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

Для сжатия 1 воздуха до определенного давления необходимо затратить топлива

Ье = ib,„, кгЫ\

где / - расход электрической энергии на выработку 1 ?,v воздуха компрессорами в дж1м? \кет-чЫ\; пп - удельный расход топлива станцией на выработку 1 мдж [1 квт-ч\ электрической энергии в кг/мдж [кг/квт ч].

Удельный расход условного топлива (QjJ = 30 мдж/кг

\700O ккал/кг] на выработку 1 мдж [1 квт-ч] электрической энергии равен

, 0,034 , 0,1 =- кг/мдж.

и 0.123 ,

Km -- кг/квт-ч,

где - к. п. д. станции (конденсационной).

Расход энергии на выработку 1 м воздуха компрессорами общего назначения (Ргэб 6н-7 ат) составляет в среднем / = = 0,36 мдж/м [О,] квт-ч/м], следовательно, расход условного топлива станцией на выработку 1 м воздуха можно выразить следующим уравнением:

Ь,=- 0,0123 -кг/м.

Пет

Разность расходов топлива для получения одинакового количества воздуха (1 м при нормальных условиях) равна

Кк = Ь,~ Ь„ - 0,0123 - - 4,4.10- .

Положительная величина Ь означает экономию топлива в результате подогрева воздуха подогревателем, отрицательная - перерасход топлива.

Отношение расхода топлива на выработку 1 м воздуха к расходу топлива на подогрев воздуха (обеспечивающего экономию 1 м воздуха) назовем критерием эффективности. Для принятых значений /, Qp и с критерий эффективности равен

/.0 = = 277

ilcmAf (100 -й)*

Подогрев воздуха эффективен при /Сзф>1; при КэфК подогрев неэффективен. Так, например, при Т1„ = 0,3, = 0,3, = 100" С, а = 25% критерий эффективности равен

(( 977 0- 25 р, qn

1\эф ~ 0,3-100.75 ~

т. е. подогрев неэффективен,

Тот же подогрев при i]„ = 0,5 и т] = 0,25 становится эффективным, так как

Кэф 277 -о;2Й-75 "

Критерий эффективности дает возможность сравнить расход топлива на подогрев воздуха и на выработку электрической энергии конденсационной станцией для производства компрессор1Юго воздуха в количестве, равном сэкономленному при подогреве.

Электрический подогрев воздуха, как правило, невыгоден, так как критерий

Кял = -

/г]„й

/.860т)пС

почти всегда меньше единицы.

Подогрев воздуха экономичен, если стоимость подогрева меньше стоимости сэкономленного воздуха. Критерием экономичности назовем отношение стоимости сэкономленного воздуха к стоимости подогрева.

Обозначим:

q„ - стоимость 1 м воздуха при нормальных условиях в коп./л<; 9г - стоимость 1 кг условного топлива в коп ./кг; а - топливная составляющая в подогреватель-I ной установке;

расход топлива на 1 сэкономленного воздуха в кг/м;

-&„ - стоимость подогрева 1 м воздуха со всеми

эксплуатационными накладными расходами в коп./м.

Критерий экономичности подогрева равен

с;„,дг(100-о)

9«о

я л 9г „Д(1оо-о)

cj 22 600)1„а

"7 " "Д<(100 -й) • I При Кдк > 1 подогрев выгоден, при < подогрев невыгоден. Например при Д=100°С; а = (l --) 100 = 25%; q„ -= 0,2 коп./ж; = 1 коп./кг; а = 0,5; т)„ = 0,5

0.2.0.5 22 600-0.5-25 о 7к " ~1 106775

Т. е. подогрев безусловно выгоден,

При М = 100 С;

/ 293\ / -, (1 -39з) + (1- \

393/.

50 = 19%;

9в = О, I коп.Лм; 9j. 2 коп./кг; сг = 0,7 и ii„= 0,4

0,1.0,7.22 600-0,4.19

2-1(10-81

0,74.

Т. е. подогрев не окупается.

80. Технические Экономичные обдуаочные сопла

мероприятия

по уменьшению Расход воздуха на обдувку может быть

потерь и непроизво- значительно сокращен применением эко-дительных расходов номичных сопел.

Основные требования, предъявляемые к экономичным соплам: автоматичность затвора; плотное прилегание клапана к седлу; минимальные потери через зазоры шпинделя клапана; выходное отверстие в виде правильно сконструированного расширяющегося сопла; сменный наконечник; простота, надежность и компактность конструкции.

На фиг. 161 показан обдувочный самозапорный клапан, часто применяемый на производствах; на фиг. 162 показаны конструкции экономичных сопел, разработанные автором.

Обдувка соплами производится периодически. На протяжении короткого времени сопло много раз включается и выключается. Отсутствие автоматического затвора в несколько раз увеличивает расход воздуха, так как при кратковременном прекращении обдувки запорный вентиль не закрывается; при длительных остановках (более редких, чем кратковременные остановки) сопло некоторое время непроизводительно расходует воздух, пока не будет перекрыт вентиль. При пусках также непроизводительно расходуется воздух в течение времени от открытия вентиля до начала обдувки. Показанные на всех соплах клапаны с пружинами обеспечивают мгновенно автоматическое включение и выключение

Фиг. 161. Обдувочный самозапорнын клапан:

/ - рукоятка; 2 - клапан; 3 - пружина.

Фиг 162. Копструкции экономических сопел:

. с цилиндрическим корпусов с ™ Г1Трча"жГмТпра"пеСеГз\Тиг

- с л„ты« корпусом ;y;;P=g™?™:; r/жёктирующей..асадкой.

сопла. При длительных остановках следует перекрывать запорный вентиль перед шлангом сопла.

Однако далеко выступающий нажимной рычаг затрудняет эксплуатацию и обслуживание одной рукой; возможна поломка рычага в тяжелых условиях работы в цехах.

Наиболее компактным является кнопочное управление нажимом клапана, вполне пригодное для низких давлений (до 4 ати). При более высоких давлениях ввиду значительных усилий на клапан вместо кнопки применена изогнутая пластина или нажимные рукоятки-рычаги.

Для уменьшения потерь через зазоры шпинделя в конструкциях клапанов предусмотрена сменная бронзовая втулка. Плот-

Фиг. 163. Сменный наконечник экономического сопла.

ное Прилегание клапана к седлу обеспечивается предварительной притиркой.

Сменный наконечник дает возможность применять сопла с минимальными проходными сечениями, а следовательно, с минимальным расходом воздуха. Сопло имеет постоянное цилиндрическое выходное сечение, что значительно снижает его экономичность.

Расширяющееся сопло дает максимальное использование энергии воздуха. Из приведенного выше расчета видно, что при истечении воздуха (pi = 5 ати, ty = 20 С) из цилиндрического сопла можно в идеальном случае получить звуковую скорость порядка 315 м/сек. В действительности сопротивление при входе и при протекании через цилиндрическую часть сопла значительно снизит эту скорость. При истечении через правильно сконструированное расширяющееся сопло можно получить реальную скорость выхода до 460 м/сек. Следовательно, в первом случае кинетическая энер-

гия 1 кг воздуха (при скорости выхода 300 м/сек) равна = 300

= У98У = кГм/кГ, а во втором случае кинетическая энергия

460

1 кг равнаy-ggy = Ю 760 кГм,кГ, т. е. в 2,35 раза больше.

Конструкции сопел являются достаточно компактными, надежными в работе и в основном удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям.

В случае необходимости мягкой обдувки на значительной площади применяют сопло с эжектирующей насадкой, дающее возможность значительно уменьшить расход сжатого воздуха за счет подсоса атмосферного воздуха.

На фиг. 163 показан сменный наконечник сопла. В табл. 39 приведены рекомендуемые размеры и расход сжатого воздуха.

Материал наконечника сопел: бронза, латунь, алюминиевый сплав или сталь. Внутреннюю поверхность следует обработать очень чисто. В случае опасности возникновения коррозии наконечника желательно его хромировать.

Таблица 39

? о =

Размеры сопел для обдувки и расход воздуха

1:16

1:12

1:12

1:10

1:10

1:10

длина сопла в мм и расход в м/мин (для нормальных условий) при давлении перед соплом в ат

0,136

0,120

0,31

0,27

0,54

0,48

0,84

0,73

1,25

1 12

0,165

0,146

0,37

0,33

0,66

0.58

1,02

0,90

0,205

0.180

0,46

0,4U

0,82

0,72

1,27

1.12

0,24

0.21

0,55

0.47

0,96

0,84

1,85

1,60

1,26

2,5 - 3

0 27

0,24

0,61

0,55

0,08

0,96 1,7

2,45

4.3 3,8

1,34

для конусности 1;10 » » a = 5 43 32 . а/. - ™ .

2. Цифры расхода в числителе для (, =20= С, в знаменателе-дли - ШО Ь.