Газодинамические расчёты центробежных компрессорных машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по дисциплине

«Технологические энергоносители предприятий»

Газодинамические расчёты центробежных компрессорных машин

Автор проекта

студент группы

С.В. Осипов

Челябинск 2016 г.

Аннотация

С.В. Осипов. Расчёт газодинамических характеристик центробежного компрессора. - Челябинск: ЮУрГУ, ЗИЭФ- 415с, 2016, 25с. Библиография литературы- 4 наименования.

В данной работе была представлена принципиальная схема компрессорой установки. Проведены расчёты центробежного компрессора типа К-4250-41-1 на изменение характеристик его работы в зависимости от температуры атмосферного воздуха: определено давление и температура воздуха за компрессором для режима: t = -10 ⁰C; определён политропный КПД, определена внутренняя, газовая и потребляемая мощность каждой секции компрессорной установки. Представлены графики зависимости основных газодинамических характеристик от температуры всасываемого воздуха.

установка компрессорный давление температура

1. Принципиальная схема компрессора К-3250-41-1.

1. Паровая турбина К_в -18-29.

2. Конденсатор.

3. Конденсатные насосы.

4. Эжекторные подогреватели.

5. Подогреватели низкого давления.

6. Деаэратор.

7. Питательные насосы.

8. Подогреватели высокого давления.

9. Циркуляционные насосы.

10. Всасывающая шахта.

11. Сопло или диафрагма для измерения расхода воздуха.

12. Воздушные фильтры.

13. 1 секция компрессора.

14. Промежуточный воздухоохладитель.

15. 2 секция компрессора.

16. Противопомпажный клапан.

17. Обратный клапан.

18. Задвижка к потребителю.

19. Пусковая выдувная задвижка.

20. Глушитель шума выхлопа.

21. Клапан «норт» доменной печи.

22. Диафрагма измеряющая, расход воздуха в доменную печь.

23. Воздухонагреватели (кауперы) доменной печи.

24. Кольцевой воздухопровод горячего дутья.

25. Доменная печь.

26. Газопровод колошниковых газов.

Исходные данные

2.Расчёт газодинамических характеристик компрессора на заданные параметры всасывания

Компрессор рассматривается как система двух последовательно работающих нагнетателей и установленного, между ними промежуточного воздухоохладителя.

1. Исходные газодинамические характеристики 1 и 2 секций компрессора, построенные в координатах е_x - Q_вс , при t^вс , приведены в приложениях 1 и 2, а тепловая и аэродинамическая характеристики промежуточного воздухоохладителя указаны на рис. 7 и 8.

2.1 секция компрессора

1. Давление воздуха во всасывающем патрубке 1 секции определяем по формуле при А = 2100:

1. Па. (1)

2. Температура воздуха перед 1 секцией:

t^вс = t_a = 20 ⁰C или T₁^вс = 248 ⁰K.

3. Степень повышения давления 1-й секции для заданной температуры определяем по формуле при t₁^вс = 20 ⁰С (принимаем R_a = R_x), е_1x = 2,65;

(2)

4.0. Давление воздуха на нагнетании 1-й секции;

5.0. Нагрев воздуха на нагнетании 1-й секции:

6.0. Температура воздуха после 1-й секции:

. (4)

7.0. Политропный КПД 1 секции находим по формуле:

- для параметров характеристики:

(5)

- для заданных параметров:

Погрешность

(6)

Погрешность составила менее 10%, что подтверждает правильность вычисления давления и температуры воздуха после 1-ё секции при принятых значениях

2.2 Промежуточный воздухоподогреватель

8.0 Массовая производительность компрессора и производительность

(7)

(8)

9.0 Относительный эффект охлаждения в охладителе по рис. 7. и = 0,78.

10.0. Температура воздуха после охладителя, перед второй секцией:

(9)

11.0. Средняя плотность воздуха, проходящего через охладитель, находим по формуле:

= (10)

12.0. Давление воздуха перед 2 секцией определяются с учётом параметра Z = 9 , при , по рис. 8, тогда считаем по формуле;

2.3 2-я секция компрессора

13.0. Плотность воздуха перед 2-й секцией:

(12)

14.0. Объёмная производительность 2-й секции.

(13)

15.0. Степень повышения давления 2-й секции при = 780 , при n = 3300 1/мин и Для рабочей температуры степень повышения давления вычисляем по формуле:

(14)

16.0. Давление на нагнетании 2-й секции (за компрессором):

0,643 МПа (15)

17.0. Нагрев воздуха во 2-й секции определён при

и n = 3300 1/мин.

18.0. Температура воздуха на нагнетании 2-й секции (за компрессором);

(16)

19.0. Внутренняя мощность компрессора находим по формуле:

= 8844кВт. (17)

20.0. Принимаем механические потери компрессора при n = 3300 1/мин. Эти потери при n = 3000 1/мин

.60 (18)

21.0. Потребляемая компрессором мощность:

(19)

22.0. Политропный КПД 2-й секции находим по формуле:

Для параметров характеристики:

(20)

Для заданных параметров:

(21)

Поскольку то вычисление параметров 2-й секции сделано верно:

Общий политропный КПД компрессора найдём по формуле:

= (22)

3. Расчёт газодинамических характеристик для точек 1,2,3,4

Теперь можно вычисленные значения т.е. получим газодинамичекские характеристики компрессора при постоянной частоте вращения ротора n (Приложение 1).

4. Теоретический вопрос

Системы производственного водоснабжения, определение потребности в воде на нужды технологии.

Требования производственных потребителей к обеспечению их водой (объемы водопотребления, требования к качеству воды и высокие требования к надежности) обусловливают особый подход к выбору источника и системы водоснабжения. Большая стоимость систем водоснабжения крупных промышленных предприятий вызывает необходимость весьма глубокого технико-экономического анализа возможных вариантов решения этой проблемы для выбора оптимального варианта.

Для некоторых крупных производственных объектов требуются столь большие расходы воды, что часто местных водных источников оказывается недостаточно. Между тем место расположения многих промышленных предприятий в значительной степени диктуется наличием источников сырья, месторождений полезных ископаемых, местного топлива и т. д. В подобных условиях приходится обращаться к использованию удаленных источников воды, достаточно мощных для удовлетворения потребностей предприятия. Транспортирование больших количеств воды на большие расстояния требует затрат весьма значительных средств на строительство и эксплуатацию соответствующих сооружений. Иногда возникает вопрос о том, где же выгоднее (экономичнее) располагать предприятие - ближе к источникам сырья (топлива) или ближе к источникам воды. В отношении ряда отраслей промышленности (горнорудной, металлургической и т. п.) вопрос решается в пользу расположения предприятия вблизи источников сырья. Однако в некоторых случаях, например при выборе места расположения тепловых электростанций, может оказаться экономически целесообразнее располагать их ближе к источникам воды, чем к источникам топлива. Сокращение дальности транспортирования воды к объекту всегда повышает, кроме того, надежность системы водоснабжения. Таким образом, самый выбор места расположения промышленного предприятия может зависеть от возможности его -водообеспечения.

При выборе места расположения промышленного предприятия необходимо также учитывать возможное влияние его на местные природные водоемы. Сточные воды промышленных предприятий часто бывают сильно загрязнены, а иногда и токсичны. Надлежащая очистка большого количества сточных вод связана с весьма большими затратами. Сброс же сточных вод без достаточной очистки вызывает недопустимое загрязнение водоемов. Принятые в РФ законы об охране вод устанавливает очень строгие правила по предупреждению загрязнения природных водоемов сточными водами.

Как локальная недостаточность водных ресурсов, так и необходимость резкого уменьшения стоков обусловливают широкое применение в производстве оборотного водоснабжения и повторного использования воды. Сокращение расходов «свежей» воды приобретает не только экономическое, но и гигиеническое значение. Рационализация использования природной воды в производстве может в ряде случаев привести к созданию полностью замкнутых циклов водооборота, при которых практически требуются минимальные отборы свежей воды из источника.

Для примера возьмём принципиальную схему оборотного водоснабжения. В реальных условиях при наличии различных требований к качеству используемой воды и различного качества стоков, зависящих от состава цехов промышленного предприятия, системы оборотного водоснабжения модифицируются и усложняются. Так, на VII. 1, а показана схема оборотного водоснабжения при различном качестве сбросной воды в двух группах цехов, т. е. когда цехи одной группы не допускают использования воды, которую сбрасывают цехи другой группы. В этих условиях устраивают изолированные отсеки охлаждающих устройств А и Б, отдельные группы насосов на циркуляционной насосной станции и отдельные подающие водоводы для воды разного качества. На VII.1,6 показана схема оборотного водоснабжения, при которой цехи одной группы сбрасывают воду, требующую дополнительного' осветления в отстойниках. После охлаждения вода подается в обе группы цехов единой системой труб.

В практике производственного водоснабжения получили широкое применение системы последовательного использования воды. Эти системы (VII.2) устраивают, когда качество воды, сбрасываемой одним потребителем, допускает ее использование другими потребителями

Так, потребитель / сбрасывает воду нагретую, но не загрязненную. Она может быть использована потребителями //. Если количество воды, сбрасываемой потребителем /, превышает потребность цехов //, ее избыток может поступать в общий сток.

В некоторых случаях вода из оборотного цикла одного потребителя Л (VI 1.3) после охлаждения частично используется для группы других потребителей Б, т. е. имеет место комбинация оборотного водоснабжения и последовательного использования воды.

Системы последовательного использования воды позволяют значительно сократить подачу свежей воды из источника и снизить затраты на водоснабжение предприятия в целом.

На крупных предприятиях, занимающих весьма большую территорию, иногда оказывается рентабельным разделение системы их оборотного водоснабжения на несколько отдельных систем - по группам цехов с устройством нескольких блоков охлаждающих сооружений 1 и насосных станций 2 (VII.4). Такая децентрализация позволяет снизить затраты на сооружение водоводов и магистралей в пределах площадки, сократить суммарные расходы энергии на подачу воды и одновременно повысить надежность водоснабжения.

В ряде случаев в системе производственного водоснабжения отдельные потребители (цехи) требуют подачи им воды под существенна различными напорами. Тогда в целях снижения расходов энергии на подачу воды для отдельных групп производственных потребителей устраивают отдельные сети разных напоров, т. е. применяют своеобразное зонирование системы водоснабжения. 

Таким образом, на одной промышленной площадке могут быть сооружены отдельные системы для подачи воды различного качества, разных температур и разных давлений

Размещено на Allbest.ru