Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

время проверку воздухопроводов, устранение неплотностей и последующую после ремонта проверку воздухопроводов.

Тепловые потери происходят вследствие ргзности температур компрессорного и наружного атмосферного воздуха. В результате охлаждения воздух теряет свою работоспособность; расход воздуха потребителями возрастает.

График (фиг. 124) дает возможность определить перерасход воздуха при его охлаждении. Для полезного расхода при заполнении объема цилиндров приемников относительное увеличение расхода при охлаждении от Т до Г] равно

100%;

для расхода истечением (или утечки)

= (/-1)100%;

для среднего расхода (50% полезного расхода, 50% утечки) относительное увеличение расхода равно

Фиг. 124. Увеличение расхода воздуха при его охлаждении перед приемниками.

(-1 )

50%.

Одним из способов уменьшения потерь, связанных с охлаждением воздуха, является теплоизоляция воздухопроводов. Однако теплоизоляция не всегда решает вопрос уменьшения тепловых потерь, так как вследствие малой энтальпии воздуха, температура воздуха значительно снижается даже при хорошей изоляции воздухопроводов; при остановках воздухопровод охлаждается, что заметно влияет на охлаждение воздуха в первый период работы. В отдельных случаях стоимость теплоизоляции и стоимость ее эксплуатации не окупаются экономией воздуха. Детальный расчет в каждом отдельном случае, с учетом местных условий, дает возможность судить об эффективности теплоизоляции воздухопроводов.

Наглядное представление об изменении параметров, работоспособности и относительном расходе воздуха при его транспортировании в трубопроводах дают фиг. 125 и 126. Кривые рассчитаны для типичного случая движения воздуха со скоростью 8-10 м1сек по трубопроводу, имеющему приведенную длину 238

too

Рабе кГ/см н/м 8,0 i-"

Концевой Ресивер хо/ювипьши

1 2 3 lkti Подогвебателч Трубопровод

Фиг. 125. Изменение давления, температуры и работоспособности воздуха в воздухопроводах.

Коичебой Ресивер 1 2 3 им wnodunbhuk трушровов ПоЫреватепь

Фиг. 126. Изменение относительного среднего расхода воздуха в зависимости от его температуры в воздухопроводе перед приемниками (схемы /, 2 и S).

(с учетом местных сопротивлений) до L„p = 4 км, и построены для следующих схем:

обычная схема без концевого холодильника, без теплоизоляции трубопроводов и без подогрева воздуха;

та же схема, но с концевым холодильником;

схема с теплоизоляцией воздухопровода, без концевого холодильника и без подогрева воздуха;

схема /, но с подогревом воздуха перед приемниками.

Кривые температур построены для среднелогарифмического температурного напора.

Потеря давления определялась по известной формуле Дарси - Вейсбаха, а работоспособность 1 кг воздуха перед приемниками определялась для вероятного изоэнтропного расширения по формуле

где pi в н/м и в К - давление и температура воздуха перед приемниками.

Изменение среднего (50"о полезный объемный расход, 50% утечки) относительного расхода воздуха, в зависимости от печальной температуры Т и конечной (перед приемником) Т, определялось по уравнению

Графики показывают, что охлаждение воздуха особенно заметно уменьшает работоспособность воздуха и увеличивает его относительный расход. Установка концевого холодильника экономически невыгодна и может быть допущена лишь в особых случаях. Изоляция трубопроводов и особенно подогрев воздуха перед приемниками увеличивают работоспособность воздуха и уменьшают его относительный расход. Подогрев воздуха перед приемниками может полностью компенсировать тепловые потери при транспортировании воздуха.

Гидравлические потери на трение уменьшают давление воздуха перед потребителями, а следовательно, снижают работоспособность воздуха. В результате снижается производительность пневматических машин, а расход воздуха на те же производственные операции даже возрастает. Для сохранения давления воздуха перед потребителями приходится повышать давление, развиваемое компрессорами, в результате чего увеличивается расход энергии на выработку сжатого воздуха.

Гидравлические сопротивления трубопроводов должны быть возможно малыми. Диаметры трубопроводов должны быть достаточного сечения на всем протяжении. Для уменьшения сопротивления желательно наружный межцеховой воздухопровод заколь-240

цевать. Воздухопровод должен периодически очищаться от йа-слоений масла, пыли, окалины, воды, льда и т. п., засоряющих трубы и уменьшающих проходное сечение. Весьма желательно защитное покрытие труб изнутри для предотвращения ржавчины. Сопротивление магистральных и цеховых воздухопроводов следует периодически проверять при определенном расходе воздуха. ППР должен предусматривать периодическую проверку падения давления, промывку, продувку (или иную очистку) и тщательную проверку воздухопроводов и всех его местных сопротивлений. Для уменьшения со-

руб.

6 8 10 Узк1 16 IB 20 22 2i 26 Ум/сек Скорость протекания

Фнг. 127. Экономическая скорость воздуха в трубопроводах:

л - амортизационныП расход; Э - экономический расход.

противленииследуетдля воздухопроводов диаметром d у>75 мм применять задвижки вместо вентилей.Периодически необходимо проверять исправность запорных устройств, прокладок (возможное перекрытие проходного сечения) и все места соединений.

Сопротивление протеканию воздуха от компрессорной станции до самых удаленных потребителей не должно превышать 0,5 am.

Уменьшение сопротивления трубопровода достигается увеличением его проходного сечения, однако существует разумный предел, когда дальнейшее увеличение размеров воздухопроводов настолько увеличивает начальные затраты, что увеличение расходов на амортизационные отчисления не покрывается уменьшением эксп.пуатационных расходов на транспортирование воздуха. Поэтому в каждом отдельном случае необходимо ориентироваться иа экономическую скорость воздуха в трубопроводе, т. е. такую скорость, при которой сумма годовых амортизационных и эксплуатационных затрат на транспортирование оказывается наименьшей. Для случая, приведенного на графике (фиг. 127), экономическая скорость находится в пределах 12 м/сек. Учет местных условий, в частности учет длительности эксплуатации и степени загрузки воздухопровода, стоимости энергии и т. д., вносит поправки в график.

Ввиду сложности точного определения экономической скорости пользуются опытными средними величинами рекомендуемых значений экономических скоростей. Для сиатого воздуха средние значения экономических скоростей лежат в пределах 12-15 м/сек; для коротких трубопроводов больших диаметров допускается

увеличение скорости протекания до 20 м/сек; для длинных трубопроводов, для трубопроводов малых диаметров, для всасывающих трубопроводов компрессоров и для шлангов желательно принимать скорости протекания не выше 10 м1сек.

Расчет воздухопроводов сводится к оп-69. Расчет ределению диаметров трубопроводов и к оп-

воздухопроводов ределению гидравлических сопротивлений.

Площадь проходного сечения воздухопровода определяется из уравнения непрерывности:

F - М-,

где V - действительный секундный объем протекающего воздуха в м/сек; W - скорость протекания в м/сек. Для вентиляторного воздуха и несжимаемых жидкостей действительный объем протекающей среды соответствует расчетному. Для сжатого воздуха действительный объем меньше расчетного, исчисляемого в единицах свободного (всасываемого) воздуха. Действительный секундный объем протекающего воздуха равен

у = « = «Яо "в

о е е

где Vo - секундный объем протекающего свободного воз-

духа в мУсек;

т„ = V„Qo - секундная масса протекающего воздуха в кг/сек; Dfl, V - удельный объем свободного и сжатого воздуха в мУкг;

Оц, о - плотность свободного и сжатого воздуха в кг/м. Плотность и удельный объем свободного воздуха принимаются

равными (для р = 1 am и / = 0° с) q„ = 1,25 кг/м, г.\ = -

= 0,8 лУкг. •

При иных оговоренных значениях давления и температуры всасываемого воздуха, удельный объем и плотность определяются из уравнения состояния:

Диаметр трубопровода определяется из следующего уравнения:

vm„ м/сек.

Для заданного часового расхода воздуха т кг/ч формула диаметра трубопровода примет следующий вид:

(I 18,8 У-мм,

да Q - плотность протекающего воздуха в кг/л;

" - скорость протекания в м/сек.

Для заданного часового количества всасываемого воздуха \„м/ч при плотности Q„ = 1,25 кг/л" {р = 1 am, t = ОС) диаметр трубопровода

[ = 21

Для минутного или секундного расхода свободного воздуха ()ормулы примут следующий вид:

I (1-- 163 У ««

J= 1260 Умм. Для вентиляторного воздуха

d = 18,8 1

Для компрессорного воздуха определение диаметра трубопровода, по заданному расходу и параметрам воздуха производится с помощью номограммы (фиг. 128, левая часть см. вклейку). Так, например, если протекает воздух в количестве Уц - 9000 мУч (по всасыванию) при температуре t= 15 С, давлении р =7 ати и скорости протекания ==9 м/сек, то искомый диаметр находится перемещением по линии abcde (пунктир): d = 200 мм. Для воздуха, имеющего температуру t = 30 С, давление р 2,5 ати при расходе по всасыванию Vo = 12 ООО м/ч и скорости протекания w = = 15 м/сек перемещением по линии fglmn находим искомый диаметр: d = 290 мм.

Перемещаясь встречными линиями от заданного диаметра и скорости протекания, с одной стороны, и от заданных температуры и давления, с другой стороны, можно определить пропускную способность трубопровода Vo м/ч.

Гидравлическое сопротивление прямого участка круглого трубопровода определяется по формуле

О кГ/м (мм вод. ст.)

Для прямоугольного сечения

Рпр->

Q КГ/М