Определение потребности предприятия в сжатом воздухе

1. Определение потребности предприятия в сжатом воздухе

Потребность промышленного предприятия в сжатом воздухе вычисляется как сумма потребностей отдельных цехов. Определяем расчётные расходы сжатого воздуха для каждого из цехов.

1.  Заготовительный цех.

Среднечасовой расход сжатого воздуха, необходимый для заготовительного цеха, определяется по удельному расходу сжатого воздуха для каждого вида заготовок

 , где

q_i - удельный расход сжатого воздуха для i-го вида заготовок на 1 тонну выпускаемой продукции, м³/т;

G_i - годовой выпуск i-го вида заготовок, т/год;

Ф - годовой фонд времени по заготовительному цеху, ч/год

Расчетный расход сжатого воздуха для заготовительного цеха:

эксплутационный коэффициент по заготовительному цеху. Учитывает кратковременное превышение максимальных расходов над средними, износ оборудования (у потребителя), значительные утечки через неплотности в арматуре, фланцах. Для данного цеха  по заданию.(1, стр.5)

2.  Кузнечный цех.

Среднечасовой расход сжатого воздуха, необходимый для поковок, изготовленных из черного металла:

, где

q_i - удельный расход сжатого воздуха для i-го вида заготовок на 1 тонну выпускаемой продукции, м³/т;

G_i - годовой выпуск i-го вида заготовок, т/год;

Ф - годовой фонд времени по кузнечному цеху, ч/год.

Среднечасовой расход сжатого воздуха, необходимый для поковок, изготовленных из цветных металлов:

, где

q_i - удельный расход сжатого воздуха для i-го вида заготовок на 1 тонну выпускаемой продукции, м³/т;

G_i - годовой выпуск i-го вида заготовок, т/год;

Ф - годовой фонд времени по кузнечному цеху, ч/год.

Среднечасовой расход сжатого воздуха для кузнечного цеха:

Расчетный расход сжатого воздуха для кузнечного цеха:

где эксплутационный коэффициент по кузнечному цеху. Для данного цеха  по заданию.

3.  Механосборочный цех.

Среднечасовой расход сжатого воздуха для цеха определяется по удельным расходам сжатого воздуха каждым видом оборудования, с учетом количества установленного оборудования, частоте их использования:

q_i – удельный расход воздуха i-го оборудования, ;

n_i – количество оборудования i-го наименования в цехе;

K_i – коэффициент использования пневмоприемника, принимаемый при расчете расхода воздуха, отличается от коэффициента использования, который принимается технологом при выборе оборудования или инструмента. Отличие их заключается в том, что под временем работы пневмоприемника за смену технологи понимают время всех технологических операций, выполняемых этим пневмоприемником, в том числе вспомогательных, не считаясь с тем, что только часть операций происходит с расходом воздуха;

K_о – коэффициент одновременности работы однотипного оборудования. Показывает какая часть всех установленных приемников находится в работе.

Расчетный расход сжатого воздуха для механосборочного цеха:

4.  Термический цех.

Количество расходуемого воздуха для сжигания 1м³ природного газа определяется из теплового расчета и составляет 10м³ воздуха на 1м³ сжигаемого газа (с учетом потерь в воздухопроводах и воздуходувах).

расход природного газа на технологические нужды, м³/год;

Ф – годовой фонд времени, ч/год;

К_э – эксплутационный коэффициент по термическому цеху.

Далее определяются расходы сжатого воздуха по остальным цехам. Так как заданы требуемые расходы воздуха и эксплуатационный коэффициент, то:

5.  Штамповочный цех

6.  Сварочный цех

7.  Цех металлопокрытий

8.  Инструментальный цех

9.  Малярный цех

10.  Прочие цеха

Потребность предприятия в сжатом воздухе определяется как сумма расчетных расходов по отдельным цехам, приведенных к условиям свободного воздуха:

Для рационализации пневмосетей сжатого воздуха подключаем на левую ветку магистали к прочим цехам – 42,47 м³/мин, а на правую - 24 м³/мин. Тогда отпуск сжатого воздуха на каждую магистраль компрессорной станции одинаков и равен V_M=60 м³/мин.

В ходе расчёта были определены расходы воздуха для каждого из цехов, а так же была определена потребность в сжатом воздухе для сего предприятия.

2. Обоснование выбора компрессорной станции

Компрессорная станция – это стационарный комплекс для получения сжатого воздуха с целью обеспечения технологического процесса. Компрессорная станция проектируется из однотипных компрессоров с максимальной нагрузкой на каждый. Если потребление сжатого воздуха при рабочем цикле оборудования - равномерное, то компрессорную установку можно выбрать с минимальным объемом ресивера, если потребление сжатого воздуха – порционное – выбирают установку с максимально большим объемом ресивера.

В нашем случае подача сжатого воздуха в цеха осуществляется по двум магистралям, расходы в которых составляют:

в первой магистрали – 60 ;

во второй магистрали – 60 .

Для обеспечения заданного расхода воздуха на промышленном предприятии Выбираем автоматизированную компрессорную станцию на 7 компрессоров 7(6)К-20А, производительностью 20 м³/мин при давлении 0,9МПа. Один компрессор предусмотрен в качестве резервного, заменяющего самый крупный из основных при его остановке.

Номинальная производительность компрессорной станции равна 140 , что полностью обеспечивает потребность нашего предприятия в сжатом воздухе.

Компрессорная станция должна располагаться вдали от источников загрязнения воздуха механическими примесями, газами и влагой (пескоструйные камеры, ацетиленовые станции, брызгальные бассейны и т.п.). Компрессорную станцию желательно располагать воздухосборниками, обращенными на север или северо-восток. Электроснабжение компрессорной станции должно осуществляться на напряжение 6 и 10 кВ по двум радиальным линиям, подключенным к разным источникам питания.

Режим работы компрессорной станции круглосуточный. На станции предусматривается обслуживающий персонал – машинист и старший машинист. Количество работающих определено по "Нормативам численности рабочих компрессорной станции (установок)" и требованиями правил безопасности.

3. Аэродинамический и прочностной расчет системы воздухоснабжения машиностроительного завода

Важной частью расчета систем снабжения сжатым воздухом является аэродинамический расчет, суть которого заключается в определении потерь давления в воздухопроводах, определения их диаметров, давлений у абонентов.

Схема воздухоснабжения промышленного предприятия представлена на рис.1, размеры отдельных участков схемы трубопровода приведены в табл.1. Номера цехов соответствуют указанным выше названиям.

Рис 1. Схема воздупроводов предприятия.

Таблица 1. Размеры участков сети

Участок	A1B1	A2B2	B1C1	B2C2	C1D1	C2D2	D1E1	D2E2	E1K1	E2K2
Длина, м	60	30	55	40	80	120	80	70	60	95
Участок	K1M1	l1	l2	l3	l4	l5	l6	l7	l8	l9
Длина, м	45	60	80	120	75	60	70	85	145	60

Для технического оборудования промышленного предприятия обычно требуется сжатый воздух с давлением, равным 0,3…0,8 МПа, следовательно, у абонентов давление сжатого воздуха не должно быть меньше 0,3 МПа. Давление, нагнетаемое компрессорами, составляет 0,9 МПа. Все остальные необходимые данные для расчета приведены в задании.

Методика аэродинамического и прочностного расчётов участков воздухопроводов предприятия: