шт.  

Число поворотов на 90° (Rп =2Dтр)                            nпов = 13шт.  

Количество задвижек                                                   nзад =  5шт.  

Климатические условия работы системы: г. Томск        

расчетное барометрическое давление Ра= 0,099МПа745мм рт.ст.

температура              tа =  25,9°С  

энтальтия                   iа =  52,8кДж/кг  

скорость ветра    wв= 1м/с  

Амплитуда суточных колебаний температуры Δ=11°С  

       

1).        

1,1 Определяем среднегодовую нагрузку станции с учётом потерь 10% воздуха в коммуникациях        

Qср=(1,1*Qг)/(τг *60)= м³/мин.

1,2 Максимально допустимая нагрузка для КС.        

Qм.д=kм.д * Qср= м³/мин.

1,3 Максимально возможная нагрузка для КС.        

Qм.в=kм.в * Qср= м³/мин.

1,4 Задаёмся центробежной компрессорной станцией ЦБКС определяем количество рабочих машин        

1-Й вариант        

                   Принимаем     nраб.= 4 шт nрез= 1шт  

Находим расчётную производительность одного компрессора        

Qк.р=Qм.д/nраб= м³/мин.

Используем компрессор К-1290-121-1= м³/мин.    

В этом случае ТКУ в расчётных режимах КС имеет следующие производительности        

Qраб=Qк*nраб= м³/мин.

Qрез=Qк*nрез= м³/мин.

Qуст= Qк*nуст= м³/мин.

Имеется большая избыточность в резерве        

nрез=(Qуст-Qк)/Qр= м³/мин.

2-Й вариант        

            Принимаем          nраб.=  3 шт  nрез= 1 шт  

Тогда расчётная производительность одного компрессора        

Qк.р=Qм.д/nраб= м³/мин.

Появляется возможность установить компрессор К-1500-62-2  1480 м³/мин.   

Определяем коэффициент резерва        

Qраб=Qк*nраб= м³/мин.

Qрез=Qк*nрез= м³/мин.

Qуст= Qк*nуст= м³/мин.

Имеется некоторая избыточность резерва        

nрез=(Qуст-Qк)/Qр= м³/мин.

Для дальнейших расчётов используем компрессор К-1500-62-2        

       

3).Выбор типа и типоразмера водоохлаждающего устройства и определение параметров охл. Воды.        

3.1.1. В качестве расчётных принимаем параметры наружного воздуха в г. Томск         

для самого жаркого месяца года с необеспеченностью в 200 часов        

                        Барометрическое давление           Ра = МПа 745 мм рт.ст.  

                               Расчётная температура            tа= °С    

                           Энтальпия             iа= кДж/кг     

                      Скорость ветра          Wа= м/с     

3.1.2. В соответствии с I,d - диаграммой в этих условиях        

Влагосодержание воздуха dа=10,9 г/кг    

Относительная влажность (степень насыщения)  ϕ= 49%   

температура "мокрого" термометра tмт= 19,5°С   

Температура насыщения"точка росы" tтр= 15,2°С   

Максимальная температура воды на выходе из градирни tw1=  25,4 °С   

       

4). Аэродинамический расчёт воздушной магистрали        

За расчётный расход воздуха принимаем максимально длительную нагрузку КС        

Qрас=Qм.д= м³/мин.

Определяем массовый расход воздуха в магистрали Gв       

Gв=(Qрасчо)/60= кг/с

                  где ρо= кг/м плотность воздуха в стандартных условиях     

Определяем ориентировочную приведённую длину трубопровода        

l'пр=1,2*lтр= м

Принимаем в первом приближении величину удельного падения давления в трассе        

ΔРуд= Па/м

Определяем падение давления в магистрали (в первом приближении)        

ΔР'м=ΔР'уд*l'пр= Па 0 МПа

Определяем среднии параметры воздуха        

Р'срп+0,5ΔР'м= МПа

       Температура воздуха            tср=tп=tкс=  °С    

        или Tсрп=Tкс= К     

Средняя плотность воздуха в трубопроводе        

р'сро*((Р'сро)/(Роср))= кг/м³

Где    То= К и Ро= МПа

Вычисляем действительный средний объёмный расход воздуха в магистрали        

Q'ср=G'в/ρ'ср= м³/с

Выбираем экономически оптимальную скорость воздуха        

Wопт= м/с

Определяем расчётный внутренний диаметр трубопровода магистрали        

Dрас.вн=((4*Q'ср)/(π*Wопт))^0,5= м

По госту берём трубу Dн= мм           δ=9мм

С абсолютной шероховатостью Δ= мм

е=Δ/Dгост вн=

где   Dгост вн=Dн-2*δ=   мм

Вычисляем фактическую скорость движеня воздуха в магистрали в первом приближении        

W'в=((4*Q'=)/(π*Dгост вн)²)= м/с

Определяем значение Рейнольдса характеризующее режим течения        

Re'=(W'в*Dгост вн*ρ'ср)/μв=

                 где μв= Па*с коэф динам вязкости при tср=48°С     

Оцениваем границы применимости расчётных формул        

                     10/е=        

                    500/е=        

Так как Re'>500/e, то расчётное значение коэффициента трения λ' составит        

λ'=0,11*е^0,25=

Определяем эквивалентные длины местных сопротивлений lэк ([2] таб 6)        

lэк зад= м.

lэк тр1= м.

lэк тр2= м.

lэк тр3= м.

lэк тр4= м.

Для колена с Rп=2*Dвн с коэффиц. Местного сопротивления ξмс=    ([2] таб 7) экв.

Длинна составит lпов эк =(ξмс*Dгост вн)/λ' =  м.    

Уточняем приведённую длинну магистрали l''пр во втором приближении        

          l''пр =lтр+lэк зад*nзад+Σlтр эк +lпов эк *nпов=  м.   

Раситываем потери давлени в магистрали        

ΔР''м=λ' *(l''пр/Dгост вн)*((W'в)^2/2)*ρ'ср= Па

Определяем уточнённое значение средней плотности воздуха        

ρ''ср=ρо*((Р'ср*То)/(Ро*Тср))= кг/м³

Расхождение в значениях плотности воздуха состовляет        

             δ=((ρ'ср-ρ''ср)/ρ'ср)*100= % это меньше допустимого (2,5%) других приближений не требуется.        

Определяем уточнённое значение среднего давления воздуха        

Р''ср=Рп+0,5ΔР''м=  МПа

Определяем давление воздуха в коллекторе КС         

Р''ксп+ΔР'= МПа

Расчёт участка нагнетательного трубопровода отдельной КУ (от РТО до коллектора КС)        

Диаметр нагнетательного трубопровода КУ оценивается по         

номинальной производительности компрессора        

Qк= м³/мин.

Определяем массовый расход воздуха в магистрали Gв        

Gв=(Qко)/60= кг/с

Определяем объёмный расход воздуха в нагнетательном трубопроводе          

Средняя плотность воздуха принимается такая как в магистрали ρср=        

Qн.тр=Gкср= м³/с.

Определяем диаметр трубопровода        

Dрас.вн=((4*Q'ср)/(π*Wопт))^0,5=  м.

          где  Wопт= 13 м/с  принятая экономически оптимальная скорость воздуха в трубе      

По ГОСТ 8732-78 ([2]таб.6) выбираем трубу 620х6 с Dвн= 608мм 0,608м

Определяем реальную скорость потока воздуха         

Wв.н=(4*Qн.тр)/(π*Dгост вн.н^2)=  м/с

Определяем число Рейнольдса        

Re=(Wв*Dгост внср)/μв=

Определяем абсолютную и относительную шероховатость трубы Δ= 1мм  

е=Δ/Dгост вн=

Определяем границы режимов        

                   500/е=  <Re      

Определяем коэффициент трения        

λ=0,11*е^0,25=

На участке от РТО до коллектора принимаются эквивалентные длины местных сопротивлений        

      Обратный клапан    lок.экв= м.     

                    Задвижка   lзад.экв= м.     

Определяется ориентировочно приведённая длинна        

lпр.=lтр+lок.экв+lзад.экв= м.

            Где     lтр= м. длинна прямых участков      

Определяем потери давления в трубопроводе от сил трения        

ΔРн=λ*(lпр/Dгост вн)*( Wв.н^2/2)*рср= Па.

Определяем потери давления в рессивере и поворотах трубопровода обвязки        

Принимаем  коэффициенты сопротивлений ([2]таб.7)        

                     ξвых= 1  выход из трубы в сосуд больших размеров      

                        ξвх= 0,5  вход в трубу без закругления кромок      

                      ξпов= 0,5  колено с углом поворота 90° и Rп= 2D (4шт)      

Эквивалентная длинна этих сопротивлений составит        

lэкв=(Σξм.с*Dгост вн)/λ = м.

Потери давления от местных сопротивлений составят        

ΔРм.с=λ*(lэкв/Dгост вн)*( Wв.н^2/2)*ρср= Па

Определяем общие потери давления в нагнетательном трубопроводе на участке от РТО         

до нагнетательного коллектора КС.         

ΔРн.тр=ΔРн+ΔРм.с= Па

   

Оценка потери давления в системе осушки воздуха

Так как отсутствует монтажная схема системы осушки, то потери давления в аппаратах и влагоотделителях оцениваются на основе эксплуатационного опыта и предыдущих расчётов       

Принимаем следующие потери давления        

                      ΔРто= кПа - в теплообменниках      

                      ΔРво= кПа - во влагоотделителях и соединительных трубопроводах      

В соответствии с расчётной схемой (см.рис.9) оцениваются значения давлений воздуха в характерных точках схемы        

                      Р3=Ркс+ΔРн.тр+ΔРто=  МПа     

                      Р2=Р3+ΔРво+ΔРто= МПа     

                      Р1=Р2+ΔРво+ΔРто= МПа     

Потери давления в концевом охладителе воздуха (ВОК)  и его влагоотделителе будут учтены в термодинамическом  рсчёте компрессорной установки.        

       

Тепловой расчёт компрессорной и воздухоохлаждающей установок

Принимаем дополнительные данные к расчёту        

                       Рвс= Па  - Потери давления на линии всаса      

               δ'=δ''=δ'''=  - Коэффициенты учитывающие потери давления в промежуточных и концевых охладителях воздуха        

                   ΔТохл= К -недоохлаждение воздуха до температуры воды в промежуточных охладителях.        

                       ηад=    -Адиабатный (изотропный) КПД ступеней сжатия ТКУ      

                       ηэм=  - Электромеханический КПД ступеней сжатия ТКУ      

Находим значение давлений на всасе и нагнетании компрессора        

Р'вка-ΔРвс= МПа

Рку=Р1= МПа

Степени повышения давления в секциях турбокомпрессора        

    ε'=ε''=ε'''=1/δ*(Рку/Р'вк)^0,33= МПа     

Давление воздуха между супенями сжатия        

       Р'нк=Р'вк*ε'= МПа      

       Р''вк=Р'нк*δ'= МПа      

       Р''нк=Р''вк*ε'= МПа      

       Р'''вк=Р''нк*δ'= МПа      

       Р'''нк=Р'''вк*ε'= МПа      

Значение температур воздуха на входе в секции сжатия        

Т'вка= К  °С

Т''вк=Т'''вкw1+Δtохл= К °С

Удельные работы сжатия по секциям        

а) в первой секции        

l'к=k/k-1*R*T'вх*[(ε')^k/k-1-1]*1/ηад= кДж/кг

б) во второй и третьей секциях        

l''к=l'''к=k/k-1*R*T''вх*[(ε'')^k/k-1-1]*1/ηад= кДж/кг

              Здесь   k= 1,4 показатель адиабаты для воздуха      

             Здесь    R= 0,287 кДж/кг*K газовая постоянная для воздуха     

Значение температур воздуха на выходе из секций сжатия        

Т'нк=Т'вк+(l'к/Срв)= К        или °С

Т''нк=Т'''нк=Т''вк+(l''к/Срв)= К        или °С

 Здесь           Срв=1,02 кДж/кг*K средняя изобарная теплоёмкость воздуха  

   

Диаграмма изменения температур теплоносителей в промежуточном охладителе                                                                                                                                                                воздуха.            

       

 

Диаграмма изменения температур теплоносителей в концевом охладителе воздуха.        

       

Массовая производительность компрессора в рассчитываемых условиях        

Gк=(Q=*pвк)/60= кг/с

где   pвк =p0*((Р'вк*Т0)/(Р0а))=  кг/м³ -плотность воздуха на всасывании.     

Электрическая мощность, потребляемая приводом компрессора        

Nк=(Gк*lΣк)/ηэм= кВт

                  где   lΣк=l'к+l''к+l'''к= кДж/кг - суммарная удельная работа сжатия компрессора     

       

       Расчёт влагосодержания воздуха во всех характерных точках системы.       

Вычисляем тепературу воздуха в (точке 3)  t 3        

                          dп= г/кг      

так как dп=dн то парциальное давление водяных паров в осушенном воздухе составит:        

Рн3=(dн3*Р3)/(622+dн3)= Па

    

В соответствии с термодинамическими свойствами воды и водяного пара это точка росы                        tн= 2,6°С

Принимаем  t н = t 3 = °С     

       

Значение температур воздуха t1 и t2 (в точках 1и2) определяются из мнения теплового баланса        

для РТО. При отсутствии отбора воздуха на осушку это уравнение имеет вид tкс- t 3 = t 1 - t 2        

Принимаем средний температурный напор  в РТО:   Δtср= °С  

      

   

Диаграмма изменения температур теплоносителей в регенеративном теплообменнике        

       

Можно считать, что    t2-t3 = t1-tкс ≈ Δtср=  °С    

      Тогда учитывая, что tкс-tп= °С     

t1=tкс+Δtср=  °С

t2=t3+Δtср=  °С

Заметим что  t1=tкс - температура воздуха за ВОК        

Тепловая мощность регенеративного теплообменника составляет:        

Qрто=Gкрв*(Т12)= кВт

Требуемая поверхность теплообмена Fрто оценивается примерно:        

Fрто=Qрто/(k*Δtср)= м²

                     где k= Вт/(м²*К)      

Вычисляем колличество влаги отделяемое в теплообменниках осушки Gwот= кг/с        

В концевом воздухоохладителе - это разность между начальным        

влагосодержанием воздуха dа= г/кг     

и насыщающим влагосодержанием воздуха в точке 1 dн1 Если она меньше при tн1=°С

dн1=622*(Рн1/(Р1н1))= г/кг

Так как dн1>dа , то выпадение влаги после ВОК не происходит        

Влагосодержание воздуха в точке 2 (после РТО) определяется насыщающим влагосодержанием  dн2         

              при  температуре  воздуха  tн2= °С     

dн2=622*(Рн2/(Р2н2))= г/кг

Количество выпадаемой в виде росы влаги в точке 2 составляет        

Gрто w от=Gк*(da-dн2)= г/с

Количество отделяемой влаги в охладителе осушителе составит        

Gоов w от=Gк*(dн2-dн3)= г/с

Суммарное количество атмосферной  влаги , отделяемой в воздухоохладителях компрессорной уст. Составит:         

Gку w от=Gрто w от+Gоов w от=  г/с

Или

     Vку w от=Gку w от*(3600/1000)=   м³/ч.

       

Выбор и термодинамический расчёт холодильной машины блока осушки        

Тепловая нагрузка охладителя-осушителя (ООВ) хладопотребление:        

            Q'о=Gкрв*(t2-t3)=  кВт.     

требуемая хладопроизводительность источника холода Qо с учётом теплопритока в систему        

    хладоснабжения через изоляцию     Qиз=  % от Qо составит:    

Qо=1,12*Q'о=  кВт.

Оцениваются температуры конденсации tк и испарения tо ХА в холодильном цикле.         

Для этого принимаем минимальные температурные напоры в аппаратах системы осушки воздуха:        

∆tк= °С - в конденсаторе

∆tоов= °С - температура ХН на выходе из испарителя

∆tи= °С - температура кипения ХА в испарителе.

В соответствии с диаграммами распределения теператур в теплообменниках КС оцениваются:        

tк=tw2+∆tк= °С - температура конденсации ХА

ts2=t3-∆tоов= °С - температура ХН на выходе из испарителя

tо=ts2-∆tи= °С - температура кипения ХА в испарителе.

       

       

 

Диаграмма изменения температур теплоносителей в конденсаторе ХМ.       

       

       

 

 Диаграмма изменения температур теплоносителей в испарителе ХМ.      

       

Средний температурный напор в ООВ составит:        

∆tоов ср=(∆tδ-∆tм)/(ln*(∆tδ/∆tм))=  К.

     Где   ∆tδ=t2-ts1= К. -Наибольший температурный напор на горячем конце теплообменника.       

    Где   ∆tм=t3-ts2= К. - Наименьший температурный напор  на холодном конце теплообменника.        

 

Диаграмма изменения температур теплоносителей в охладителе -        осушителе воздуха.

   

Тогда требуемая поверхность теплообмена воздухоосушителя будет равна:         Fоов=Q'о/k*∆tоов ср= м²

   

Где k=10÷60 Вт/ м²*K - ориентировочное значение коэффициента теплопередачи в теплообменниках типа "газ-жидкость"       

Выбираем холодильную машину из серийно выпускаемых работающую на хладоне R22 (таб. 13 прил.)        

Это будет машина МКТ 200-2-0 с водяным охлаждением конденсаторов        

Диапазон рабочих параметров:        

tо= от -9 до 10°С

tw1= от 1 до 30 °С

Расчётные (стандартные) условия работы:        

Qст о=  кВт.

ts2= °С

tо= °С

Nэ= кВт.

Пересчёт стандартных условий работы ХМ на рабочие приведён в таблице 1.        

    Табл.1 термодинамические параметры R 22 для стандартных и рабочих условий        

  

       

Степень повышения давления в компрессоре в рабочих условиях ниже, чем в стандартных        

εк стк ст/Ро ст=

εк рабк ст/Ро раб=

Следовательно, коэфф. Подачи холодильного компрессора в рабочих условиях будет выше, чем в расчётных тоесть λ>λст. Для упрощения принимаем λ≈λст.        

Реальная хладопроизводительность МКТ220-2-0 в рабочих условиях составит:        

Qо раб=Qо ст*(gо*Vо ст*λ)/(gо ст*Vо*λст.)= кВт

Что меньше требуемой (без учёта роста коэффицента λ) на.

δ'=(Qо раб-Qо)/Qо= %

Таким образом МКТ220-2-0 удовлетворяет требованиям и может быть использован в системе.        

Расчёт цикла холодильной машины

Таб.2 Термодинамические параметры ХА в цикле       

       

Принята величина перегрева паров ХА на линии всасывания:        Δt=  °С  

        Энтальпия в точке 4  i4 определяется из соотношения:         i4=i3+i6-i1= кДж/кг      

Энтальпия в точке 2 i2 находим из выражения для адиабатного КПД         

компрессора где принято   ηад=

i2=i1+((i2ад-i1)/ηад)=  кДж/кг

Удельная тепловая нагрузка испарителя        

qо =i6-i5= кДж/кг

Удельная внутренняя работа компрессора        

lк=i2-i1= кДж/кг

Массовый расход ХА, циркулирующего в контуре холодильной машины        

Gха=Qo/qo= кг/с

Тепловая нагрузка конденсатора ХМ        

Qк= Gха*(i2-i3)= кВт

Мощность потребляемая компрессором        

Nхм к=Gха*lк= кВт

Проверка теплового баланса в цикле ХМ        

Q'к=Qo+Nхм к= кВт

Погрешности баланса составляют при этом        

δ¯=(Qк-Q'к)/Qк*100= %

Электрическая мощность холодильной машины при принятом значении КПД        

        ηэм=        

Nхм э=Nхм к/ηэм= кВт

Холодильный коэффициент ХМ        

εо=Qо/Nхм э=

Эксергетический КПД холодильной машины по хладоагенту        

ηех=(Qo*(τq)н)/Nхм э= -50,30%

     (τq)н=|1-Tw1/To|=  коэфф работоспособности теплового      

потока при t кипения хладоагента        

    

  

Гидравлический расчёт и выбор насосов циркуляционных систем

хладоснабжения и водоснабжения КС

      

          Расчёт системы хладоснабжения        

В качестве хладоносителя принимается (согласно задания) водный раствор этиленгликоляс температурой замерзания tзам,°С, Обычно температура замерзания ХН выбирается  на величину Δtзам=5÷10°С ниже температуры кипения ХА в испарителе. Принято    Δtзам= °С  

     Тогда   tзам=tо-Δtзам= °С     

               Это соответствует концентрации раствора     ξ= % ( см.таб.28 прилож.)   

Подогрев ХН в ООВ принимается      Δts=ts1-ts2=  °С   

Расход ХН в циркуляционной системе хладоснабжения составляет        

Gs=Qo/(Cs*Δts)= кг/с

                где Cs= кДж/кг*К  - теплоёмкость ХН при средней рабочей tср s      

  tср s=(ts1+ts2)/2= °С      

В объёмных еденицах расход ХН Vs, при плотности раствора  p=  кг/м³ составит;  

Vs=Gs/ps= м³/ч.

    

Расчет напора циркуляционного насоса возможен только при выполненной монтажной схеме системы хладоснабжения.

Приблизительно оценивается требуемый напор Нs= м.   

Для циркуляции системы ХН выбираем насос марки К-160/20 с числом оборотов n=об/мин и КПД  ηн= % в расчётном режиме.      

Потребляемая электрическая мощность составит;        

Nэ s=(Vs*ps*g*Hs)/ηн*1000=  кВт.

       

Расчёт системы оборотного водоснабжения для КС с турбокомпрессорами.

Общий расход производственной воды складывается из расходов в ПО, и конденсаторе холодильной машины.        

Тепловые нагрузки водоохлаждаемых аппаратов КС составляют;    

В промышленных охладителях воздуха        

Q'по=Gкрв*(Т'нк-Т''вк)= кВт.

Q''по=Gкрв*(Т''нк-Т'''вк)=кВт.

В концевом охладителе воздуха        

Qво к=Gкрв*(Т''нкку)= кВт.

Тепловая мощность конденсатора холодильной машины системы осушки   Qк=  кВт.

Расчёт воды в аппаратах Gw составит;        

Gпо1 w=Q'по/(Сw*Δtw)=   кг/с (л/с)

Gпо2 w=Gпо3 w=Q''по/(Сw*Δtw)=   кг/с (л/с)

Gвок w=Qвок/(Сw*Δtw)= кг/с (л/с)

Gк w=Qк/(Сw*Δtw)= кг/с (л/с)

Суммарное потребление воды в компрессорной установке с учётом 10% в маслоохладителях  составляет;        

Gку w=1,1*( Gпо1 w+Gпо2 w+Gвок w)=   кг/с (л/с)

Или в объёмных еденицах Vк w=Gк w*(3600/1000)=  м³/ч.   

Общий расход оборотной воды для охлаждения рабочих машин КС составит;        

Gкс w=nраб*Gку w=  кг/с (л/с)

Или в объёмных еденицах Vкс w=nраб*Vку w=   м³/ч  или  0,000м³/с.  

Необходимая площадь поперечного сечения плёночного оросительного устройства,ориентировочно составит;        

F'ор=Vкс w/g'ор= м²

        где  g'ор= м³/м²*ч.      

Выбираем двух секционную вентиляторную градирню типа "Союзводоканал проект"         

с поперечным сечением  оросителя секции f'ор=   м²   

размеры секции 8х8 площадь орошения Fор=  м²   

Действительная плотность орошения градирни составит        g'ор=Vкс w/Fор= м³/м²*ч.

Расчёт температуры охлаждённой в градирне воды, выполненный по диаграмме [3] показал,  что  t w1=  °С  при    tмт= °С    

С учётом поправки на действительную температуру влажного термометра  tмт=  °С

она составляет  t w1=  °С  это практически совпадает с первоначально принятым значением.      

При сохранении принятых ранее значений необходимого напора циркуляционных насосов оборотной системы определяется потребляемая насосами электрическая мощность .        

Nэ w=(Vкс w*p*g*Hw)/(ηн*1000)=  кВт.     

                где p=  кг/м³ плотность воды.      

                где g= м/с²  ускорение свободного падения.      

                где Hw=м.  Требуемый напор насоса      

            где ηн=  общий (полный) КПД насоса      

       Число работающих насосов ηраб= 2      

Производительность насоса составит;        

Vн=Gкс w/ηраб= л/с  или м³/ч.

Для требуемых параметров    Vн=  м³/ч.  и   Нн=   м.   

Подходит насос  Д 800-58 с производительностью  м³/ч.    

И развиваемым напором м.      

Мощность эл.дв. кВт. Обороты об/мин.   

       

Расчёт удельных показателей компрессорной станции с турбокомпрессорами.

Расчёт ведётся для всей компрессорной станции при работе всех рабочих компрессоров в номинальном для них режиме.        

Эксергетический КПД станции без учёта расхода электроэнергии в вентиляторах градирни составляет;        

            ηкс ех=Ев/(ΣЕвк+ΣЕвэ)=  или %   

Здесь Ев -эксергия сжатого воздуха которая, определяется по формуле;      Ев=Gк*nраб*(iв-ioc-Toc*(Sв-Soc))= кВт.     

                      iв= Дж/моль  = кДж/кг -энтальпия сжатого воздуха     

            при  Ркс= МПа  и   Ткс= К.   

                      ioc=     Дж/моль  = кДж/кг -энтальпия атмосферного воздуха при

                      Тос=К.      

                      Sв= Дж/моль*К.= кДж/кг*К. -энтропия сжатого воздуха.    

                     Sос= Дж/моль*К.= кДж/кг*К. -энтропия атмосферного воздуха. При

                      Тос= К.      

ΣЕвк=nраб*Nк=  кВт.

Эксергия, потребляемая всеми воздушными компрессорами станции      

ΣЕвэ=nраб·(Nхм к+Nэ w+Nэ s)= кВт. -эксергия (суммарная эл.мощ.) потребляемая насосами циркуляции оборотной воды и хладоносителя        

Удельный расход электроэнергии на производство 1000м³ сжатого воздуха находим по формуле;  

Эу=((Э123)*1000)/(Qк*nраб)= кВт.*ч/1000м³

здесь Э1=Nк*n к раб*1ч= кВт.*час -расход эл.энерг за 1 час в воздушных компрессорах Э2=Nхм э*n к раб*1ч=  кВт.*ч -расход эл.энерг.

В компрессорах холодильных машин за 1 час     

Э3=Nэ w+Nэ s=  кВт.*ч -расход эл.энерг.

В циркуляционных насосах воды иХН за 1 час      

Удельный расход охлаждающей воды в компрессорной станции находим по формуле;   gw=(Gкс w*60)/(Qк*nраб)=  л/м³     

       

Адсорбционная доосушка воздуха

В соответствии с заданием воздух в колличестве Qад= м³/мин.     

Должен досушиваться до температуры точки росы tад= °С  

Такие параметры достигаются в серийной адсорбционной установке  осушки воздуха УОВ-100. Это моноблочный двухкорпусный агрегат с одним  электронагревателем воздуха для регенерации (см.рис 1)        

Основные показатели УОВ-100 [4](см.табл.22 приложения)        

Расход осушаемого воздуха  

Qад=  м³/мин.

Масса загружаемого адсорбента   

Gад= кг.

Мощность эл.нагревателя воздуха

Nэ.в= кВт.

В качестве адсорбента выбран силикагель марки КСМ. Его динамическая влагоёмкость (при t=20°C)         

составляет 25%, а расчётная - 12%от массы адсорбента (см. табл.23 прилож.)  

Он обеспечивает остаточное влагосодержание    dост= г/кг   

Что соответствует    tт.р= °С     

Рабочая влагоёмкость всей массы адсорбента установки состовляет;     Wад=0,12*Gад= кг     

В соответствии  со схемоц КС (см.рис.2) воздух для досушки поступает с параметрами насыщения,тоесть с температурой     t3=5°С

давлен       Р3=  Мпа.  И влагосодержанием d3= г/кг.  

Количество влаги поглощаемой адсорбентом из поступающего на осушку воздуха

Wпог=Gад.в*(d3-dост)=Gад.в*((d3-dост)/1000)=   кг/ч.    

где Gад.в=Qад* pвк*60= кг/ч     

Во время работы одного корпуса адсорбера до насыщения находящегося в нём адсорбента τраб составит        

τраб =Wад/Wпог= ч.Или τраб=  суток     

Таким образом, регенерация аппарата производится 1 раз через 3 суток непрерывной работы блока осушки.        

       

                                                               Заключение.        

Разработан источник сжатого воздуха для производственных нужд, с рабочей производительностью         

                     Qраб= 0м³/мин. При давлении нагнетания    Ркс ≤ Мпа.

и температурой воздуха в коллекторе КС  tкс= °С    

Принято для установки на КС 3 работающих и одна резервная машина типа К-1500-62-2.        

Разработана система осушки состоящая из холодильной машины МКТ 220-2-0, регенеративного теплообменника с поверхностью теплообмена  Fрто= м²  и охладителя - осушителя с поверхностью теплообмена   Fоов= м² для каждого воздуш. Компрессора

Влагосодержание подаваемого потребителю воздуха составляет       dп= г/кг  

В качестве ХА принят хладон R22 и в качестве ХН- водный раствор этиленгликоля с концентрацией ξ= %      

Для доосушки м³/мин.воздуха до tтр=-50°С выбрана серийная адсорбционная установка УОВ-100 позволяющая осушать 100м³ в минуту до "точки росы" -52°С.

В качестве адсорбента принят силикагель марки КСМ в колличестве 2400кг.

Расчётом установлены диаметры трубопроводов:

Нагнетательного КУ- диаметром 620х6мм    

Магистрального воздуховода диаметром 1020х9мм.     

В качестве водоохладительного устройства принята вентиляторная двух секционная градирня типа "Союзводоканалпроект"  с плёночным оросительным устройством сечением 64м (8х8) каждая и вентиляторами 1ВГ-50.Для циркуляции оборотной воды выбраны два работающих  и два резервных насоса типа Д800-58 n=1450 об/мин. Для циркуляции ХН установлено по одному работающему и одному резервному насосу К-160/20 в каждой осушительной системе        

Расчётный эксергетический КПД компрессорной станции  составляет   ηкс ех= %

Удельный расход электроэнергии на производство сжатого воздуха составляет  Эу=кВт.*ч/1000м³

Удельный расход охлаждающей воды  составляет   gw=  л/м³   

       

Приложения.

3Таблица Холодильные машины с поршневым компрессором и с водяным охлаждением конденсаторов, работающие на R22

4. Холодильные компрессорно-конденсаторные агрегаты с водяным охлаждением конденсаторов, работающие на R22

15. Холодильные компрессорно-конденсаторные агрегаты с водяным охлаждением конденсаторов, работающие на R12 (R134a)

Таблица 24. Технические характеристики серийных установок осушки сжатого воздуха охлаждением

Таблица 25. Технические характеристики центробежных водяных насосов типа К

Таблица 26. Технические характеристики центробежных водяных насосов типа Д

Таблица 27. Теплофизические свойства раствора хлористого кальция


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68925. Структура програми в РНР. Стандартний вид РНР-сценарія 87 KB
  Це означає наступне: Обробка PHPкоду проводиться на стороні сервера ще до того як Web-сторінка буде передана браузеру. Виходить що PHP є транслюючим інтерпретатором або інтерпретуючим транслятором як кому більше подобається. Варто відзначити що PHP версії 3 був чистим...
68926. Змінні і типи даних 56.5 KB
  Чому я спожив вираз Практично у всіх Існують і такі мови в яких немає змінних як таких. На щастя РНР не відноситься до таких мов він найзвичайніша мова з погляду наявності змінних. Всі дані з якими працює програма зберігаються у вигляді змінних.
68927. Операції над змінними 43 KB
  Перевірка існування змінної. Знищення змінної. Перевірка існування змінної. Знищення змінної Ви можете запитати а як же арифметичні і інші операції Решта всіх операцій специфічна для конкретного типу змінної.
68928. Вирази та операції в РНР 62 KB
  Вирази є тією «цеглою», з якої складаються РHP-програми. Практично все, що ви пишете в програмі, є виразом. При цьому під виразом розуміється те, що має значення. Можна сказати і по-іншому: все, що має значення, є виразом. Найпростіший вираз — це константа, що стоїть в правій частині оператора...
68929. Рядки. Операції над рядками 36.5 KB
  Обоє операторів echo виведуть рядки. Перший оператор echo виведе рядок Hello, а другою — $s. Між рядками в лапках і в апострофах існує велика різниця. Якщо рядок поміщений в апострофи, то всі символи трактуються як є. Винятки становлять послідовност...
68930. Посилання, умовний оператор 43 KB
  Неважко здогадатися що виведе програма 66. Краще використовувати жорсткі посилання: хоч би виходячи з того що для них потрібний один оператор. Умовний оператор Проблему вибору можна без докорів совісті віднести до глобальних проблем.
68931. Цикли План. Цикли з передумовою. Цикли з постумовою 58 KB
  Цикл дозволяє повторити певну і навіть не визначене коли робота циклу залежить від умови кількість разів якінебудь оператори. Дані оператори називаються тілом циклу они крутитимуться в циклі. Прохід циклу називається ітерацією. Як і С PHP підтримує три види циклів: Цикл з передумовою while...
68932. Форми в HTML-документах. Елементи форм 109.5 KB
  Форма в HTML-документі реалізується тегом-контейнером FORM, в якому задаються всі елементи, що управляють, — поля введення, кнопки і т.д. Якщо елементи, що управляють, вказані поза вмістом тега FORM, то вони не створюють форму, а використовуються для побудови призначеного для користувача...
68933. Перехоплення всіх виняткових ситуацій 32 KB
  Обробка виняткових ситуацій в мові C++ володіє додатковими властивостями і нюансами, які полегшують її застосування. Ці особливості описуються нижчим. Перехоплення всіх виняткових ситуацій В деяких випадках немає сенсу обробляти окремі типи виняткових ситуацій...