Диссертация (1026227), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Силикагелиотносятся к пористым структурам, которые обладают переменным составомкак микро-, так и мезо- и макропор, что подтверждается разнообразием25количественных характеристик петель гистерезиса в их изотермах адсорбции[35,65].Подобный состав пор также во многом обуславливает отсутствие стойкостисиликагеля к капельной влаге, что порождает повышенное пылеобразование ивызывает необходимость его модификаций путем введения в состав адсорбентатого или иного количества различных упрочняющих добавок [121,141,143,146].В свою очередь все это приводит к тому, что свойства силикагеля,выпущенного одним и тем же производителем в рамках одного нормативногодокумента [31], оказываются различными даже в условиях производстваодного типа сорбента (Рисунок 1.2). Однако указанные особенностипрактически не исследованы и в полном объеме не учитываются всуществующих методиках расчета.50а, % (масс)40321307206104 5000,10,20,30,40,50,60,70,80,9Р/Р1sРисунок 1.2.
Изотермы адсорбции паров воды на мелкопористом силикагелепри 20-23оС: 1 и 5 – Кельцев [50]; 2 – Серпионова [111]; 3 и 4 – ГОСТ 3956-76.нижние границы силикагеля марки КСМГ высшего и первого сорта,соответственно; 6 – Киселев [137]; 7 – Глизманенко [23]В результате при отсутствии входного контроля качества силикагеля,применяемого в установках подготовки воздуха, могут возникать внезапные,непрогнозируемые отказы, сопровождающиеся значительным материальнымущербом [67,68,70].26Поскольку упрочняющие добавки силикагеля изменяют его насыпнуюплотность, в случае нахождения однозначной взаимосвязи между величинамивлагоемкости силикагеля и его насыпной плотности, процедура оценкикачества силикагеля в эксплуатационных условиях рассматриваемых установоксущественно упростилась бы.
Таким образом, экспериментальное определениеподобной взаимосвязи можно отнести к практическим задачам настоящихисследований.Блоки адсорбционной осушки воздуха с использованием силикагеля вконденсационно-адсорбционном методе могут работать как с термической, таки с безнагревной регенерацией адсорбента. Каждый из указанных методоврегенерации имеет свои преимущества и недостатки, которые достаточнополно проанализированы в работах [50,56,80,86,118,121].В силу особенностей пористой структуры силикагеля, существенноевлияние на его динамическую активность оказывают различные примеси изагрязнения, в первую очередь углеводороды [3,50]. Многие авторы отмечаютнегативноевлияниеследовмаслаипродуктовегоразложениянадинамическую активность силикагеля по отношению к парам воды [3,50].Известно, что углеводороды С1-С4 практически не задерживаютсясиликагелем.
В процессах с термической регенерацией силикагель эффективнои обратимо сорбирует более тяжелые углеводороды [50]. При чем удалениеуглеводородоввпроцессахстермическойрегенерациейсиликагеляпроисходит совместно с парами воды.В процессах КБА при регенерации силикагеля удаление углеводородовпроисходит в значительно меньшей степени, что приводит к его деградации ивлияет на ресурсные характеристики применяемого оборудования [129].
Этонеобходимо учитывать при расчете определяющих процессов. Однакообъективные количественные характеристики такого воздействия и учета еговлияния в методиках расчета в современной технической литературепрактически отсутствуют.27Таким образом, исследование влияния масел и продуктов их разложения наресурсные характеристики установок подготовки воздуха для кабельных линийсвязи следует рассматривать в качестве одной из основных прикладных задачэкспериментальных исследований настоящей работы.Традиционно считается, что по сравнению с установками на основепроцессов КБА термические методы регенерации адсорбента являются болееэкономичными.Однако,помнениюотечественныхизарубежныхисследователей [50,80], в случае применения энергосберегающих технологий,процессы КБА могут оказаться не только более эффективными, но и болеенадежными и безопасными (Таблица 3).Таблица 3.Характеристика методов адсорбционной осушки по данным фирмы«DSD Dillinger Stahlban GmbH» [80]Необходимаямощность,кВт*чСтоимостьэнергии,у.е.Потеривоздуха,м3/чСтоимостьпотерьвоздуха,у.е.Затратынасредстваосушки,у.е.Сумма затратнаосуществлениепроцесса, у.е.Блоккороткоцикловойосушки0,10,012402,640,232,88Блок осушки стермическойрегенерациейсорбента181,98400,440,382,8Блоккороткоцикловойосушки сэнергосберегающимустройством0,10,011121,230,231,47Тип блока осушкиПредставленные в Таблице 3 данные показывают, что наибольшие затратыв процессах КБА приходятся на потери сжатого, осушенного воздуха.
В связи сэтим применение для кабельных линий связи установок, использующихконденсационно-адсорбционныйпроцессовКБАсметодрегулируемымподготовкиобъемомвоздухавоздуха,наосновеподаваемогонарегенерацию силикагеля, следует признать наиболее перспективным. Однако28применениеподобныхконденсационно-адсорбционныхустановоксдерживается рядом нерешенных проблем.Здесь еще раз следует особо выделить широкий диапазон изменениярасхода осушенного воздуха (два порядка и более), подаваемого в кабельныелинии связи, обуславливающий необходимость нахождения интегральныхрасходных характеристик, полученных в режиме реального времени, спомощью контроля точной дозировки малых объемов воздуха в каждомсорбционном цикле.Решение данной задачи зависит от эффективности и совершенства системавтоматического управления (САУ) установок подготовки воздуха на основепроцессовКБА,способныходновременносинхронизироватьработуконденсационного и адсорбционного методов очистки и осушки воздуха сопределением,регулированиемиконтролемобъемоввоздуха,обрабатываемого в каждом цикле работы установок.В результате создание методики расчета конденсационно-адсорбционныхустановок подготовки воздуха для кабельных линий связи, обеспечивающейформулировку исходных данных для разработки эффективных алгоритмоврегулирования,управления,определяющую роль [85].контроляипрогнозаначинаетигратьОднако в настоящее время подобные методикипрактически отсутствуют.
Для их создания необходимо обратиться кдетальномурассмотрениюособенностейработыконденсационно-адсорбционных установок в составе системы содержания кабельных линийсвязи городских телефонных сетей (ГТС) под избыточным воздушнымдавлением.291.2. Конденсационно-адсорбционные установки подготовки воздуха длякабельных линий связи1.2.1. Система содержания кабельных линий связи городских телефонныхсетей под избыточным воздушным давлениемНесмотря на активное внедрение сотовой связи, оптических кабелей икабелей с гидрофобным заполнением, в настоящее время содержание кабелейпод избыточным воздушным давлением остается одним из наиболееэффективныхсредств,обеспечивающихсохранность,долговечностьинадежность работы кабельных линий связи [105].Системысодержаниякабелейсвязи,использующиевсвоихтехнологических процессах воздух высокого давления (Р > 10 МПа), инертныегазы и воздушные смеси с обедненным содержанием кислорода, в силу своейспецифики [5], образуют самостоятельные направления исследований, которыев настоящей работе не рассматриваются.Система содержания кабелей городских телефонных сетей (ГТС) подизбыточным давлением должна обеспечивать непрерывную подачу в кабелиосушенного воздуха с абсолютной влажностью не более 0,3 г/м 3 подизбыточным давлением 0,04-0,05 МПа с целю защиты их сердечников отпопадания влаги и ведения систематического контроля за герметичностьюоболочек кабелей [105-108].
В ГТС под избыточное давление устанавливаютсякабели с металлической или полиэтиленовой оболочками независимо от ихдлины.Кабель считается герметичным если утечка воздуха из него не превышает0,04 дм3/мин. При утечке воздуха до 0,2 дм3/мин кабель считаетсянегерметичным и требующим текущего ремонта. Кабель, имеющий утечкувоздуха более 0,2 дм3/мин, считается аварийным [105].Для отдельно расположенных кабельных линий связи, по мере увеличенияих количества, протяженности и удаленности друг от друга, на первый план30начинаютвыступатьпроблемынадежностииэффективностифункционирования всей системы в целом, связанные с возрастаниемнегативного влияния не только внешней среды, но и масштабных исубъективных факторов, которое достигает максимальных значений в рамкахГТС мегаполисов [21].Упрощенная функциональная схема содержания кабельных линий ГТС подизбыточным воздушным давлением представлена на Рисунке 1.3.Рисунок 1.3. Упрощенная функциональная схема содержания кабельных линийГТС под избыточным воздушным давлениемСтруктуруГТСможноотнестикклассусложных,открытых,многоуровневых систем управления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
