Главная | • Сотрудничество | • Публикации | • Написать письмо



СИСТЕМА ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ 
ОТЧЕТ ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМУ ОБСЛЕДОВАНИЮ ЦЕМЕНТНОГО ЗАВОДА №2
§ 1. Описание компрессорной станции
§ 2. Анализ производства и распределения сжатого воздуха
§ 3. Анализ потенциала энергосбережения компрессорной станции
§ 4. Анализ работы компрессорных машин компрессорной станции предприятия
Корзина 3
купить главу | купить отчет | заказать обследование

   На компрессорной станции ЗАО установлены шесть рабочих компрессоров центробежного типа. Повышение давления в компрессоре центробежного типа происходит за счёт торможения воздуха в диффузоре рабочей ступени. Кинетическую энергию сжимаемому воздуху передаёт рабочего колесо ступени. 

   Центробежные компрессоры характеризуются высокой производительностью, но сравнительно низким повышением давления в одной ступени компрессора. Из-за несовершенства газодинамических характеристик в ступени сжатия – перетечки газа в зазорах между корпусом и рабочим колесом, ударный вход газа как на рабочее колесо ступени, так и на диффузор ступени, срыв потока и пр. – ступень центробежного компрессора характеризуется сравнительно невысоким политропным к.п.д. 

   Основная тенденция современных центробежных компрессоров увеличение скорости вращения рабочего колеса, благодаря чему становится возможным увеличение степени сжатия газа в одной ступени компрессора.
   По заданным входным условиям и отношению давлений π определяется политропный напор – удельная работа, необходимая для повышения давления единицы массы газа от до и перемещения её в область давления:

Формула 1

π - степень повышения давления в одной ступени, или в компрессоре;
- начальное давление [ата];
- конечное давление [ата];
Hn - удельная работа для повышения единицы массы газа [кДж/кг];
n - показатель политропы сжатия;
R - газовая постоянная сжимаемого газа [Дж/(моль·К)];
- температура воздуха на всасывании в компрессор [ºС].

   Совершенство процесса сжатия в ступени компрессора определяется по политропному к.п.д., которое можно определить из уравнения:

Формула 2

n - показатель политропы сжатия;
k - показатель адиабаты сжатия;
η пол - политропный к.п.д. процесса сжатия газа в ступени компрессора, либо в многоступенчатом компрессоре. 

   Параметры (давление и температуру воздуха на всасывании и на нагнетании) потока по формуле:

Формула 3
Формула 4
    откуда
Формула 5

P1 - давление воздуха на всасывании в компрессор (или ступень компрессора);
P2 - давление воздуха на нагнетание компрессора (или ступень компрессора);
T1 - температура воздуха на всасывании в компрессор (или ступень компрессора);
T2 - температура воздуха на нагнетании компрессора (или ступень компрессора);
n - показатель политропы сжатия.

   Воспользуемся данными зависимостями для анализа работы компрессорных машин компрессорной станции ЗАО. Основная задача получение политропного к.п.д., который характеризует совершенство процесса сжатия в ступенях компрессорной машины.

   В таблицах №5 - №10 приведены расчеты показателей политропного к.п.д. первой ступени компрессных машин, установленных на компрессорной станции ЗАО. К сожалению предоставленных данных недостаточно для определения всех термодинамических параметров работы компрессорных машин компрессорной станции. Из-за недостатка данных приходится вычислять температуру воздуха после первой ступени сжатия косвенным путём, что вносит определённую неточность в значение политропного к.п.д. 

Таблица №5. Компрессор №1 (20 марта 2012).
Таблица 5 Компрессор №1 (20 марта 2012)

Таблица №6. Компрессор №2 (04 октября 2011).
Таблица 6 Компрессор №2 (04 октября 2011)

Таблица №7. Компрессор №3 (30 сентября 2011).
Таблица 7 Компрессор №3 (30 сентября 2011)

Таблица №8. Компрессор №4 (21 сентября 2012).
Таблица 8 Компрессор №4 (21 марта 2012)

Таблица №9. Компрессор №5 (28 декабря 2011).
Таблица 9 Компрессор №5 (28 декабря 2011)

Таблица №10. Компрессор №6 (03 февраля 2012).
Таблица 10 Компрессор №6 (03 февраля 2012)

   Минимальное из полученных значений политропного к.п.д. составляет 31,9%, а максимальное 66,7%. Данные для каждого часа приведены на рисунке №24. Первая ступень центробежного компрессора - является самой нагруженной ступени с точки зрения повышения давления. Поскольку отсутствуют данные по степени повышения давления после каждой ступени центробежной компрессорной машины, можно ориентировочно принять степень повышения давления согласно линейной зависимости, которая изображена на рисунке №25

Рисунок 24 Значение политропного к п д для каждой машины за каждый час
Рисунок №24. Значение политропного к.п.д. 
для каждой машины за каждый час.

Рисунок 25 Степень повышения давления в каждой ступени компрессорной машины
Рисунок №25. Степень повышения давления 
в каждой ступени компрессорной машины.

   Во всех остальных ступенях степень повышения давления ниже, чем в первой ступени, однако политропный к.п.д. у них выше, как так степень повышения давления ниже и ступени менее загрязнены пылью, которая всасывается вместе с наружным воздухом. 

   В принципе политропный к.п.д. на уровне 70% можно считать достаточно хорошей величиной, если учесть, что компрессоры достаточно старые. Так судя по рисунку №24 более-менее в хорошем состоянии находится проточная часть компрессора №3, так как имеет политропный к.п.д. в районе 52 - 65%. Остальные компрессора работают более чем посредственно. 

   По оценочным данным, если принять во внимание, что нормальным считается значение к.п.д. в районе 75%, можно сказать, что теряется порядка 5 - 7% от подводимой электрической энергии. Это также является следствием того, что компрессор отпускает воздух с меньшим давлением и работает с меньшей производительностью. 

   Таким образом из-за низкого политропного к.п.д. в компрессорных машинах компрессорной станции предприятия теряется до 7% от подводимой электроэнергии.

   Большое количество потерь электроэнергии при выработке сжатого воздуха теряется из-за плохого межступенчатого охлаждения. Под недоохлаждение обычно понимается разность между температурой воздуха после промежуточного холодильника и температурой воздуха на всасывании в первую ступень компрессора. Достижимым значением недоохлаждением, даже в летний период времени, можно считать 10 - 15 градусов.

   Пример расчет недоохлаждения для компрессора №1 приведён в таблице №11.

Таблица №11. Компрессор №1 (20 марта 2012).
Таблица 11 Компрессор №1 (20 марта 2012)

   На рисунке №26 показан график недоохлаждения для всех 6 компрессоров компрессорной станции ЗАО.

   На рисунке № 26 приведён график недоохлаждения после второй и четвертой ступени компрессорных машин - среднее значение за один день работы. Недоохлаждение в 10 - 15 градусов не достигается нигде, а среднем выше его в 2,5 - 6 раз. Это говорит о плохой работы системы охлаждения, а также сильной загрязненности теплообменников компрессорных машин.

Рисунок 26 Степень недоохлаждения в компрессорных машинах компрессорной станции ЗАО «ЖСМ» после второй и четвертых ступенях
Рисунок №26. Степень недоохлаждения в компрессорных
машинах компрессорной станции ЗАО после второй и четвертых ступенях.

   Из-за плохого недоохлаждения в значительной степени повышается потребляемая мощность компрессорной машины на единицу вырабатываемого сжатого воздуха. По причине плохого недоохлаждения перерасход электрической энергии на единицу вырабатываемого сжатого воздуха может превышать на 13 - 15%. Поскольку данные предоставлены не полностью, то сделать корректный анализ перерасхода электроэнергии вследствие недоохлаждения не предоставляется возможным, поэтому будем ориентироваться на оценку потенциала энергосбережения. 

© Н.Д. Денисов-Винский



.