Учет сжатого воздуха реферат

Обновлено: 05.07.2024

Выработка сжатого воздуха определяется воздухомерами, устанавливаемыми на нагнетательном трубопроводе. Для поршневых компрессоров воздухомеры устанавливаются после ресивера или после другой достаточно большой емкости.

При включении нескольких компрессоров в один ресивер и отсутствии воздухомеров для отдельных машин выработка каждой машины учитывается по номинальной производительности, скорректированной на основе испытания компрессора.

Определение производительности отдельных компрессоров, не имеющих постоянно включенных приборов, производится временно включенными измерительными приборами или мерными баками. Для приближенного определения производительности поршневых компрессоров можно воспользоваться индицированием.

Определение производительности отдельных компрессоров возможно общим воздухомером путем временного отключения всех остальных компрессоров или отключения компрессоров, не имеющих воздухомеров.

В случае отсутствия воздухомеров(до установки приборов) выработка компрессоров учитывается по номинальной их производительности с учетом снижения воздуха в результате регулирования.

Расход электрической энергии пара и топлива определяют за период работы компрессоров; расход за время простоев компрессоров учитывается отдельно. Для более точного учета необходимо знать давление вырабатываемого воздуха и расход охлаждающей воды.

Для компрессоров нужно определять удельный расход мощности и удельный расход энергии на выработку сжатого воздуха.

Экономичность компрессорной установки в конечном счете определяется удельным расходом эл. энергии на единицу выработки воздуха.

Общий расход эл. энергии на компрессорную станцию представляет собой сумму следующих расходов: кВт*ч, где Э₁- расход эл. энергии на привод компрессоров, Э₂- расход эл. энергии на охлаждение компрессоров, Э₃- расход эл. энергии на вспомогательные нужды (освещение, вентиляция и др.)

Фактический удельный расход эл. энергии Э_v на 1000 м 3 выработанного воздуха представляет собой отношение расхода энергии к выработке V м 3 за определенный период времени: кВт*ч/1000 нм 3 воздуха.

Экономичность выработки воздуха определяется сравнением фактического удельного расхода с нормированным расходом эл. энергии, скорректированным с учетом действительных условий работы компрессоров.

17. Определение нагрузки на компрессорную станцию (укрупненный и расчетны)

Определение нагрузки на компрессорную станцию производится укрупненным или расчетным методами. Укрупненный метод основан на применении средних норм удельных расходов сжатого воздуха на единицу продукции или на каждую из операций обслуживаемого процесса. Средние удельные нормы устанавливаются опытным путем и с течением времени пересматриваются в сторону снижения. По укрупненному методу суммарный годовой расход воздуха определяется по формуле Qr = аАг,

где а - средний удельный расход воздуха на единицу продукции (или на обслуживаемый процесс);

Аг - годовой выпуск продукции в соответствующих единицах (или же общее годовое число часов обслуживания процесса).

Отсюда средняя нагрузка в рабочую часть года определяется по формуле Qср= Q₁/τ

τ -- часть года в часах, соответствующая времени потребления сжатого воздуха.

При выполнении проектного задания или реконструкции действующего предприятия среднюю и максимальную нагрузки на компрессорную станцию следует определять, пользуясь расчетным методом. Это метод используется, когда известны типы и количество пневмоприемников и их можно разделить на два вида: пневмоинструменты (кратковременный режим работы) и пневмооборудование (длительный режим работы).

По расчетному методу средняя расчетная нагрузка на компрессорную станцию определяется по формуле Qср=Qинстр +Qобор м 3 /с

Qинстр --средний расход воздуха однотипной группой пневмоинструментов, определяемый по формуле

Qобор-- средний расход воздуха однотипной группой пневмооборудования, определяемый по формуле

Для большинства предприятий сжатый воздух не представляет интерес как отдельный энергетический ресурс – его используют просто потому что он есть, не задумываясь над его высокой стоимостью. Считают, что компрессор работает в заданном режиме и нет никакого практического смысла что-то тут контролировать и вносить изменения. Другое дело электроэнергия, газ или вода – в данном случае стоят узлы учёта, проводятся мероприятия по повышению энергоэффективности, организуются инвестиционные программы в новое освещение и т.д.

Между тем, стоимость сжатого воздуха гораздо выше остальных ресурсов. Он стоит примерно в 10 раз дороже электроэнергии!

Акцент на учёте сжатого воздуха не случаен – здесь много возможностей для оптимизации, которые присутствуют практически на каждом предприятии, а эффект вы увидите сразу.

На территории России порядка 45% всего промышленного оборудования было введено в эксплуатацию до ’85 года и имеет крайне высокую энергоемкость, а также значительный износ. Потенциал экономии по разным оценкам от 50 до 70%.

Степень эффективности зависит ещё и от размера пневмосистемы – чем она больше, тем быстрее окупятся затраты на оптимизацию и больше экономия.

Перспективы экономии

Осознание потенциала экономии неизбежно приведет к вопросу – а как его реализовать? В данном случае требуется комплексный подход. Разделяют 2 основных пути для оптимизации учёта расхода сжатого воздуха на предприятии – управлении персоналом и внедрение технологических средств. Каждое направление включает в себя ряд мероприятий, нацеленных снижении энергозатрат в системах учёта сжатого воздуха.

Рассмотрим два решения, оказывающих наибольшее влияние на экономию от 40 до 60%, а именно:

Подключение счётчиков, расходомеров и системы энергетического мониторинга (учёта) сжатого воздуха на примере оборудования VP Instruments;
Контроль утечек сжатого воздуха с использованием системы энергетического менеджмента.

Важно заметить, что предлагаемые решения отвечают требованиям стандарта энергетического менеджмента ГОСТ ИСО 50001 и реализуют систему PDCA (Plan, Do, Check, Act – Планирование, Исполнение, Анализ, Действие).

Система учёта расхода сжатого воздуха

Невозможно оптимизировать что-то, не имея точных данных в цифрах и графиках в различные временные отрезки при различных условиях. Выбор правильной системы учёта сжатого воздуха – ключевой момент на пути к экономии. Нет смысла устанавливать новый энергоэффективный компрессор, если имеются большие утечки сжатого воздуха – возможно, необходимо их просто устранить и не понадобиться приобретать дорогостоящее оборудование. К этому же относится неправильно подобранный диаметр подающего трубопровода.

Важно контролировать работу системы сжатого воздуха на предприятии на каждом этапе – от производства до потребления.

Возможности системы VP Vision

VP Vision – это масштабируемая система учёта сжатого воздуха и других энергоресурсов, которая растёт по мере роста вашей компании. Вы можете начать с минимального набора – несколько счётчиков сжатого воздуха VP FlowScope и центральный контроллер VP Vision. Рекомендуется также добавить в систему дополнительные средства измерений:

VPLog-i – измерители мощности для контроля потребления электроэнергии компрессорами; – датчик точки росы для учёта качества сжатого воздуха или других газов;

VP Vision имеет встроенное ПО, размещенное на современной аппаратной платформе промышленного стандарта. VP Vision собирает данные с подключенных устройств каждую секунду и записывает в защищенную базу данных SQL.

VP Vision - Учёт сжатого воздуха и энергоресурсов предприятия

Важно заметить, что возможности системы практически не ограничены – вы можете масштабировать её по своему желанию, добавляя новые приборы и настраивая интерфейс. Программное обеспечение интуитивно понятное и не требует навыков программирования или специальных знаний. Это универсальный инструмент для создания полноценного энергетического менеджмента – лучшее решение для Главного энергетика любого промышленного предприятия и удачная инвестиция для Руководителя.

Данные в VP Vision хранятся на твердотельном жестком диске (SSD) объемом 60 Гб и доступны в режиме реального времени. Подключение осуществляет через встроенный WEB сервер. Доступна организация удаленного подключения по защищенному VPN соединению. Пользователи могут получать все текущие и записанные данные. В данной системе учёта сжатого воздуха также реализованы модули для рассылки уведомлений и отчётов по электронной почте. Вы будете постоянно осведомлены о состоянии производства и потребления энергоресурсов на вашем предприятии.

Система имеет унифицированные входные сигналы для подключения сторонних расходомеров, счётчиков и датчиков любых требуемых параметров – воды, газа, давления и др. Создайте свою собственную систему учёта всех энергоресурсов предприятия на базе VP Vision.

Расходомеры сжатого воздуха VP FlowScope

Основным элементом системы учёта расхода сжатого воздуха являются расходомеры. Они монтируются напрямую в трубопроводы и бывают двух видов – встраиваемые и погружаемые. Мы обеспечиваем счётчики сжатого воздуха для трубопроводов диаметром от 15 мм до 800 мм:

Расходомер сжатого воздуха VP FlowScope In-line

Счётчик сжатого воздуха VP FlowScope Probe

Расходомер перепада давления VP FlowScope DP

Термально-массовый расходомер VP FlowScope M

Начните с установки нескольких расходомеров сжатого воздуха на выходе из компрессорной установки – на главной магистрали. Подключите их к системе учёта сжатого воздуха VP Vision и уже в течении пары недель вы будете точно знать ваш реальный уровень потребления, а также стоимость. Практически сразу обнаружите утечки в системе сжатого воздуха, если во время отсутствия нагрузки на компрессоры потребление будет оставаться выше нулевого уровня. Особенно сильно это будет видно в выходные дни, когда отсутствует полезная нагрузка на компрессоры.

Анализ и повышение эффективности

Следующим этапом после определения вашего уровня потребления с помощью учёта сжатого воздуха идёт внедрение мероприятий по повышению эффективности. VP Vision с подключенными средствами измерения (расходомеры VP FlowScope, датчики точки росы, измерители мощности компрессоров и пр.) показывает общий объем производства сжатого воздуха, затраты на его производство, а также общий объем потребления.

Сравнивая полученные данные, нетрудно определить где происходят утечки, нецелевое использование. Хотя основной причиной потерь считают утечки через отверстия в трубопроводах – это не единственная причина высокого перерасхода. Мы составили ТОП-10 мероприятий для экономии сжатого воздуха – рекомендуем ознакомиться с данной статьей.

Конечно, мы рекомендуем также использовать портативные течеискатели, которые помогут найти небольшие отверстия в трубопроводах.

Программный комплекс VP Vision организует автоматическую отправку отчётов, содержащих полную информацию о состоянии системы сжатого воздуха и обо всех изменениях. Вы можете задать пороговые значения, при достижении которых будет срабатывать экстренное оповещение. Всё это даст возможность настроить бесконечный процесс поддержания баланса между производством и потреблением.

Ваши инвестиции окупятся за 0,5-2 года, причём, чем старше оборудование и трубопроводы, тем быстрее вы получите обратно свои вложения и начнёте зарабатывать на этом! Специалистам предприятия будет точно видно сколько стоит сжатый воздух, куда и в каком количестве он уходит – им будет легче его контролировать, а также чувствовать ответственность за его использование.

Теперь мы можем замкнуть круг, основываясь на требованиях стандарта ГОСТ Р ИСО 50001. Организован полный цикл от анализа до реализации конкретных действий. Этот механизм будет служить вашему предприятию долгие годы, поддерживания систему учёта сжатого воздуха на высоком уровне энергоэффективности, сохраняя ваши деньги на более важные задачи, непосредственно связанные с вашим бизнесом.

Система учёта сжатого воздуха или пневмоаудит

В завершении сравним стационарную систему энергетического менеджмента с пневмоаудитом предприятия. На первый взгляд пневмоаудит и постоянный учёт сжатого воздуха решают одинаковые задачи и помогают понять:

Минимальный и максимальный уровни потребления;
Стоимость сжатого воздуха (удельное энергопотребление);
Структуру системы сжатого воздуха – от производства до потребления;
Время простоя;
Нецелевое использование, утечки и т.д.

Но на деле оказывается, что одноразовый пневмоаудит даёт такой же одноразовый эффект на экономии. После некоторого периода времени расходы энергии на сжатый воздух опять увеличатся.

Безусловно, мы не против пневмоаудита – это важная составляющая для повышения энергоэффективности. Более того, мы имеем несколько решений для пневмоаудита на базе расходомеров VP FlowScope Probe и VP FlowScope M, а также более комплексное решение VP FlowTerminal, к которому можно подключить до 4-х внешних сенсоров. Но необходимо понимать, что пневмоаудит может лишь дать кратковременный эффект, либо использоваться как контрольная процедура.

Если ваша цель – долгосрочное эффективное использование энергоресурсов на заводе, то система учёта VP Vision идеальное решение. Начните со сжатого воздуха, и вы захотите подключить туда все ваши узлы учёта – воды, газа, электричества. Главное – вы сможете это сделать без особого труда.

Выбирайте современные решения VP Instruments для экономии и учёта:

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Системы подачи сжатого воздуха для организации респираторной защиты на производстве

Законодательство требует от работодателей, чтобы рабочие, подверженные влиянию вредных веществ, находящихся во вдыхаемом воздухе, были обеспечены средствами респираторной защиты. Такие средства защиты должны давать адекватную очистку загрязненного воздуха и его дальнейшую бесперебойную подачу к органам дыхания.

Сжатый воздух, используемый в системах принудительной подачи воздуха, одно из распространенных средств обеспечения респираторной защиты работающих. Рабочее давление, воздушный поток и качество сжатого воздуха могут в большой степени влиять на работу систем принудительной подачи воздуха. Безопасность работающих с такими системами напрямую зависит от понимания ответственного персонала принципов работы каждого компонента, составляющего общую систему подачи воздуха и как они влияют на качество воздуха, подаваемого для дыхания.

Цель данной статьи – перечислить основные компоненты, составляющие типичную систему подачи воздуха, объяснить принципы их работы и влияние на качество исходящего воздуха.

В случае, если рабочие применяют системы принудительной подачи воздуха, работодатель обязан обеспечить, чтобы подаваемый воздух отвечал установленным санитарным нормам.

Содержание кислорода: 19,5 – 23,5

Содержание углеводородов (конденсированный): менее 5 мг/м3

Угарный газ: менее 10 миллионных долей

Углекислый газ: менее 1,000 миллионных долей

Точка росы: достаточно низкая для предотвращения конденсации и замерзания.

Системы подачи сжатого воздуха обычно состоят из следующих компонентов:

Воздушный компрессор, который обычно имеет послеохладитель для охлаждения горячего сжатого воздуха и механический сепаратор для разделения воздуха и влаги.

Систему очистки сжатого воздуха, которая может состоять из воздушного фильтра, осушителя воздуха и сорбентов для доочистки воздуха.

Системы распределения воздуха, в которою могут входить трубы, регуляторы давления, разветвители и респираторы для принудительной подачи воздуха.

Измерительные приборы для контроля уровня углекислого газа, точки росы, температуры воздуха и давления.

Воздушный компрессор засасывает внутрь окружающий воздух и сжимает его для дальнейшего использования в рабочих процессах (например, в покраске, аэрации и т.п.) или в качестве привода для оборудования (для работы различного вида пневмооборудования). Существует три основных вида компрессоров: возвратно-поступательные (поршневые), ротационные винтовые и центробежные.

Выбор компрессора для обеспечения потребностей респираторной защиты.

При работе респираторных систем для расчета необходимого исходящего объема воздуха учитывается следующее:

Общее потребление воздушного потока всеми респираторными системами одновременно.

Достаточный дополнительный объем воздуха для компенсации циклов возврата в работе компрессора. Рекомендуется применять коэффициент Х 1,2.

Дополнительный запас воздуха для работы систем очистки (например, осушителя) – коэффициент Х 1,15.

Например, при работе трех систем 3М Вортекс для респираторной защиты и охлаждения подаваемого воздуха, каждая из систем может потреблять до 600 л/мин воздуха. Соответственно все три системы потребляют до 1800 л/мин воздуха. Используем рекомендованный коэффициент: 1800 л/мин Х 1,2 Х 1,15= 2484 л/мин. То есть, компрессор должен давать такой исходящий воздушный поток при уровне давления, необходимом для работы оборудования (в данном случае для 3М Вортекс – 3,5-6,0 Бар).

Кроме того, при определении необходимого выходного давления компрессора нужно учитывать следующее:

Максимальное разрешенное давление воздушного потока, подаваемого в респираторные системы – 8,5 Бар.

Исходящее давление компрессора должно быть достаточным для компенсации потерь при прохождении воздуха по трубопроводу. Кроме того, необходимо учитывать потери при прохождении воздуха через возможные фильтрующие или осушающие системы, расположенные на линии. Осаждение грязи в фильтрующих системах тоже должно быть учтено при расчете необходимой производительности компрессора. Для промышленного применения, система трубопроводов должна быть такой, чтобы перепад давления составлял от 0,01 до 0,02 Бар на каждые 3 погонных метра трубопровода.

Регуляторы давления используются для установки давления воздуха в пределах, рекомендуемых изготовителями респираторных систем.

Послеохладитель – первая стадия обработки сжатого воздуха.

В зависимости от типа компрессора температура исходящего воздуха может быть от 90 до 170`C. Сжатый воздух такой температуры нельзя применять для работы респираторных систем или пневмооборудования. Послеохладитель понижает температуру исходящего воздуха, обычно до 37`C и более. Есть два типа послеохладителей: воздушные и водяные. Воздушные послеохладители используют вентилятор для подачи воздуха к серии змеевиков, через которые проходит горячий сжатый воздух. Охлаждающий эффект воздушного послеохладителя зависит в большой степени от времени года и температуры окружающего воздуха. Работа водяного послеохладителя в меньшей степени зависит от окружающей температуры.

Механический сепаратор – вторая стадия обработки сжатого воздуха.

Во время охлаждения воздуха в послеохладителе происходит конденсация водяных паров, присутствующих в сжатом воздухе. Механический сепаратор обычно располагается непосредственно за послеохладителем и применяется для удаления конденсируемой влаги из сжатого воздуха. В механическом сепараторе создается центробежная сила, которая выталкивает капельки влаги к стенкам сосуда и затем она стекает вниз сепаратора. Сепараторы обычно имеют автоматические дренажные баки. Правильная работа дренажного бака имеет большое значение, так как механический сепаратор обычно удаляет до 99% влаги конденсируемой в послеохладителе.

Фильтрация и доочистка воздуха – последняя стадия обработки воздуха.

У типичного промышленного компрессора есть несколько фильтров, расположенных в точке забора воздуха и после механического сепаратора.

Для получения относительно чистого и сухого воздуха, часто применяется фильтрующая панель. В ее состав обычно входит механический сепаратор, коалесцирующий и угольный фильтры, регулятор давления и разветвитель. Фильтрующие панели обычно дешевле, чем полные очистители воздуха, содержащие кроме того осушители и катализаторы. Фильтрующие панели не удаляют угарный газ из подаваемого воздуха.

Для удаления ржавчины и крошечных частичек грязи применяются противоаэрозольные фильтры. Такие фильтры могут иметь индикаторы перепада давления, которые показывают, когда необходимо заменить фильтр.

Для удаления неприятных запахов применяются фильтры с активированным углем.

В фильтрующих системах могут применяться катализаторы, которые конвертируют угарный газ в углекислый газ. Эффективная работа катализатора зависит от степени сухости воздуха, поэтому вместе с катализатором необходимо использовать осушители воздуха.

Осушение сжатого воздуха.

Механические сепараторы с дренажными баками могут удалять до 75% всей влаги, находящейся в сжатом воздухе на всех участках его прохождения. Чтобы все оборудование работало нормально, необходимо осушать воздух еще в большей степени. Осушители воздуха оцениваются по точке росы. Точка росы – это температура, при которой водяные пары в сжатом воздухе начинают конденсироваться. Осушители создают существенную разницу между точкой росы сжатого воздуха и температурой сжатого воздуха. Чем больше эта разница, тем меньше вероятность пагубного воздействия влаги на всю систему. После того, как воздух выходит из послеохладителя с температурой около 37`C, дальнейшая конденсация воздуха не происходит, если температура воздуха не станет ниже точки росы осушителя.

Существует много видов осушителей. Наиболее часто применяются осушители охлаждающего и регенеративного сиккативного типов. Сиккативный осушитель потребляет до 15% от общего воздушного потока и это необходимо учитывать при расчете необходимой производительности компрессора.

Как сделать осушенный воздух пригодным для дыхания?

Так как воздух после осушителя выходит очень сухим, некоторые системы подачи воздуха включают увлажнители воздуха, размещаемые после катализаторов и перед респираторными системами. Такие увлажнители требуют постоянного обслуживания.

Система распределения воздуха.

Для изготовления трубопроводов чаще применяются чистая углеродистая сталь, медь или нержавеющая сталь. Длина трубопровода может варьироваться по необходимости, учитывая при этом требования касательно минимального входного давления респираторных систем. Выходное давление компрессора должно быть достаточным, чтобы компенсировать потери при прохождении воздуха по трубопроводу. Диаметр трубопровода должен быть таким, чтобы обеспечить необходимую величину воздушного потока. Малый диаметр плюс грязь и влага, забивающие фильтрующие элементы уменьшают воздушный поток и уменьшают давление воздуха на входе респираторных систем. Длина шланга самой респираторной системы ограничивается 30 метрами.

Подключение к системе подачи сжатого воздуха.

На предприятиях, где кроме трубопроводов подачи сжатого воздуха могут существовать другие трубопроводы, очень важно убедиться, чтобы пользователи респираторных систем защиты имели уникальные разъемы, которые позволят им подключаться только к системам подачи сжатого воздуха, пригодного для дыхания.

Мониторы и сигнализация.

Рекомендуется применять мониторы для постоянного контроля воздуха (угарный газ, углекислый газ, точка росы, температура, давление, кислород). Для повышения уровня безопасности, мониторы сопровождаются сигнализацией для своевременного реагирования на изменение качества воздуха.

Система подачи сжатого воздуха содержит много сложных элементов, от которых зависит качество воздуха, подаваемого для респираторной защиты персонала. Обслуживающий персонал должен понимать важность своевременного контроля и обслуживания (с обязательной регистрацией) всех элементов такой системы.

Простота конструкций получения и транспортировки, большая передаваемая мощность при небольшом весе, безопасность и практически неисчерпаемый историк энергоносителя - вот те основные преимущества, обусловившие широкое использование сжатого воздуха на современном промышленном предприятии. Как показывает практика, до трети всей установленной производственной мощности расходуется на выработку сжатого воздуха.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Воздухоснабжение промышленного предприятия сжатым воздухом.docx

Воздухоснабжение промышленного предприятия сжатым воздухом.

Централизованная и децентрализованная схема снабжения сжатым воздухом на промышленном предприятии.

Преимущества и недостатки.

Любое современное предприятие имеет в своем составе потребителей сжатого воздуха. От качества и бесперебойности в снабжении сжатого воздуха зависит технологический цикл промышленного предприятия. В случае отказа системы воздухоснабжения останавливаются важнейшие производственные процессы, и как следствие, предприятие несёт большие финансовые потери, что связано с недовыпуском и потерей качества продукции. Очевидно, что повышению эффективности работы систем воздухоснабжения должно уделяться соответствующее внимание.

Система воздухоснабжения - одна из наиболее сложных и неэффективных систем производства и распределения энергоносителей. Только 15%, затраченной на производство сжатого воздуха энергии, переходит в полезную энергию. Для достижения необходимого качества сжатого воздуха требуется большое количество дополнительного оборудования, что усложняет схему работы системы и увеличивает конечную себестоимость сжатого воздуха. Непременные атрибуты системы воздухоснабжения – протяженные и разветвленные воздухопроводы, большие утечки, повышенные гидравлические сопротивления, проблемы регулирования производительности компрессоров. Все вышеперечисленные факторы приводят к тому, что компрессоры промышленных предприятий должны работать в утяжеленном режиме, чтобы устранить потери сжатого воздуха. Соответственно, увеличиваются затраты энергии на привод и обслуживание компрессора и снижаются показатели надежности оборудования, что повышает стоимость сжатого воздуха.

Одним из способов повышения эффективности систем воздухоснабжения является переход к децентрализованной схеме снабжения потребителей. Устанавливая локальный компрессор в непосредственной близости потребителя, мы устраняем утечки сжатого воздуха и потери давления на преодоление гидравлического сопротивления сети воздухопроводов. Кроме того, облегчается процесс регулирования производительности, поскольку компрессор генерирует ровно столько сжатого воздуха, сколько необходимо потребителю. Естественно, количество децентрализуемых потребителей должно определяться исходя из технико-экономического расчета и анализа надежности системы воздухоснабжения, с учетом особенностей конкретной системы воздухоснабжения, для каждого отдельно взятого предприятия.

Необходимо чтобы полученный экономический эффект от проведенных мероприятий превышал затраты вложенные в их осуществление. Кроме того, необходимо учесть, что, вводя в систему дополнительные элементы, мы снижаем ее надежность и, соответственно, должны произвести действия направленные на повышение показателей надежности системы, что приведет к увеличению затрат на производство сжатого воздуха.

В конце девяностых годов прошлого века большую актуальность в нашей стране приобрела тема энергосбережения. Особенно заметный прогресс в этой области достигнут в теплоснабжении и электроснабжении, что совсем не удивительно, учитывая огромный вал проблем, скопившийся в отрасли жилищно-коммунального хозяйства в предшествующий период времени. На этом фоне “модных” тем энергосбережения проблема производства сжатого воздуха осталась несколько в тени, хотя генерация сжатого воздуха является важным технологическим процессом, без которого невозможно нормальное функционирование любого промышленного предприятия.

Пожалуй, сложно найти современное предприятие, на котором не использовался бы сжатый воздух и, соответственно, воздушные компрессоры. Однако компрессорное хозяйство не является основным технологическим оборудованием, и реконструкция компрессорной системы рассматривается далеко не в первую очередь. Сжатый воздух со всеми связанными с ним проблемами и затратами зачастую воспринимается как нечто неизменное и неизбежное. Отчасти это связано с тем, что стоимость современного компрессора в общих затратах на оборудование занимает весьма скромную долю. Однако его значение не измеряется суммой затрат на покупку. При выходе из строя компрессора предприятие теряет сотни тысяч долларов. Из-за остановок компрессора, связанных с его внеплановым ремонтом, простаивает дорогостоящее оборудование. От качества сжатого воздуха и бесперебойности его подачи зависит нормальная работа предприятия, качество и стоимость конечной продукции.

Отчасти же пренебрежение реконструкцией компрессорного оборудования связанно с тем, что срок службы и ремонтопригодность компрессорных систем достаточно высоки. Если сложившаяся компрессорная система успешно проработала несколько десятков лет, то она будет работать и дальше, и нет острой необходимости что-то менять.

Производство сжатого воздуха - нерациональный, с точки зрения энергоэффективности, процесс. Дело в том, что сжатый воздух - это один из самых дорогих источников энергии. На его получение расходуется до 70% всей электроэнергии потребляемой, предприятием. И только 15% из затраченного электричества переходит в потенциальную энергию. Большая часть, примерно 85% - это тепло, выделяемое компрессором во время работы.

В настоящее время воздухоснабжение потребителей предприятия может быть организованно по двум схемам: централизованной и децентрализованной.

Централизованная схема Децентрализованная воздухоснабжения схема воздухоснабжения

К – компрессор П - потребитель

Централизованная система воздухоснабжения имеет очевидные недостатки.

Наибольшие проблемы вызывают неплотности соединений труб в сети, соединяющей компрессорную установку с потребителями сжатого воздуха.

В протяженных и разветвленных воздухопроводах, которые являются неотъемлемым атрибутом центрального компрессора, теряется существенная часть сжатого воздуха. Если на новом предприятии в пути теряется не более 30% сжатого воздуха, такое положение считается нормальным. Кроме того, очевидно, что при наличии протяженных сетей значительная часть энергии тратится на преодоление гидравлического сопротивления сети. Это приводит к тому, что приходится поддерживать более высокое давление в сети. Перепад давлений между тем, что нужно потребителю и тем, что поддерживается в сети, может достигать 3-4 атм., а поддержание дополнительно одного бара давления приводит к увеличению затрат на электроэнергию на 7%. Также возникают проблемы при необходимости регулирования производительности компрессоров. Компрессоры должны с максимальным КПД обеспечить необходимый напор и расход у потребителя. При оптимальном выборе типа и количества компрессоров и регулирования режимов их работы необходимо иметь в виду, что рабочая точка нагнетателя определяется видом напорной характеристики нагнетателя и характеристики сети. В практике инженерного проектирования выбираются компрессоры, обеспечивающие необходимый расход с превышением напора. Это изначально предполагает повышенный расход энергии на привод компрессоров и более напряженные по механическим нагрузкам режимы работы. Кроме того, при работе в начале года, а также в выходные дни и в ночную смену, расход сжатого воздуха у потребителей снижается, и компрессоры выдают больше чем надо потребителю, что экономически нецелесообразно. Существуют несколько способов регулирования производительности компрессоров. Наиболее распространенные на практике: дросселирование; сброс воздуха в атмосферу; изменение количества оборотов двигателя; дросселирование воздуха на всасывании, путем изменения геометрии впускного клапана. При наличии достаточного числа поршневых компрессоров можно производить регулирование их производительности путем временного отключения поршневого компрессора. Регулирование дросселированием и сбросом воздуха в атмосферу широко используется на практике в силу простоты и дешевизны способов. Однако они не в состоянии обеспечить одновременное выполнение соответствия заданным значениям величин напора и расхода и неэкономичны. Временное отключение компрессоров весьма инерционный способ регулирования, не способный обеспечить потребителя нужным значением расхода сжатого воздуха. Самым экономичным способом регулирования является изменение числа оборотов двигателя. Однако частотные регуляторы имеют достаточно высокую цену и их установка должна быть обоснованна технико-экономическим расчетом. Хотя надо заметить, что в последнее время использование частотных регуляторов растет, что связанно с ростом тарифов на электроэнергию.

При централизованном воздухоснабжении в зимнее время года возникает вероятность замерзания конденсата в воздухопроводах и, как следствие, происходит закупорка проходного сечения трубы и даже разрыв труб. Если на предприятии с центральной компрессорной не применяются адсорбционные осушители, то службы, обслуживающие воздухопроводы, наверняка сталкивались с частым ремонтом воздухопроводов, перемораживанием конденсата в зимнее время и плохим качеством воздуха. Выпадение конденсата в пневмопроводах приводит к необходимости увеличивать расход сжатого воздуха на продувку, что приводит к лишним затратам электроэнергии. Установка дорогостоящих адсорбционных осушителей увеличивает стоимость компрессорной установки и конечную стоимость сжатого воздуха. Кроме того, увеличиваются затраты из-за роста гидравлического сопротивления воздушного тракта.

Все перечисленные недостатки централизованного воздухоснабжения можно устранить при помощи децентрализации системы воздухоснабжения. Данный метод повышения эффективности систем воздухоснабжения все чаще используется в настоящее время. Таким образом, при децентрализованной схеме снабжения потребителей мы можем существенно сократить потери сжатого воздуха, в результате чего можем снизить величину затрат на привод компрессоров, что приведет к уменьшению себестоимости производства единицы сжатого воздуха.

Очевидно, что принятие решения о централизации или децентрализации потребителей сжатого воздуха должно проводиться на основании подробного анализа режима потребления сжатого воздуха, технико-экономических расчетов и анализа надежности системы. Децентрализировать нужно потребителей наиболее удаленных от центральной компрессорной, имеющих неравномерный график потребления сжатого воздуха. Вводя в систему дополнительные элементы, нужно учесть капиталовложения на приобретение и монтаж содержание и требуемые для нормального функционирования энергоресурсы. Также нужно учесть, что, вводя в систему локальные компрессоры, мы снижаем ее показатели надежности. Соответственно, мы должны осуществить мероприятия по децентрализации, таким образом, чтобы перечисленные величины затрат и капиталовложения в проект, а также затраты на мероприятия, направленные на повышение надежности системы, были минимальны. На основании вышеизложенного можно сказать, что мероприятия по децентрализации системы воздухоснабжения повышают эффективность ее работы при условии оптимального выбора количества децентрализуемых потребителей сжатого воздуха.

АППАРАТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЖАТОГО

ВОЗДУХА И ИХ ПРИВОД

Классификация компрессорных машин

Машины для сжатия и перемещения газов или паров называются

Компрессоры можно классифицировать по целому ряду

По виду сжимаемой среды:

компрессоры воздушные, азотные, этиленовые, для сжатия углеводородных газов, кислородные, аммиачные, фреоновые, углекислотные и т.д.;

По числу цилиндров (для поршневых):

По давлению всасываемого газа:

нормальные - давление у всасывающего патрубка

дожимные - давление выше атмосферного;

По роду привода:

- с механическим приводом - от трансмиссий, валов, локомотивных осей и т. д.;

- с электрическим приводом — преимущественно от электродвигателей переменного тока;

- с паросиловым приводом - от паровой машины, паровой турбины;

- с приводом от газовой турбины;

- с приводом от двигателя внутреннего сгорания;

- газомоторные, представляющие из себя единую машину

По числу ступеней сжатия:

По местоположению компрессорного агрегата:

- стационарные - установленные на неподвижном фундаменте;

- транспортные (передвижные) - перемещающиеся со своей фундаментной рамой (авиационные, судовые, локомотивные,

Читайте также: