1. Расчет потребности в сжатом воздухе для отдельных потребителей.

1. Доменный цех.

Определим расход воздуха для двух доменных печей.

Доменная печь №1.

Годовая производительность П₁=1,810⁶ т/год;

Число часов работы h₁=7200 ч/год;

Давление Р₁=0,36 МПа.

Средний годовой расход воздуха рассчитывается по формуле:

V_год=АП_год , м³/год ,

где А – норма расхода сжатого воздуха.

Поскольку продуктом производства доменной печи является чугун, то по данным таблицы 1.1 [1] выбираем для производства чугуна значение среднего расхода воздуха на единицу продукции А=900 м³/т.

V_год1=АП_год1=9001,810⁶=1,6210⁹ м³/год.

Среднюю часовую нагрузку в рабочую часть года определяем по формуле:

V_ср= (V_годК_ут )/h , м³/ч ,

где К_ут – потери сжатого воздуха за счет утечек в соединениях трубопроводов. Обычно можно принять значение из интервала К_ут = 1,051,07. Принимаем К_ут = 1,065.

V_ср1= (V_год1К_ут )/h₁=(1,6210⁹1,065 )/ 7200=2,2510⁵ м³/ч..

Максимальную нагрузку находим по формуле:

V_max=K_maxV_cp , м³/ч ,

где К_max – коэффициент, учитывающий максимум потребления сжатого воздуха. Принимаем К_max=1,2.

V_max1=K_maxV_cp1=1,22,2510⁵=2,710⁵ м³/ч.

Часовую максимально длительную нагрузку находим по формуле:

V_м.д= V_max , м³/ч ,

где  - коэффициент неодновременности, учитывающий вероятность несовпадания во времени максимальных нагрузок цехов или отделений предприятия. =0,850,95. Принимаем =0,95.

V_м.д1= V_max1=0,952,710⁵=2,56510⁵ м³/ч.

Максимально длительная нагрузка

V_м.д1= V_м.д1/60=2,56510⁵/60=4,27510³=4275 м³/мин.

По данным произведенного расчета подбираем компрессор, пользуясь характеристиками, приведенными в таблице 1,2 [1]. Выбираем компрессор К-5500-42-1 (Производительность 4360 м³/мин).

Расчет потребности в сжатом воздухе для второй доменной печи производим аналогичным образом.

Доменная печь №2.

Годовая производительность П₂=1,610⁶ т/год;

Число часов работы h₂=8300 ч/год;

Давление Р₂=0,42 Мпа.

V_год2=АП_год2=9001,610⁶=1,4410⁹ м³/год. Принимаем К_ут = 1,065.

V_ср2= (V_год2К_ут )/h=(1,4410⁹1,065 )/ 8300=1,73510⁵ м³/ч..

V_max2=K_maxV_cp2=1,21,73510⁵=2,08210⁵ м³/ч. Принимаем К_max=1,2.

V_м.д2= V_max2=0,952,08210⁵=1,97810⁵ м³/ч. Принимаем =0,95.

V_м.д2= V_м.д2/60=1,97810⁵/60=4,27510³=3296,667 м³/мин.

По данным произведенного расчета подбираем компрессор, пользуясь характеристиками, приведенными в таблице 1,2 [1]. Выбираем компрессор К-5500-42-1.

Производство чугуна за год (на двух печах):

П_год=П_i , т/год ,

где П_i – годовая производительность i-й доменной печи, т/год.

П_год=П_i=П₁+П₂=(1,8+1,6)10⁶=3,410⁶ т/год.

Суммарный расход воздуха за год (на двух печах):

V_год=АП_год=9003,410⁶=3,0610⁹ м³/год.

Полученные расчеты по всем доменным печам сведем в таблицу 1.1.

Таблица 1.1. Сводная таблица расчета потребности в сжатом воздухе для доменных печей.

В зависимости от состава и характеристики установок, потребляющих сжатый воздух ( в данном случае доменной печи), рабочие компрессор, устанавливаемые на станции, могут различаться по производительности и по степени сжатия ( в нашем случае К-5500-42-1 (Производительность 4360 м³/мин) и К-5500-42-1 (Производительность 4130 м³/мин) различаются по производительности). Категория обслуживаемых потребителей и их требования к надежности воздухоснабжения определяют необходимое количество резервных агрегатов на станции. Обычно выбирается один компрессор – с производительностью и степенью сжатия самого крупного рабочего компрессора. В качестве резервного для наших условий работы выбираем компрессор марки К-5500-42-1 1 (Производительность 4360 м³/мин).

Характеристики компрессоров сведем в таблицу 1.2.

Таблица 1.2. Характеристики компрессоров доменного цеха.

1.2 Воздухоразделительная станция.

Воздухоразделительная установка №1: АК-15П.

По данным таблицы 1.5 [1] для установки АК-15П находим ее парамеры и сводим в таблицу 1.3.

Таблица 1.3. Технические характеристики установки комплексного разделения воздуха АК-15П.

Часовую потребность в сжатом воздухе находим по формуле:

V_комп=V_воздК_ут , м³/ч,

где V_возд – количество воздуха, необходимое для данной ВРУ, м³/ч;

Значение V_возд берем из таблицы 1.3. V_возд=31500 м³/ч..

К_ут – коэффициент утечек, характеризующий потери сжатого воздуха за счет утечек в соединениях трубопроводов, арматуры и шлангах. К_ут=1,051,07. Принимаем К_ут=1,055.

V_комп1=V_возд1К_ут=315001,055=33232,5 м³/ч.

Потребность в сжатом воздухе:

V_комп1=V_комп1/60=33232,5/60=553,875 м³/мин.

По полученным данным V_комп1=553,875 м³/мин и Р₁=0,515 Мпа выбираем турбокомпрессор, пользуясь характеристиками компрессоров, приведенных в таблице 1.2 [1]. Выбираем компрессор К-905-61-1.

Производим аналогичный расчет для второй ВРУ.

Воздухоразделительная установка №2: КтК-35.

По данным таблицы 1.5 [1] для установки КтК-35 находим ее парамеры и сводим в таблицу 1.4.

Таблица 1.4. Технические характеристики установки комплексного разделения воздуха КтК-35.

Принимаем К_ут=1,055.

V_комп2=V_возд2К_ут=1800001,055=189900 м³/ч

V_комп2=V_комп2/60=189900/60=3165 м³/мин.

По полученным данным V_комп2=3165 м³/мин и Р₂=0,655 Мпа выбираем турбокомпрессор, пользуясь характеристиками компрессоров, приведенных в таблице 1.2 [1]. Выбираем компрессор К-3000-61-1.

В качестве резервного выбираем компрессор К-3000-61-1 по максимальной производительности. Характеристики компрессоров для ВРУ приведены в таблице 1.5.