Расчет разветвленной тупиковой воздуходувной сети

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине "Технологические энергоносители промышленных предприятий"

Тема "Расчет разветвленной тупиковой воздуходувной сети"


Содержание


Введение

. Гидравлический расчет воздуходувной сети

1.1 Определение расходов воздуха на всех участках сети

.2 Определение главной магистрали

.3 Определение максимального удельного падения давления на главной магистрали

1.4 Эквивалентная длина каждого участка главной магистрали

1.5 Расчет участков главной магистрали

.6 Суммарные потери на главной магистрали от компрессорной станции

и конечного потребителя

.7 Расчет простого ответвления 8 - 7 на главной магистрали

.8 Определение разности давления на главной магистрали и ответвлении

.9 Расчет простого ответвления 5 - 1 на главной магистрали

.10 Определение разности давления на главной магистрали и ответвлении

.11 Расчет простого ответвления 5 - 9 на главной магистрали

.12 Определение разности давления на главной магистрали и ответвлении

.13 Расчет сложного ответвления 6 - 3 на главной магистрали

.14 Определение разности давления на главной магистрали и ответвлении

. Расчет и выбор оборудования компрессорной станции

2.1 Выбор типа и числа компрессоров

2.2 Расчет и выбор вспомогательного оборудования для компрессорной станции ВП - 30/8

2.2.1 Выбор воздухоохладителя

.2.2 Выбор концевого воздухоохладителя

.2.3 Выбор масловодоотделителя4

.2.4 Выбор ресивера

.2.5 Выбор грузоподъемного приспособления

.3 Расчет и выбор вспомогательного оборудования для компрессорной станции ВП - 20/8

.3.1 Выбор воздухоохладителя

.3.2 Выбор концевого воздухоохладителя

.3.3 Выбор масловодоотделителя

.3.4 Выбор ресивера

.3.5 Выбор грузоподъемного приспособления

3. Расчет технико - экономических показателей работы компрессорной станции

3.1 Определения приведенных затрат компрессоров ВП - 30/8

3.2 Расчет удельной работы на выработку воздуха в действительном цикле компрессоров ВП - 30/8

3.3 Определения приведенных затрат компрессоров ВП - 20/8

3.4 Расчет удельной работы на выработку воздуха в действительном цикле компрессоров ВП - 20/8

4. Определение себестоимости 1м3 сжатого воздуха

4.1 Определение себестоимости 1м3 сжатого воздуха для компрессоров ВП - 30/8

.2 Определение себестоимости 1м3 сжатого воздуха для компрессоров ВП - 20/8

Заключение

Список литературы


Введение


Основными задачами курсового проекта являются:

систематизация, закрепление и расширение теоретических знаний по курсу " Технологические энергоносители предприятий "

приобретение навыков практического применения теоретических знаний;

накопление опыта выполнения специальных теплотехнических расчетов с использованием справочной литературы;

Расчет сети воздухоснабжения рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

расчет всех участков сети с определением диаметров трубопроводов и потерь давления;

расчет и выбор основного и вспомогательного оборудования, устанавливаемого на компрессорной станции;

расчет системы охлаждения компрессоров;

тепловой расчет воздухоохладителя;

расчет себестоимости 1 м3 вырабатываемого сжатого воздуха.

Исходными данными для выполнения курсовой работы являются:

схема воздуховодной сети с указанием длин всех участков, расходов каждого потребителя и мест расположения арматуры и оборудования;

- давление на выходе из компрессорной станции и у потребителей.


1. Гидравлический расчёт воздуховодной сети


1.1 Определение расходов воздуха на всех участках сети


Определение расходов воздуха по участкам сети. Расход воздуха на ответвлениях


-7 Q7=0,117 м3/с;

-1 Q1=0,167м3/с;

-9 Q9=0,183 м3/с;

-3 Q3=0,133м3/с;

-2 Q6-2=0,283 м3/с.


Расход воздуха на главной магистрали


4-8 Q4-8=0,15 м3/с;

-8 Q12-8=0,401 м3/с;

-12 Q11-12=0,568 м3/с;

-11 Q10-11=0,785 м3/с;

-10 Q6-10=0,985 м3/с;

-6 Q5-6=1,368 м3/с;

-КС Q5-КС=1,818 м3/с.


.2 Определение главной магистрали


Определим длины магистралей l, м, до тупиковых потребителей


lкс-1 = l1+l12 = 210+170 = 380 м;

lкс-9 = l1 + l4 = 210+240 = 450 м;

lкс-3 =l1+l3 +l11+l8 = 210+230+160+190 = 790 м;

lкс-4 =l1+l3 +l5+l6+l2+ l7+l9 = 210+230+160+170+220+180+200 =1370 м;

lкс-7 = l1+l3 +l5+l6+l2+ l7+l10 =210+230+160+170+220+180+180 = 1350 м.


Выбираем основную магистраль кс-5-6-10-11-12-8-4, с длиной равной 1370 м.


.3 Определение максимального удельного падения давления на главной магистрали


Определение максимального удельного падения давления на главной магистралиа, Па/м, по формуле


,(1.1)


где Рн и Рк - соответственно давление на выходе из компрессорной станции и у потребителя, Па;

l - длина главной магистрали, м.


Па/м.


1.4 Эквивалентная длина каждого участка главной магистрали


Определяем эквивалентную длину каждого участка главной магистрали lэк, м, по формуле


, (1.1)


где lг - геометрическая длина участка, м.


lэк1 = 1,125 ? 210 = 236,25 м;

lэк3 = 1,125 ? 230 = 258,75 м;

lэк5 = 1,125 ? 160 = 180 м;

lэк6 = 1,125 ? 170 = 191,25 м;

lэк2 = 1,125 ? 220 = 247,5 м;

lэк7 = 1,125 ? 180 = 202,5 м;

lэк2 = 1,125 ? 200 = 225 м.


.5 Расчет участков главной магистрали


Расчет участка 8 - 4

Определяем падение давления ?Р, Па, на участке по формуле


, (1.3)

?Р = 145,99 ? 200 = 29,198 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке по формуле


, (1.4)


где Рк - давление в конце участка, Па.


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке по формуле


,(1.2)

,


где Q - расход сжатого воздуха, м/с.


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода dст = 0,069 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлен компенсатор сальниковый = 0,9 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле


, (1.6)


где - сумма местных сопротивлений установленных на участке оборудований, м.


lф8-4 = 200 + 0,9 = 200,9 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле


, (1.7)

,

кПа.


Расчет участка 12 - 8

Определяем падение давления ?Р, Па, на участке по формуле (1.3)


?Р = 145,99 ? 180 = 26,278 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке по формуле (1.4)


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода dст = 0,069 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлен масловодоотделитель = 10,4м;

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф12-8 = 180 + 10,4 = 190,4 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Расчет участка 11 - 12

Определяем падение давления ?Р, Па, на участке по формуле (1.3)


?Р = 145,99 ? 220 = 32,118 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке по формуле (1.4)


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода, dст = 0,106 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлены задвижка = 3,0 м, и масловодоотделитель = 18 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф11-12 = 220 + 3 + 18 = 241 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Расчет участка 10 - 11


Определяем падение давления ?Р, Па, на участке по формуле (1.3)


?Р = 145,99 ? 170 = 24,818 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке по формуле (1.4)


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода dст = 0,125 м, ГОСТ 8732-58 "Трубы стальные бесшовные горячекатанные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлена задвижка = 3,9 м, и масловодоотделитель = 23,2 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф7-6 = 170 + 3,9 + 23,2 = 197,1 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Расчет участка 6 - 10

Определяем падение давления ?Р, Па, на участке по формуле (1.3)


?Р = 145,99 ? 160 = 23,358 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке по формуле (1.4)


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода, dст = 0,125 м, ГОСТ 8732-58 "Трубы стальные бесшовные горячекатанные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлен компенсатор сальниковый = 1,9 м и масловодоотделитель = 23,2 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф6-10 = 160 + 1,9 + 23,2 = 185,1 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Расчет участка 5 - 6

Определяем падение давления ?Р, Па, на участке по формуле (1.3)


?Р = 145,99 ? 230 = 33,578 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке по формуле (1.4)


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода, dст = 0,150 м, ГОСТ 8732-58 "Трубы стальные бесшовные горячекатанные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлена задвижка = 4,8 м, и компенсатор сальниковый = 2,4 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф5-6 = 230 + 2,4 + 4,8 = 237,2 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Расчет участка КС - 5

Определяем падение давления ?Р, Па, на участке по формуле (1.3)


?Р = 145,99 ? 210= 30,658 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке по формуле (1.4)


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода dст = 0,150 м, ГОСТ 8732-58 "Трубы стальные бесшовные горячекатанные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлена задвижка = 4,8 м, и масловодоотделитель = 28,4 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lфКС-5 = 210 + 28,4 + 4,8 = 243,2 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Результаты вычислений сводятся в таблицу 1.1


Таблица 1.1- Расчет участков главной магистрали

№ п/пУчасткиlф, мQ, м3/с DP, кПаPср, кПаd, мdст, мlэк, мDPф, кПа18 - 4200,90,11729,198614,5990,0520,0692256,31212 - 8190,40,40126,278619,9490,0530,069202,56,399311 - 122410,56832,118629,2680,0970,106247,519,707410 - 11197,10,78524,818645,3250,1090,125191,2512,65456 - 10185,10,98523,358657,2490,1190,12518018,37165 - 6237,21,36833,578680,730,1340,15258,7516,8347КС - 5243,21,81830,658696,1040,1480,15236,2529,81

1.6 Суммарные потери давления на главной магистрали от компрессорной станции до конечного потребителя


Суммарные потери давления , Па, на главной магистрали от компрессорной станции до конечного потребителя определяем по формуле


,(1.9)

=6,31+6,399+19,707+12,654+18,371+16,834+29,81=110,585 кПа.


1.7 Расчет простого ответвления 8 - 7 на главной магистрали


Определение максимального удельного падения давления на ответвлении а, Па/м, по формуле (1.1)


Па/м.


Определяем эквивалентную длину ответвления lэк, м, по формуле (1.2)


lэк10 = 1,125 ? 180 = 202,5 м.


Определяем падение давления ?Р, Па, на участке по формуле (1.3)


?Р = 37,833 ? 202,5 = 7,661 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке по формуле (1.4)


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода dст = 0,069 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлены задвижка = 1,8 м и сальниковый компенсатор = 0,9 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф8-7 = 180 + 1,8 + 0,9 = 182,7 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Суммарные потери давления , Па, от компрессорной станции до конечного потребителя на ответвлениях 8 - 7 находим по формуле (1.9)


=6,233+6,399+19,707+12,654+18,371+16,834+29,81=110,008 кПа.


.8 Определение разности давления на главной магистрали и ответвлениях


Разность давлений ?, %, на главной магистрали и ответвлениях находим по формуле


,(1.10)

%.


Т.о. разность давлений на главной магистрали и ответвлениях не превышает 5 %, то принимаем стандартный диаметр dст = 0,069 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".


1.9 Расчет простого ответвления 5 - 1 на главной магистрали


Определение максимального удельного падения давления на ответвлении а, Па/м, по формуле (1.1)


Па/м.


Определяем эквивалентную длину ответвления lэк, м, по формуле (1.2)


lэк12 = 1,125 ? 170 = 191,25 м.


Определяем падение давления ?Р, Па, на участке по формуле (1.3)


?Р = 384,645 ? 191,25 = 73,563 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке по формуле (1.4)


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода dст = 0,05 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф5-1 = 170 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Суммарные потери давления , Па, от компрессорной станции до конечного потребителя на ответвлениb 5 - 1 находим по формуле (1.9)


54,55+29,81=84,36 кПа.


.10 Определение разности давления на главной магистрали и ответвлениях.

Разность давлений ?, %, на главной магистрали и ответвлениях находим по формуле


,(1.10)


%.


Т.к. невязка на главной магистрали и ответвлениях превышает 5 %, то производим корректировку расчета за счет изменения диаметра трубопровода на ответвлении.

По [1] выбираем стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Для корректировки выбираем диаметр трубопровода для участка 5 - 1, dст= 0,04 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф2-3 = 170 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Суммарные потери давления , Па, от компрессорной станции до конечного потребителя на ответвлениях 5 - 1 находим по формуле (1.9)


176,023+29,81= 205,833 кПа.


Разность давлений ?, %, на главной магистрали и ответвлениях находим по формуле (1.10)


%.


Т.к. невязка на главной магистрали и ответвлениях превышает 5 %, то производим корректировку расчета за счет изменения диаметра трубопровода на ответвлении.

По [1] выбираем стандартный диаметр трубопровода dст, м.


Для коректировки выбираем диаметр трубопровода для участка 5 - 1,dст =0,069 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф5-1 = 170 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Суммарные потери давления , Па, от компрессорной станции до конечного потребителя на ответвлениях 5 - 1 находим по формуле (1.9)


10,056+29,81= 39,866кПа.


Определение разности давления на главной магистрали и ответвлениях

Разность давлений ?, %, на главной магистрали и ответвлениях находим по формуле


,(1.10)

%.


Т.к. невязка на главной магистрали и ответвлениях превышает 5 %, то производим корректировку расчета за счет изменения диаметра трубопровода на ответвлении. Достичь меньшей невязки путём подбора диаметров труб не удаётся поэтому принимаем dст= 0,050м.


1.11 Расчет простого ответвления 5 - 9 на главной магистрали


Определение максимального удельного падения давления на ответвлении а, Па/м, по формуле (1.1)


Па/м.


Определяем эквивалентную длину ответвления lэк, м, по формуле (1.2)


lэк4 = 1,125 ? 240 = 270 м.


Определяем падение давления ?Р, Па, на участке по формуле (1.3)


?Р = 336,563 ? 270 = 90,872 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке по формуле (1.4)


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший меньший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода dст = 0,069 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлен компенсатор сальниковый = 0,9 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф5-9 = 270+0,9 = 270,9 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Суммарные потери давления , Па, от компрессорной станции до конечного потребителя на ответвлениях 5 - 9 находим по формуле (1.9)


19,013+29,81= 48,823 кПа.


1.12 Определение разности давления на главной магистрали и ответвлениях


Разность давлений ?, %, на главной магистрали и ответвлениях находим по формуле


,(1.10)

%.


Т.к. невязка на главной магистрали и ответвлениях превышает 5 %, то производим корректировку расчета за счет изменения диаметра трубопровода на ответвлении.

По [1] выбираем стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Для корректировки выбираем диаметр трубопровода для участка 5 - 9, dст = 0,050 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлен компенсатор сальниковый = 0,56 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф5-9 = 270+0,56 = 270,56 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Суммарные потери давления , Па, от компрессорной станции до конечного потребителя на ответвлениях 5 - 9 находим по формуле (1.9)


103,008+29,81=132,82.


Разность давлений ?, %, на главной магистрали и ответвлениях находим по формуле (1.10)


%.


Т.к. невязка на главной магистрали и ответвлениях превышает 5 %, то производим корректировку расчета за счет изменения диаметра трубопровода на ответвлении.

По [1] выбираем стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Для корректировки выбираем диаметр трубопровода для участка 5 - 9, dст = 0,081 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлен компенсатор сальниковый = 1 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф5-9 = 270+1 = 271 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Суммарные потери давления , Па, от компрессорной станции до конечного потребителя на ответвлениях 5 - 9 находим по формуле (1.9)


8,196+29,81= 38,006 кПа.


Определение разности давления на главной магистрали и ответвлениях

Разность давлений ?, %, на главной магистрали и ответвлениях находим по формуле


,(1.10)

%.


Т.к. невязка на главной магистрали и ответвлениях превышает 5 %, то производим корректировку расчета за счет изменения диаметра трубопровода на ответвлении. Достичь меньшей невязки путём подбора диаметров труб не удаётся поэтому принимаем dст= 0,050 м.


Результаты вычислений ответвлений сводятся в табл. 1.2.


Таблица 1.2 -Расчет ответвлений главной магистрали

№ п/пУчасткиlэк, мQ, м3 DP, кПаPср, кПаd, мdст, мlф, мDPф, кПа18 - 7202,50,1177,661610,6450,0680,069182,76,23325 - 1191,250,16773,563717,5570,0480,05017084,3635 - 92700,18390,872726,2110,0690,050270,56103,008

1.13 Расчет сложного ответвления 6 - 3


Определение главной магистрали сложного ответвления

Из пункта (1.2) определяем главную магистраль ответвления. Длина главной магистрали l, м, сложного ответвления 6 - 3 составляет 350 м.

Определение максимального удельного падения давления на сложном ответвлении а, Па/м, по формуле (1.1)


Па/м.


Определяем эквивалентную длину ответвления lэк, м, по формуле (1.2)


lэк8 = 1,125 ? 190 = 213,75 м;

lэк11 = 1,125 ? 160 = 180 м.


Определяем падение давления ?Р, Па, на участках по формуле (1.3)


?Р2-3 = 182,689 ? 213,75 = 39,05 кПа;

?Р6-2 = 182,689 ? 180 = 32,884 кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке 2 - 3 сложного ответвления по формуле (1.4):


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке 2 - 3 по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода для участка 2 - 3, dст = 0,069 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлен задвижка = 1,8 м, и масловодоотделитель = 10,4 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф2-3 = 190 + 1,8 + 10,4 = 202,2 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Определяем среднее давление Рср, Па, на участке 6 - 2 сложного ответвления по формуле (1.4)


кПа.


Определяем диаметр трубопровода d, м, на участке 1 - 2 по формуле (1.5)


м.


По [1] выбираем ближайший больший стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Стандартный диаметр трубопровода для участка 6 - 2, dст = 0,069 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные"

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлен компенсатор сальниковый = 0,9 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф6-2 = 160 + 0,9 = 160,9 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Результаты вычислений сводятся в табл. 1.3


Таблица 1.3 - Расчет сложных ответвлений магистрали

№ п/пУчасткиlэк, мQ, м3 DP, кПаPср, кПаd, мdст, мlф, мDPф, кПа12 - 3213,750,13339,05619,5250,0520,0069202,28,78726 - 21800,28332,884625,2290,0680,0069160,931,368

.14 Определение невязки на главной магистрали и сложного ответвления


Суммарные потери давления , Па, на сложном ответвлении от пятого до конечного потребителя определяем по формуле (1.9)


31,368 + 8,787+16,834+29,81 =86,799 кПа


Разность давлений ?, %, на главной магистрали сложного ответвления по формуле (1.10)


%


Т.к. невязка на главной магистрали и сложного ответвления превышает 5 %, то производим корректировку расчета за счет изменения диаметра трубопровода на ответвлении 6 - 2.

По [1] выбираем стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Для корректировки выбираем диаметр трубопровода для участка 5 - 1, dст = 0,081 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлен компенсатор сальниковый = 1 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф6-2 = 160 + 1 = 161 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Суммарные потери давления , Па, на сложном ответвлении от пятого до конечного потребителя определяем по формуле (1.9)


8,787+13,526+16,834+29,81 = 68,957 кПа.


Разность давлений ?, %, на главной магистрали и сложного ответвления по формуле (1.10)


%.


Т.к. невязка на главной магистрали и сложного ответвления превышает 5 %, то производим корректировку расчета за счет изменения диаметра трубопровода на ответвлении 6 - 2.

По [1] приложения выбираем стандартный диаметр трубопровода dст, м.

Для корректировки выбираем диаметр трубопровода для участка 5 - 1, dст = 0,05 м, ГОСТ 10704-63 "Трубы стальные электросварные".

По [1] определяем эквивалентную длину местного сопротивления для каждого установленного на участке вида оборудования , м.

На рассчитываемом участке установлен компенсатор сальниковый = 0,56 м.

Определяем фактическую длину участка lфi, м, по формуле (1.6)


lф6-2 = 160 + 0,56 = 160,56 м.


Определяем фактическое падение давления на участке ?Рф, Па, по формуле (1.7)


кПа.


Суммарные потери давления , Па, на сложном ответвлении от пятого до конечного потребителя определяем по формуле (1.9)


8,787+169,8+16,834+29,81 = 225,231 кПа.


Разность давлений ?, %, на главной магистрали и сложного ответвления по формуле (1.10)


%.


Т.к. невязка на главной магистрали и ответвлениях превышает 5 %, то производим корректировку расчета за счет изменения диаметра трубопровода на ответвлении. Достичь меньшей невязки путём подбора диаметров труб не удаётся поэтому принимаем dст= 0,069 м.


2. Расчёт и выбор оборудования компрессорной станции


2.1 Выбор типа и числа компрессоров


Производительность компрессорной станции должна удовлетворять потребление Qкс =109 м3/мин. Выбираем поршневые компрессоры общего назначения.

Чтобы общие число компрессоров составляло 6 - 8 штук. Выберем компрессор для первого расчета ВП - 30/8, производительностью 30 м3/с, а для второго расчета компрессор ВП - 20/8, производительностью 20 м3/с.

Характеристики для этих компрессоров будут приведены в табл. 2.1


Таблица 2.1- Технические данные поршневых стационарных компрессоров

ПоказателиВП-50/8ВП-30/8Производительность, м3/с5030Давление всасывания, Мпа0,0980,098Давление нагнетания, Мпа0,880,88Диаметр цилиндров: ЦНД, м ЦВД, м 0,6 0,35 0,47 0,30Габаритные размеры: длина, м ширина, м высота, м 3,7 3,1 3,3 3,90 2,50 3,4Масса, без электродвигателя, кг130008240Тип электродвигателя ДСК173-16-16БСДКМ 15-21-12 УЗМасса электродвигателя, кг34151510Цена компрессора с электродвигателем, тыс. руб.197162

Количество одновременно работающих машин на станции n, шт, определяется по формуле


,(2.1)


где Qкс - производительность компрессорной станции, м3/с,

Qк - производительность одного компрессора, м3/с.


Произведем расчеты для компрессора ВП-50/8


шт.


Принимаем число компрессоров n = 3 шт.

На компрессорной станции должно быть установлено n + 1 = 4 шт, ВП-50/8 т.к. один компрессор должен находится в резерве.

Произведем расчеты для компрессора ВП-30/8.


шт.


Принимаем число компрессоров n = 4 шт.

На компрессорной станции должно быть установлено n + 1 = 5 шт, ВП-30/8 т.к. один компрессор должен находится в резерве.


2.2 Расчет и выбор вспомогательного оборудования для компрессорной станции ВП-50/8


Вспомогательное оборудование компрессорной станции предназначено для экономичной, надежной и длительной работы установок а также для поддержания параметров сжатого воздуха в заданных пределах. К нему относят фильтры и фильтркамеры, концевые воздухоохладители, масловлагоотделители и ресиверы.


2.2.1 Выбор воздухоохладителей

Промежуточный воздухоохладитель, как правило, поставляется совместно с компрессорной установкой заводом изготовителем. Концевой воздухоохладитель подбирается на месте. Для его выбора необходимо определить количество воды, необходимое для охлаждения компрессора.

Расчет необходимого количества воды на охлаждение двухступенчатого поршневого компрессора

Количество теплоты, передаваемое рубашке компрессора для первой ступени и второй ступени , , Вт, соответственно определяется по формуле


,(2.2)

.(2.3)


где ?о - плотность воздуха принимаем 1,2 кг/м3;и k - показатели политропного и изобарного процессов соответственно (для воздушного компрессора n = 1,2; для первой ступени и n = 1,25; для второй ступени и k = 1,4 соответственно);

cv - массовая изохорная теплоемкость газа (для воздуха c = 0,721 кДж/(кг К);

Т1, Т3 - температура воздуха на входе в ступень (выбираем Т1 » Т3 = 300 К);

Т2, Т4 - температура сжатого воздуха на выходе из ступени, определяются из следующего соотношения, К


,(2.4)


где Р1, Р2 - давление воздуха на выходе из первой и второй ступени компрессора соответственно, Па.


Р1 = Рвх = 0,098 МПа,


Степень повышения давления e1 в 1 ступени найдем по формуле


,(2.5)


где D1 и D2 - диаметры соответственно цилиндров первой и второй ступеней, м.


,

Р2 = ?11 = 2,939 ? 0,098 = 0,288 МПа,


где ?1 - степень повышения давления в первой ступени


К.


Тогда количество теплоты, передаваемое рубашке компрессора для первой ступени и второй ступени


кВт;

кВт.


Количество теплоты, которое надо отвести от сжатого воздуха в промежуточном и концевом холодильниках ,, Вт, соответственно определяется по формулам


,(2.6)

,(2.7)


где cр -массовая изобарная теплоемкость газа (для воздуха cр =1,005 кДж/(кг К); Т5 - емпература воздуха на выходе из концевого холодильника, (Т5 = 310К),К.


кВт;

кВт.


Расход охлаждающей воды через рубашку компрессора Мр, кг/с, определяется по формуле


,(2.8)


где DТв - нагрев охлаждающей воды при прохождении рубашки компрессора и концевого холодильника, (DТв=15-20 К), К;

сp - массовая изобарная теплоемкость воды, (сp=4,19 кДж/(кг К)).


кг/с.


Расход охлаждающей воды через холодильники компрессора Мх, кг/с, определяется по формуле


,(2.9)

кг/с.


Суммарное количество воды на охлаждение одного компрессора М?, кг/с, определяется по формуле


МS = (1,1-1,2)?(Мрх),(2.10)

МS = 1,2? (0,516 + 0,618) = 1,36 кг/с.


В случае использования однотипных компрессоров общий расход воды на компрессорную станцию равен Мкс, кг/с, определяется по формуле


Мкс = МS?n.(2.11)


n - количество одновременно работающих компрессоров, шт.


Мкс = 1,36 ? 3 = 4,08 кг/с.


.2.2 Выбор концевого воздухоохладителя

Для выбора концевого воздухоохладителя необходимо знать требуемую поверхность теплообмена F, м2, которая определяется по формуле


,(2.12)


где Q- теплопроизводительность аппарата, Вт.

Dt - средняя разность температур теплоносителей, К.

Теплопроизводительность аппарата должна быть равна количеству теплоты, отводимому в концевом воздухоохладителе .

Средняя разность температур ?Т, К, находится из выражения


,(2.13)


Где - больший температурный напор между теплоносителями, К; = 310 К температура воды на выходе из концевого холодильника; -меньший температурный напор между теплоносителями; =300 К - температура воды на входе в концевой холодильник. Коэффициент теплопередачи k выбирается из диапазона 15..25 Вт/(м2К). По найденной поверхности выбирается стандартный теплообменник из [1].


К.


Поверхность теплообмена F, м2, равна


м2.


Т.к. поверхность теплообмена равна F = 79,31 м2, то выбираем концевой холодильник из [1], ХРК - 100, площадь поверхности теплообмена 100 м2, цена 230 тыс. руб.


.2.3 Выбор масловодоотделителей

Основным конструктивным параметром масловодоотделителей является объем Vмво, м3, определяемый по формуле


,(2.14)


где Qк - производительность компрессора, м3/с.


Vмео = 1,2?= 8,48 м3.


Выбираем стандартный масловодоотделитель Артикс Р-10/10 выбирается иp [1], производительность 4 - 10 м3/мин, ДУ 50/33/572х315, цена 20,5 тыс. руб.


.2.4 Выбор ресивера

Основным конструктивным параметром ресивера является его объем, м3, который с достаточной степенью точности может быть определен по формуле


,(2.15)

Vмео = 1,6?= 11,314 м3.


Выбираем стандартный ресивер из [1], В - 16, емкость 16 м3, масса 3100 кг, цена 290 тыс. руб.


2.2.5 Выбор грузоподъемного приспособления

На компрессорной станции в обязательном порядке устанавливают одно (иногда и более) грузоподъемное приспособление предназначенное для монтажа, демонтажа или технического обслуживания машин и механизмов, размещенных в здании станции. Тип приспособления выбирается по массе наиболее тяжелой детали компрессорной установки или самого компрессора. Стандартное грузоподъемное приспособление выбирается из [1]. По массе компрессора 13000 кг, выбираем механизм с грузоподъемность 18000 кг, цена 243,9 тыс. руб.


2.3 Расчет и выбор вспомогательного оборудования для компрессорной станции ВП-30/8


.3.1 Выбор воздухоохладителей

Промежуточный воздухоохладитель, как правило, поставляется совместно с компрессорной установкой заводом изготовителем. Концевой воздухоохладитель подбирается на месте. Для его выбора необходимо определить количество воды, необходимое для охлаждения компрессора.

Расчет необходимого количества воды на охлаждение двухступенчатого поршневого компрессора приведем ниже.

Температура сжатого воздуха на выходе из ступени Т2, Т4, К, определяются из соотношения (2.4)


,


где Р1, Р2 - давление воздуха на выходе из первой и второй ступени компрессора соответственно, Па.


Р1 = Рвх = 0,098 МПа.


Степень повышения давления e1 в 1 ступени найдем по формуле (2.5)


,

Р2 = ?11 = 2,45 ? 0,098 = 0,2401 МПа,


где ?1 - степень повышения давления в первой ступени.


К.


Тогда количество теплоты, передаваемое рубашке компрессора для первой ступени и второй ступени , , Вт, соответственно определяется по формуле (2.2 - 2,3)


кВт;

кВт.


Количество теплоты, которое надо отвести от сжатого воздуха в промежуточном и концевом холодильниках ,, Вт, соответственно определяется по формулам (2.6 - 2.7)


кВт;

кВт.


Расход охлаждающей воды через рубашку компрессора Мр, кг/с, определяется по формуле (2.8)


кг/с.


Расход охлаждающей воды через холодильники компрессора Мх, кг/с, определяется по формуле (2.9)


кг/с.


Суммарное количество воды на охлаждение одного компрессора М?, кг/с, определяется по формуле (2.10)


МS = 1,2? (0,255+0,349) = 0,725 кг/с.


В случае использования однотипных компрессоров общий расход воды на компрессорную станцию равен Мкс, кг/с, определяется по формуле (2.11)


Мкс = 0,725 ? 4 = 2,899 кг/с.


2.3.2 Выбор концевого воздухоохладителя

Средняя разность температур ?Т, К, находится из выражения (2.13)


К.


По найденной поверхности выбирается стандартный теплообменник из [1].

Для выбора концевого воздухоохладителя необходимо знать требуемую поверхность теплообмена F, м2, которая определяется по формуле (2.12)


м2.


Т.к. поверхность теплообмена равна F = 34,51 м2, то выбираем концевой холодильник из [1], ХРК - 40, площадь поверхности теплообмена 50 м2, цена 160,6 тыс. руб.


.3.3 Выбор масловодоотделителей

Основным конструктивным параметром масловодоотделителей является объем Vмво, м3, определяемый по формуле (2.14)


Vмео = 1,2?= 6,573 м3.


Выбираем стандартный масловодоотделитель выбирается из [1], Артикс Р-10/10 производительность 4 - 10 м3/мин, ДУ 50/33/572х315, цена 20,5 тыс. руб.


2.3.4 Выбор ресивера

Основным конструктивным параметром ресивера является его объем м3, который с достаточной степенью точности может быть определен по формуле (2.15)


Vмео = 1,6?= 8,764 м3.


Выбираем стандартный ресивер из [1], В - 10, емкость 10 м3, масса 2600 кг, цена 220 тыс. руб.


.3.5 Выбор грузоподъемного приспособления

На компрессорной станции в обязательном порядке устанавливают одно (иногда и более) грузоподъемное приспособление предназначенное для монтажа, демонтажа или технического обслуживания машин и механизмов, размещенных в здании станции. Тип приспособления выбирается по массе наиболее тяжелой детали компрессорной установки или самого компрессора. Стандартное грузоподъемное приспособление выбирается из [1]. По массе компрессора 1510 кг, выбираем механизм с грузоподъемность 2000 кг, цена 50,2 тыс.руб.


3. Расчёт технико-экономических показателей работы компрессорной станции


.1 Определение приведенных затрат для компрессоров ВП-30/8


Стоимость здания компрессорной станции Цз, руб., определяется по формуле


Цз = ,(3.1)


где - объем здания компрессорной станции, м3;

- стоимость 1 м3 внутреннего объема здания, руб./м3.

Объем здания компрессорной станции, м3, рассчитывается по формуле


= L ? B ? H(3.2)


Габаритные размеры здания компрессорной станции

длина здания L, м, определяем по формуле


L = (n+1)?(l+l1).(3.3)


ширина здания В, м, определяем по формуле


B = b + b1 + b2.(3.4)


высота здания Н, м, определяем по формуле


H = h + h1.(3.5)


где n - количество установленных компрессоров, шт;

l - длина компрессорной установки, м;

l1- расстояние между выступающими частями соседних компрессоров, не менее 1.5 м;- ширина компрессорной установки, м;1 и b2 - расстояние от котельной установки до стены соответственно, м:1 - по фронту установленных машин, 2.0...2.5, м;2 - с тыла компрессоров, 1.5...2, м;- высота компрессора, м;1 - расстояние от верха компрессорной установки до потолка, 2,5...3, м.


L = (2 + 1)?(3,7 + 1,5) = 15,6 м;= 3,1 + 2,2 + 1,8 = 7,1 м;= 3,3 + 2,7 = 6 м.


Найдем объем здания компрессорной станции, м3


= 1,3 ?15,6 ? 7,1?6 = 863,93 м3.


Стоимость 1 м3 здания по укрупненным показателям составляет 40 тыс. руб.

Стоимость здания компрессорной станции Цз, руб., определяется по формуле (3.1)


Цз = 40 ?863,93 = 34557,2 тыс. руб.


Результаты вычислений представляются в виде табл. 3.1


Таблица 3.1- Затраты на строительство компрессорной станции

Наименование оборуд.Кол-воЦена ед. оборуд. тыс. руб.Сумма, тыс. руб.Компрессор ВП-50/84 18807520Электродвигатель ДСК-173-16-164197788Пуск. арматура (20% от сум. п.1-2)--415,4Концевой воздухоохладитель ХРК-1004230920Масловодоотделитель Арктис Р-10/10420,582РесиверВ-1642901160Грузоподъемное приспособление Кран-балка1243,9243,9Неучтенное оборуд. (5% от сум. п.1-7)--556,37ВСЕГО затрат на об-ние (сум. п.1-8)--11683,6710.Монтаж об-ния (10 % от п.9)--1168,3711.Транспортные расходы (20 % от п.9)--233,6712. Стоимость здания КС1-34557,213. Всего кап. затрат (сум. п. 9-12)--48199,28

.2 Расчет удельной работы на выработку воздуха в действительном цикле для компрессоров ВП-50/8


Удельная работа L, Дж/м3, затрачиваемая на выработку 1 м3 сжатого воздуха в действительном цикле находим по формуле


,(3.6)


Где


; ,(3.7)


k - показатель адиабаты, для воздуха k=1.4;- газовая постоянная, для воздуха R=287 Дж/(кг*К);

lVAD1, lP1, lV1, lT1 - коэффициенты для первой ступени компрессора, учитывающие отклонение действительного процесса сжатия от теоретического;

lVAD2, lP2, lV2, lT2 - коэффициенты для второй ступени компрессора, учитывающие отклонение действительного процесса сжатия от теоретического;

e1 - степень повышения давления в 1 ступени;

e2 - степень повышения давления во 2 ступени;

ф1 и ф2 - коэффициенты учитывающие потери давления при сжатии, соответственно первой и второй ступени, Па.

Степень повышения давления e1 в 1 ступени известна из формулы (2.5), e1 = 2,939

Степень повышения давления e2 во 2 ступени найдем по формуле


.(3.9)


Промежуточное давление между ступенями Pпр, Па определяется по формуле


.(3.10)


где Ро - давление всасывания, берется из табл. (2.1), Па.


Рпр = 2,939 ? 0,098 = 0,2488 МПа;


Находим относительные потери при всасывании ?вс и нагнетании ?н, Па, по отношениям


; ;(3.11)

; .

Па; Па;

Па; Па.


Коэффициенты учитывающие потери давления при сжатии ф1, ф2, Па соответственно первой и второй ступени найдем по формулам


ф1 = 1 + ?вс1 + ?н1,(3.12)

ф2 = 1 + ?вс2 + ?н2, (3.13)

ф1 = 1 + 0,206 + 0,378 = 1,584 Па;

ф2 = 1 + 0,164 + 0,299 = 1,463 Па.


Плотность воздуха в первой и второй ступени r1, r2, кг/м3, компрессора соответственно находим по формулам


;(3.14)

.(3.15)

кг/м3;

кг/м3.


Коэффициенты lVAD1, lP1, lV1, lT1 для первой ступени компрессора, учитывающие отклонение действительного процесса сжатия от теоретического находим по формулам


;(3.16)

;(3.17)

;(3.18)

,(3.19)


где m - относительная величина мертвого пространства (m = 0,025, M=0,8);- показатель политропы расширения воздуха, оставшегося в мертвом пространстве (для первой ступени n = 1,2; для второй ступени n = 1,25);

r1 - плотность воздуха в ступени, кг/м3.


;

;

;

.


Коэффициенты lVAD2, lP2, lV2, lT2 для второй ступени компрессора, учитывающие отклонение действительного процесса сжатия от теоретического находим по формулам

воздуходувный компрессор сжатый воздух

;(3.20)

;(3.21)

;(3.22)

,(3.23)


где m - относительная величина мертвого пространства (m = 0,025, M=0,8);- показатель политропы расширения воздуха, оставшегося в мертвом пространстве (для первой ступени n = 1,2; для второй ступени n = 1,25);

r2 - плотность воздуха в ступени, кг/м3.


;

;

;

.


Принятые для сокращения А, В по формуле (3.7) равны


К;

К.


Удельная работа L, КДж/м3, затрачиваемая на выработку 1 м3 сжатого воздуха в действительном цикле находим по формуле (3.6)



3.3 Определение приведенных затрат для компрессоров ВП - 30/8


Габаритные размеры здания компрессорной станции определяем по формулам (3.3 - 3.5)


L = (5 + 1)?(3,9 + 1,5) = 32,4 м;= 2,5 + 2 + 1 = 6,5 м;= 3,4 + 3 = 6,4 м.


Найдем объем здания компрессорной станции, м3, по формуле (3.2)


= 1,3 ?32,4 ? 6,5?6,4 = 1752,92 м3.


Стоимость 1 м3 здания по укрупненным показателям составляет 40 тыс. руб. Стоимость здания компрессорной станции Цз, руб, определяется по формуле (3.1)


Цз = 40 ? 1752,92 = 70087,68 руб.


Результаты вычислений представляются в виде табл. 3.2.


Таблица 3.2- Затраты на строительство компрессорной станции

Наименование оборудованияЕдиницы измен-яКол-твоЦена ед. оборуд. руб.Сумма, руб.1.Компрессор ВП-30/8шт5134067002.Электродвигатель БСДКМ 15-21-12 УЗШт51628103.Пуск. арматура (20% от сум. п.1-2)%--15024.Концевой воздухоохладит ХРК-25Шт5160,68035.Масловодоотделитель Арктис Р 6/10Шт543215,56.Ресивер В-8Шт522011007.Грузоподъемное приспособление ТЭ-200шт150,250,28.Неучтенное оборуд. (5% от сум. п.1-7)%--559,049.ВСЕГО затрат на оборудование (сум. П.1-8)%--11739,7410Монтаж оборудования (10 % от п.9)%--1173,9711.Транспортные расходы (20 % от п.9)%--2347,9512. Стоимость здания КСШт1-46445,113. Всего кап. затрат (сум. п. 9-12)%--62265,8

3.4 Расчет удельной работы на выработку воздуха в действительном цикле для компрессоров ВП - 30/8


Степень повышения давления e1 в 1 ступени известна из формулы (2.5), e1 = 2,45. Промежуточное давление между ступенями Pпр, Па определяется по формуле


.(3.10)


где Ро - давление всасывания, берется из табл. (2.1), Па.


Рпр = 3,45 ? 0,098 = 0,2401 МПа.


Степень повышения давления e2 во 2 ступени найдем по формуле (3.9)



Находим относительные потери при всасывании ?вс и нагнетании ?н, Па, по отношениям (3.11)


Па; Па;

Па; Па.


Коэффициенты учитывающие потери давления при сжатии ф1, ф2, Па соответственно первой и второй ступени найдем по формулам (3.12 - 3.13)


ф1 = 1 + 0,206 + 0,393 = 1,599 Па;

ф2 = 1 + 0,171 + 0,299 = 1,47 Па.


Плотность воздуха в первой и второй ступени r1, r2, кг/м3, компрессора соответственно находим по формулам (3.14 - 3.15)


кг/м3;

кг/м3.


Коэффициенты lVAD1, lP1, lV1, lT1 для первой ступени компрессора, учитывающие отклонение действительного процесса сжатия от теоретического находим по формулам (3.16 - 3.19)


;

;

;

.


Коэффициенты lVAD2, lP2, lV2, lT2 для второй ступени компрессора, учитывающие отклонение действительного процесса сжатия от теоретического находим по формулам (3.20 - 3.23)


;

;

;

.


Принятые для сокращения А, В по формуле (3.7) равны


К;

К.


Удельная работа L, КДж/м3, затрачиваемая на выработку 1 м3 сжатого воздуха в действительном цикле находим по формуле (3.6)



4. Определение себестоимости 1м3 сжатого воздуха


.1 Определение себестоимости 1м3 сжатого воздуха для компрессоров ВП-50/8


Стоимость 1 м3 сжатого воздуха а, руб./м3,определяется по формуле


.(4.1)


Годовая выработка сжатого воздуха компрессорной станцией Vгод, м3/год, определим по формуле

год = 3600?Vкс?k?t?n ,


где Vкс - производительность компрессорной станции, м3/с;

k - коэффициент неравномерности;- число часов работы компрессора в сутки (при двусменной - 16 часов);- число дней работы компрессора в году .

год = 3600?1,55?0,67?16?280 = 16748928 м3/с .


Стоимость годовой выработки сжатого воздуха на компрессорной станции S, руб., найдем по формуле


S = Sэ + Sам + Sзп + Sтр + Sвм + Sу + Sпр + Sо , (4.3)


где Sэ - расходы на потребляемую электроэнергию, руб.;ам - расходы на амортизационные отчисления, руб.;зп - расходы на заработную плату, руб.;тр - расходы на текущий ремонт оборудования, руб.;вм - расходы на вспомогательные материалы, руб.;

Sу + Sпр + Sо - прочие расходы (услуги сторонних организаций, общестанци онные расходы и пр.), руб.

Годовой расход электроэнергии Эгод, кВт/ч, находим по формуле


.(4.4)


где rв - средняя плотность воздуха, кг/м3;

hм - КПД компрессора, hм = 0.85...0.9;

hп - КПД передачи, hп = 1;

hдв - КПД двигателя, hдв = 0.9...0.95.


кВт.


Расходы на потребляемую электроэнергию Sэ, руб., определим из формулы


Sэ = Эгодэ ,(4.5)


где Цэ - средний тариф на электроэнергию (2,5 руб/кВт ч);

Эгод - годовой расход электроэнергии, кВт.


Sэ = 22211570,21?2,5 = 55528,925 тыс.руб.


Расходы на амортизационные отчисления Sам, руб., находим по формуле


Sам = аам?Kст.(4.6)


где аам - норма амортизационных отчислений по компрессорной станции, аам = 0,05...0,07;ст - капитальные затраты на сооружение станции, руб.

ам = 0,05?48199,28 = 2409,964 тыс.руб.


Расходы на заработную плату Sзп, руб, найдем по формуле


Sзп = 1,26?nэксгод.(4.7)


где nэкс - количество эксплуатационного персонала (по два человека в смену);

Фгод - годовая величина заработной платы с начислениями на одного работника в год ( 100 тыс. рублей);

зп = 1,26 ? 4?100000 =504 тыс. руб.


Расходы на текущий ремонт оборудования Sтр, руб, определим по формуле


Sтр = 0,5?Sам,(4.8)тр = 0,5?2409,964 = 1204,982 тыс. руб.


Расходы на вспомогательные материалы Sвм, руб, определим по формуле

вм = (0,03...0,05)?Sэ.(4.9)вм = 0,04?55528,925 = 2221,157 тыс. руб.


Прочие расходы Sу, Sпр, Sо, руб, (услуги сторонних организаций, общестанционные расходы и пр.) определим по формуле


Sу + Sпр + Sо = 0,1(Sтр + Sвм + Sзп).(4.10)у + Sпр + Sо = 0,1(1204,982+2221,157+504) =393,014 тыс.руб.


Стоимость годовой выработки сжатого воздуха на компрессорной станции S, руб., найдем по формуле (4.3)

=55528,925+2409,964+504+1204,982+2221,157+393,014=62262,042 тыс.руб.


Стоимость 1 м3 сжатого воздуха а, руб./м3,определяется по формуле (4.1)


руб/м3


.2 Определение себестоимости 1м3 сжатого воздуха для компрессоров ВП - 30/8


Годовая выработка сжатого воздуха компрессорной станцией Vгод, м3/год, определим по формуле (4.2)


Vгод = 3600?2,5?0,8?16?280 = 32256000 м3/с .


Годовой расход электроэнергии Эгод, кВт/ч, находим по формуле (4.4)


кВт.


Расходы на потребляемую электроэнергию Sэ, рубопределим и., з формулы (4.5)

э = 7052,996?2,5 = 17632,492 тыс. руб.


Расходы на амортизационные отчисления Sам, руб., находим по формуле (4.6)

ам = 0,05?62265,8 = 3113,29 тыс. руб.


Расходы на заработную плату Sзп, руб, найдем по формуле (4.7)

зп = 1,26?4?100000 = 504 тыс. руб.


Расходы на текущий ремонт оборудования Sтр, руб, определим по формуле (4.8)


Sтр = 0,5?3113,964 = 1556,645 тыс. руб.


Расходы на вспомогательные материалы Sвм, руб, определим по формуле (4.9)


Sвм = 0,04?17632,492 = 705,3 тыс. руб.


Прочие расходы Sу, Sпр, Sо, руб, (услуги сторонних организаций, общестанционные расходы и пр.) определим по формуле (4.10)


Sу + Sпр + Sо = 0,1(1556,645+705,3+504) = 276,595 тыс. руб.


Стоимость годовой выработки сжатого воздуха на компрессорной станции S, руб., найдем по формуле (4.3)

=17632,492+3113,29+504+1556,645+705,3+276,595= 23788,322тыс.руб.


Стоимость 1 м3 сжатого воздуха а, руб./м3,определяется по формуле (4.1)


руб/м3


Заключение


В данном курсовом проекте произвели расчет воздуховодной сети промышленного предприятия. Он включал в себя гидравлический расчет, расчет и выбор вспомогательного оборудования, расчет системы охлаждения компрессоров, тепловой расчет воздухоохладителя и расчет себестоимости 1 м3 вырабатываемого сжатого воздуха.

В гидравлическом расчете были определены диаметры трубопроводов и потерь давления. По потребление воздуха составляющему Qкс = 109 м3/мин. были выбраны компрессоры ВП-50/8 в количестве 4 шт. и Вп-30/8 в количестве 5 шт. Для них произведен сравнительный расчет оснащения компрессорной станции. Удельная работа, затрачиваемая на выработку 1 м3 сжатого воздуха, в действительном цикле составила 417,6845 кДж/м3 для первого варианта расчета и 401,64 кДж/м3 для второго. Сравнивая себестоимость 1 м3 сжатого воздуха по первому и второму вариантам, видим, что второй вариант получается экономичнее первого. Поэтому окончательно принимаем как более экономичный второй вариант, то есть когда компрессорная станция оборудуется пятью компрессорами типа ВП - 30/8.


Список литературы


1 Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Технологические энергоносители предприятий" для студентов специальности 140104 "Промышленная теплоэнергетика" заочной формы обучения на тему "Воздухоснабжение промышленного предприятия" / ГОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет"; сост. В.В. Портнов, В.Ю. Дубанин, К.Г. Хрипунов. Воронеж, 2007. 30 с.


Теги: Расчет разветвленной тупиковой воздуходувной сети  Курсовая работа (теория)  Физика
Просмотров: 29114
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Расчет разветвленной тупиковой воздуходувной сети
Назад