Курсовая работа - Расчет компрессорной станции - файл n1.doc

Курсовая работа - Расчет компрессорной станции
скачать (275 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc275kb.01.06.2012 13:17скачать

n1.doc



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

Филиал ГОУВПО

Московского энергетического института

(технического университета)

в г. Смоленске

кафедра ПТЭ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО КУРСУ ТЭП:

РАСЧЕТ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ

Преподаватель:.

Группа:

Студент:


Смоленск
ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

  1. Разработать и начертить генплан предприятия с указанием местоположения КС в системе координат [x,y] (формат А4, миллиметровка).

  2. Привести основные теоретические положения о назначении и задачах СВС ПП и описать применяемые методики расчетов нагрузок на КС.

  3. Определить местоположение КС.

  4. С помощью расчетного метода произвести расчет нагрузок на КС.

  5. Произвести выбор компрессоров для КС для N компрессоров, исходя из условий задания на курсовую работу.

  6. Описать методику и произвести выбор варианта компоновки основного и вспомогательного оборудования КС.


Графическая часть проекта:

Лист 1: генплан промышленного предприятия, включающий схемное решение системы воздухоснабжения и транспортные развязки.

Лист 2: конструкция элементов вспомогательных систем КС (охлаждения, смазки, очистки и т.д.), в соответствии с индивидуальным заданием.
Исходные данные:

  1. Расчет нагрузки по цехам производится с учетом данных таблиц 1, 2, 3.

  2. Количество пневмоприемников n по каждому цеху рассчитывается каждым студентом индивидуально, по формуле:

,

где: N - № студента по журналу;

n - количество приемников по таблице;

Г - № подгруппы, устанавливаемый преподавателем.

  1. Выбор числа компрессоров, устанавливаемых на КС производится упрощенно, исходя из следующих условий: для N=1-5 – 1 компрессор

N=6-12 – 2 компрессора

N > 12 – 3 компрессора

  1. Эскиз генплана предприятия выполняется на миллиметровке или стандартном листе бумаги формата А4. Сдается вместе с курсовой работой. Подпись преподавателя на эскизе – обязательна.


Наименование цехов:

  1. Сборочный.

  2. Механический 1

  3. Механический 2

  4. Механический 3

  5. Кузнечный

  6. Чугунолитейный

  7. Сталелитейный

  8. Термический

1.1. Основные теоретические положения о назначении и задачах СВС ПП

Системы воздухоснабжения промышленного предприятия включают следующие основные элементы:

СВС предназначена для централизованного обеспечения разнообразных промышленных потребителей сжатым воздухом требуемых параметров (давление, температура, расход, влажность) в соответствии с заданным графиком потребления. СВС включает в себя компрессорные воздуходувные станции, трубопроводный и баллонный транспорт для подачи сжатого воздуха к потребителям и распределительные устройства сжатого воздуха самого потребителя.

Сжатый воздух на промышленном предприятии используется по двум основным направлениям: технологическому (для выплавки чугуна и стали в металлургии, получения кислорода в воздухоразделительных установках и т.д.) и силовому (для привода различных машин и механизмов в машиностроении, горнодобывающей промышленности, кузнечном и других производствах).

Компрессорные станции для производства сжатого воздуха включают в свой состав устройства для забора воздуха, очистки его от пыли, компрессоры и приводные двигатели, теплообменники охлаждения, вспомогательное оборудование, предназначенное для дополнительной обработки воздуха (осушка, очистка, изменение давления, аккумуляция).Проектирование СВС предприятия как правило осуществляется на базе централизованного источника – КС, наличие нескольких КС на одном предприятия приводит к ударожанию эксплуатации и ремонта КС, усложняют схемы поэтому на предприятиях устанавливается 1 КС.

1.2. Методика расчета.
Рассчитываем нагрузку на компрессорную станцию с учетом цеховых максимальных нагрузок. Известны тип и количество теплоприемников в каждом цеху. Расчет ведется по следующим формулам :

Максимально длительная нагрузка на КС:



где - сумма максимальных расходов воздуха всеми цехами в ед. времени; Я – коэффициент неоднородности



где Кmax – коэффициент максимального потребления сжатого воздуха Кmax=1,2–1,5;

- средний расход воздуха по цеху.



где - средний расход воздуха однотипной группы оборудования;

- средний расход воздуха однотипной группы инструментов.





где Кисп - коэффициент использования (Кисп = t/T) ;

Кзагр - коэффициент загрузки, учитывающий какую часть от механических возможностей загрузки составляет данная загрузка теплоприемника с длительным периодом работы (Кзагр = 0,5 - 0,7);

Кодн - коэффициент одновременности работы однотипных пневмоприемников. Показывает какая часть оборудования находится в работе (Кодн = 0,8 - 1,0);

Кизн - коэффициент износа (Кизн = 1,1 - 1,5);

Кут - коэффициент утечек, учитывает потери воздуха в магистрали и внутрицеховых сетях (Кут = 1,2 - 1,25);

t - время работы в часах за смену в течении которого работают пневмоприемники;

Т - продолжительность смены в часах (по максимальному расходу воздуха).

2.Расчет.

Сборочный цех:

  1. Пневмомолотки:

m=15,

q=0.8м3/ч ,

Qср=15*0,8*0,6*1,1*0,7*1,2=6,653 м3

  1. Пневмозубила:

m=14,

q=0.7м3/ч,

Qcр=14*0,7*0,65*1,1*0,75*1,2=6,306 м3

  1. Шлифовальные машины:

m=14,

q=0.6 м3/ч ,

Qср=14*0,6*0,65*1,1*0,8*1,2=5,766 м3

  1. Сверлильные машины:

m=14,

q=1,3м3/ч,

Qcp=14*1.3*0,65*1,1*0,9*1,2=14,054 м3

  1. Обдувочное сопло:

m=14,

q=1.0м3/ч ,

Qср=14*1,0*0,65*1,12*0,77*1,2=9,417м3

  1. Молотки клепальные:

m=14,

q=0,6м3/ч,

Qср=14*0,6*0,65*1,1*0,8*1,2 =8,649 м3

  1. Гайковерты:

m=13,

q=0,8 м3/ч,

Qср=13*0,8*0,68*1,15*0,8*1,2=3,904м3

  1. Ножницы:

m=13,

q=1 м3/ч,

Qср=13*1*0,68*1,1*0,8*1,2=9,335 м3

  1. Подъемники:

m=13,

q=15 м3/ч,

Qср=13*15*0,1*0,68*1,1*1,05=15,315 м3

  1. Суммарный расход воздуха:

?Qср=69,839 м3

  1. максимальный расход воздуха по цеху: (Kmax=1.4) Qmax1=69,839*1.4 =91,775 м3


Расчет по всем остальным цехам ведется аналогично. Результаты расчета сведены в таблице 4.

Максимальный расход по предприятию:

Qmax=2707.818м3
Таблица 1.

Количество пневмоприемников



Наименование пневмоприемников
Цеха

1

2

3

4

5

6

7

8

1

Пневмотические молотки

15

13

13

13

14

15

16

13

2

Пневмозубила

14

13

13

13

14

14

14

14

3

Шлифовальные машины

14

13

13

13

14

14

14

13

4

Сверлильные машины СМ 22

14

13

13

13

13

13

13

13

5

Пневмозажимные патроны




16

16

15













6

Пневмопистолеты на 100м3













13

13

14

14

7

Пневмотрамбовка













17

17







8

Пневмомолоты 1т




10т













13






















13






















13










9

Пейскоструйное сопло













13

13

13

13

10

Обдувочное сопло

14

13

13

13










13

11

Формовачная машина на 100м3













13

13

13




12

Форсунки на 100м3/ч мазута













13

13

13

13

13

Молотки клепальные Н46

14






















14

Молотки рубильночеканные РК44
















14







15

Гайковерты

13






















16

Ножницы

13






















17

Подъемники

13

13

13

13

13

13

13

13


Таблица 2.

Расчетные коэффициенты.




Наименование пневмоприемников

Кисп

Кзагр

Кизн

Кут

Номинальный расход воздуха q,м3

1

Пневмотические молотки

0,5

0,7

1,1

1,2

0,8

2

Пневмозубила

0,3

0,75

1,1

1,2

0,7

3

Шлифовальные машины

0,6

0,8

1,1

1,2

0,6

4

Сверлильные машины СМ22

0,4

0,9

1,1

1,2

1,3

5

Пневмозажимные патроны

0,8

-----

1,15

1,2

1,3

6

Пневмопистолеты на 100м3

0,9

1

1,1

1,2

0,1

7

Пневмотрамбовка обор.

0,4




1,12

1,2

1,2

8

Пневмомолоты 0,5т

обор 1т




10т

0,6




1,1

1,2

10

0,65




1,1

1,2

16,5

0,6




1,1

1,2

40

0,45




1,1

1,2

55

9

Пейскоструйное сопло обор

0,3




1,15

1,2

4

10

Обдувочное сопло

0,9

0,77

1,12

1,2

1

11

Формовачная машина обор

0,2




1,1

1,2

0,8

12

Форсунки на100кг/ч мазута


на 1 кг/ч мазута

на 50 кг/ч мазута

0,5




1,1

1,2

30

0,2




1,1

1,2

0,6

0,6




1,1

1,2

20

13

Молотки клепальные Н46

06

0,8

1,1

1,2

09

14

Молотки рубильночеканные РК44

0,7

0,65

1,1

1,2

0,75

15

гайковерты

0,8

0,8

1,15

1,2

0,4

16

Ножницы

0,8

0,8

1,1

1,2

1

17

подъемники

0,1

0,8

1,1

1,05

15



Таблица 3.

Расчетные коэффициенты.


Кол-во работающего инструмента

2

3

4

6

10

15

20

30

50

Кодн


0,9

0,875

0,85

0,8

0,7

0,6

0,58

0,5

0,5



Потребители сжатого воздуха

Кол-во пневмоприемников

q,

м3

Кисп
Кодн
Кизн

Кзагр
Кут
Q
Таблица 4. Результаты расчета.



cp, м3

Qmax

обор

Инстр



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1.Сборочный цех

Пневмомолотки

15

0,8




0,6

1,1

0,7

1,2




6,653







Пневмозубила

14

0,7




0,65

1,1

0,75

1,2




6,306







Шлифовальные маш.

14

0,6




0,65

1,1

0,8

1,2




5,766







Сверлильные маш.

14

1,3




0,65

1,1

0,9

1,2




14,054







Обдув. сопло

14

1




0,65

1,12

0,77

1,2




9,417







Молотки клеп.

14

0,9




0,65

1,1

0,8

1,2




8,649







Гайковерты

13

0,4




0,68

1,15

0,8

1,2




3,904







Ножницы

13

1




0,68

1,1

0,8

1,2




9,335







Подъемники

13

15

0,1

0,68

1,1




1,05

15,315










Итого по цеху




























69,839

91,775

2.Механический цех№1

Пневмомолотки

13

0,8




0,68

1,1

0,7

1,2




6.535







Пневмозубила

13

0,7




0,68

1,1

0,75

1,2




6.126







Шлифовальные маш.

13

0,6




0,68

1,1

0,8

1,2




5.601







Сверлильные маш.

13

1,3




0,68

1,12

0,9

1,2




13.901







Пневмозаж. Патроны

16

1,3

0,8

0,592

1,15




1,2

13.594










Обдув. Сопло

13

1




0,68

1,2

0,77

1,2




9.802







Подъемники

13

15

0,1

0,68

1,1




1,05

15.315










Итого по цеху




























70.874

99.224

3.Механический цех№2

пневмомолотки

13

0,8




0,68

1,1

0,7

1,2




6.535







Пневмозубила

13

0,8




0,68

1,1

0,7

1,2




6.535







Шлифовальные маш.

13

0,7




0,68

1,1

0,75

1,2




6.126







Сверлильные маш.

13

0,6




0,68

1,1

0,8

1,2




5.601







Пневмозаж. Патроны

16

1,3




0,592

1,1

0,9

1,2




14.629







1

2

3

4

5

6

7

8

9

1
Таблица 4. Продолжение.



0

11

12

Обдув. Сопло

13

1,3

0,8

0,68

1,15




1,2

12.687










Подъемники

13

1




0,68

1,12

0,77

1,2




9.148







Итого по цеху




























61.261

85.765

4.Механический цех№3

Пневмомолотки

13

0,8




0,68

1,1

0,7

1,2




6.535







Пневмозубила

13

0,7




0,68

1,1

0,75

1,2




6.126







Шлифовальные маш.

13

0,6




0,68

1,1

0,8

1,2




5.601







Сверлильные маш.

13

1,3




0,68

1,1

0,9

1,2




13.653







Пневмозаж. Патроны

15

1,3

0,8

0,6

1,15




1,2

12,917










Обдув. Сопло

13

1




0,68

1,12

0,77

1,2




9.148







Подъемники

13

15

0,1

0,68

1,1




1,05

15.315










Итого по цеху




























69.295

97.013

5.Кузнечный цех

пневмомолотки

14

0,8




0,65

1,1

0,7

1,2




6.727







пневмозубила

14

0,7




0,65

1,1

0,75

1,2




6.306







Шлифовальные маш.

13

0,6




0,68

1,1

0,8

1,2




5.601







Сверлильные маш.

13

1,3




0,68

1,1

0,9

1,2




13.653







Пневмопистолет

17

0,1




0,585

1,1

1

1,2




1.313







Пневмотрамбовка

13

1,2

0,4

0,68

1,12




1,2

5.703









Пневмомолоты 1т

13

16,5

0,65

0,68

1,1




1,2

110.425












13

40

0,6

0,68

1,1




1,2

280.051










10т

13

55

0,45

0,68

1,1




1,2

288.802










Пескоструйное сопло

13

4

0,3

0,68

1,15




1,2

14.639










Формовочная маш.

13

0,8

0,2

0,68

1,1




1,2

1.867










Форсунки

13

30

0,5

0,68

1,1




1,2

175.032










Подъемники

13

15

0,1

0,68

1,1




1,05

15.315










Итого по цеху




























925.434

1295.608

6.Чугунолитейный цех

Пневмомолотки

15

0,8




0,6

1,1

0,7

1,2




6.653







1

2

3

4

5

6

7

8

9

1
Таблица 4. Продолжение.



0

11

12

Пневмозубила

14

0,7




0,65

1,1

0,75

1,2




6.306







Шлифовальные маш.

14

0,6




0,65

1,1

0,8

1,2




5.766







Сверлильные маш.

13

1,3




0,68

1,1

0,9

1,2




13.653







Пневмопистолет

13

0,1




0,68

1,1

1

1,2




1.167







Пневмотрамбовка

17

1,2

0,4

0,585

1,1




1,2

6,301










Пескоструйное сопло

13

4

0,3

0,68

1,12




1,2

14.257










Формовочная маш.

13

0,8

0,2

0,68

1,15




1,2

1,952










Форсунки

13

30

0,5

0,68

1,1




1,2

175.032










Молотки руб.-чеканные

14

0,75




0,65

1,1

0,65

1,2




5.855







Подъемники

13

15

0,1

0,68

1,1




1,05

15.315










Итого по цеху




























252.257

353.16

7.Сталелитейный цех

Пневмомолотки

16

0,8




0,592

1,1

0,7

1,2




7.002







Пневмозубила

14

0,7




0,65

1,1

0,75

1,2




6.306







Шлифовальные маш.

14

0,6




0,65

1,1

0,8

1,2




5.766







Сверлильные маш.

13

1,3




0,68

1,1

0,9

1,2




13.653







Пневмопистолет

14

0,1




0,65

1,1

1

1,2




1.201







Пескоструйное сопло

13

4

0,3

0,68

1,15




1,2

14.639










Формовочная маш.

13

0,8

0,2

0,68

1,1




1,2

1.867










Форсунки

13

30

0,5

0,68

1,1




1,2

175.032










Подъемники

13

15

0,1

0,68

1,1




1,05

15.315










Итого по цеху




























240.781

337.094

8.Термический цех

Пневмомолотки

13

0,8




0,68

1,1

0,7

1,2




6.535







Пневмозубила

13

0,7




0,68

1,1

0,75

1,2




6.126







Шлифовальные маш.

13

0,6




0,68

1,1

0,8

1,2




5.601







Сверлильные маш.

13

1,3




0,68

1,1

0,9

1,2




13.653







Пневмопистолет

14

0,1




0,65

1,1

1

1,2




1.201







Пескоструйное сопло

13

4

0,3

0,68

1,12




1,2

14.257










Обдувочное сопло

13

1

0,9

0,68

1,15




1,2

10.979










Форсунки

13

30

0,5

0,68

1,1




1,2

175.032










Подъемники

13

15

0,1

0,68

1,1




1,05

15.315










Итого по цеху




























248.699

348.179

Итого по заводу































2707.818

3. Выбор компрессоров.
Методики выбора установленной, рабочей и резервной производительности, а также количества и типоразмеров компрессоров, устанавливаемых на станции, зависят от характера потребителей, получающих сжатый воздух от данной КС.

При снабжении сжатым воздухом предприятий, потребляющих сжатый воздух с давлением не выше 1-1,2 МПа и имеющих в своем составе множество мелких и средних разнотипных пневмоприемников, рабочая производительность станции выбирается исходя из назначения, максимально длительной нагрузки предприятия и категоричности техноло­гических процессов, обслуживаемых сжатым воздухом. Обычно на КС таких предприятий устанавливают однотипные агрегаты (поршневые, если Qмд <400 м3/мин, и центробежные или осевые, если Qмд>400 м3/мин).

Один из устанавливаемых агрегатов является резервным. Если на станции необхо­димо установить агрегаты с разной производительностью, то резервный компрессор дол­жен иметь производительность самого крупного рабочего агрегата.

Если категория технологических процессов, обеспечиваемых сжатым воздухом, не допускает снижения воздухопотребления, то рабочая производительность станции прини­мается равной максимально длительной нагрузке предприятия.

Если некоторое снижение воздухопотребления допустимо, то при прохождении максимально длительной нагрузки включается и резервный компрессор, а рабочая произ­водительность станции обеспечивает только 75% - 90% Qмд. Величина резервной и уста­новленной мощности (производительности) КС с однотипными агрегатами зависит от числа компрессоров, обеспечивающих рабочую производительность станции.

Максимально длительная нагрузка на КС при коэффициенте неоднородности Я=0,9: Qмд=?*?Qmaxi=0.9*2707.818? 2437.036 м3/ч ? 40.6 м3/мин.

Выбираем два поршневых компрессора 4М10-40/70 с производительностью Q=2400м3/ч. Один из компрессоров остается в резерве, а другой обеспечивают производительность Q=2400 м3/ч.

При этом избыток производительности остается в резерве и будет использоваться в дальнейшем при расширении предприятия и (или) при его реконструкции.
4. Определение местоположения КС.
КС должна размещаться в ближайшем соседстве от наиболее крупного потребителя сжатого воздуха и в центре нагрузок по отношению ко всем остальным потребителям. Это условие позволяет обеспечить минимальность гидравлических потерь в воздухопроводах.

В общем случае центр нагрузок или местоположение КС на рассматриваемом предприятии определяется подобно центру тяжести системы материальных точек по формулам :,

Где Qmaxi - расчетный максимальный расход воздуха ;

xi., yi - координаты центров нагрузки по сжатому воздуху;

xc, yc - искомые координаты местоположения компрессорной станции.


i

1

2

3

4

5

6

7

8

xi

35

47

40

40

105

115

150

185

yi

107

83

53

28

68

23

128

100

Qi

91,775

99.224

85.765

97.013

1295.608

353.16

337.094

348.179


91,775*(35-xc) + 99.224*(47-xc) +85.765 *(40-xc) +97.013 *(40-xc)+1295.608*(105-xc) + 353.16

*(115-xc) + 337.094*(150-xc) + 348.179*(185-xc)=0
91,775*(107-yc) +99.224 *(83-yc) + 85.765*(53-yc) + 97.013*(28-yc) + +1295.608*(68-yc)+ + 353.16*(23-yc) + 337.094*(128-yc) + 348.179*(100-yc)=0
xc=113.2 м yc=62.1 м


  1. Компоновка основного и вспомогательного оборудования


Методика выбора производительностей, количества и типоразмеров компрессоров, устанавливаемых на станции, зависят от характера потребителей получающих сжатый воздух от данной КС.

При снабжении сжатым воздухом предприятий с давлением не выше 1-1,2 МПа рабочая производительность КС выбирается исходя из назначения, максимально длительной нагрузки предприятия и категорийности технологических процессов, обслуживаемым сжатым воздухом. Обычно на КС устанавливают однотипные агрегаты. Один из которых является резервным. Если на станции необходимо установить агрегаты с разной производительностью, то резервный компрессор должен иметь производительность самого крупного рабочего агрегата.

Величина резервной и установленной производительности КС с однотипными агрегатами зависит от числа компрессоров – Nраб, обеспечивающих рабочую производительность станции.

Оптимальное количество рабочих и резервных компрессоров на станции определяется на основе технико-экономических расчетов, исходя из минимума приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию КС.

При снабжении сжатым воздухом ограниченного количества потребителей, каждый из которых требует значительного расхода воздуха, изменяющегося по индивидуальному графику, как правило, применяется блочная схема воздухоснабжения от центробежных или осевых компрессоров.

При этой схеме подача воздуха каждому потребителю осуществляется индивидуальным компрессором, а общее количество компрессоров на станции определяется числом обслуживаемых потребителей.

При необходимости дополнительного увеличения давления у отдельных потребителей ставят дожимающий компрессор. Чаще всего это поршневой компрессор, обеспечивающий сжатие воздуха до давлений в десятки МПа.
Для обеспечения экономичной, надежной и длительной работы компрессорной станции, уменьшения износа компрессоров, а также для подачи потребителям сжатого воздуха требуемого давления, необходимой температуры, чистоты и минимальной влажности компрессорные установки дополняются вспомогательным оборудованием.

В состав вспомогательного оборудования входят:

Очистка воздуха в специальных устройствах таких как воздухоприемники, фильтры, фильтр-камеры и т.д. осуществляются двухступенчато. В первой ступени, как правило, крупные частицы отделяются силами инерции, во второй – осуществляется фильтрация мелких частиц.

Устройство грубой очистки воздуха обычно компонуется вместе с фильтрами в единую фильтр-камеру. Устройство грубой очистки устанавливают при размещении компрессорной станции в местности с большой запыленностью наружного воздуха для загрузки фильтров тонкой очистки.
ЛИТЕРАТУРА


  1. Системы воздухоснабжения промышленных предприятий. Борисов Б. Г.,Калинин Н.В., Михайлов В.А., и др./Под ред. В.А. Германа - МЭИ, 1989-180 с.

  2. Поршневые компрессоры / Под общей ред. Б.С.Фотина

  3. Компрессорные машины, каталог / Под ред. Н.Н.Кропенковой, М.Б. Вигдоровича, - М.: Цинтихимнефтемаш, 1987

СОДЕРЖАНИЕ





  1. Основные теоретические положения о назначении и задачах СВС ПП и применяемые методики расчетов нагрузок на КС.

  2. Расчет нагрузки КС.

  3. Выбор компрессоров.

  4. Определение местоположения КС.

  5. Компоновка основного и вспомогательного оборудования.




МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации