Прежде чем приступить к расчетам параметров, нужно пересчитать исходные данные из таблицы потребления сжатого воздуха (см. подраздел 5.2.1.) так, чтобы они приобрели однородный вид.

      Расход: обычно для обозначения производительности компрессора используется единица измерения л/с; поэтому нужно пересчитать расход потребителя 1, приведенный в Нм3/мин.

12Нм3/мин = 12х1000/60=200Нл/с


Поставив текущие исходные данные в формулу, получим:


QFAD = QN х (273 + Ti) x 1,013 200 x (273 + 30) x 1,013  = 225

                       273 x Pi                            273 x 1,00

 

      Давление: обычно для определения давления сжатого воздуха в компонентах установки используется избыточное давление в бар (изб.)

     Для потребителя 2 указано абсолютное давление 7 бар (абс.). Чтобы получить избыточное давление, нужно из этих 7 бар вычесть давление окружающего воздуха. Так как давление окружающего воздуха в этом случае равно 1 бар, давление для потребителя 2 можно записать как 7-1 бар (изб.) = 6 бар ( изб.).

     После показанного выше пересчета таблица потребления сжатого воздуха будет выглядеть так:

Потребитель

Расход

Давление

Точка росы

1

225 л/с (свободная подача воздуха)

6 бар (изб.)

+50С

2

67 л/с (свободная подача воздуха)

6 бар (изб.)

+50С

3

95 л/с (свободная подача воздуха)

4 бар (изб.)

+50С


5.3.1. Определение параметров компрессора

     Общее потребление сжатого воздуха равно сумме расходов трех потребителей: 225+67+95=387 л/с. К этому следует добавить запас 10-20%, что лает величину расхода 387х1,15=445 л/с ( с 15%-ным запасом)

     Максимальное давление, требуемое потребителями,-6 бар (изб.). Теперь нагрузку можно рассматривать как одного приведенного потребителя. Нужно еще добавить падение давления, а это потребует увеличения давления.

     Для потребителя, которому требуется давление 4 бар (изб.), нужно установить редукционный клапан. Предположим, что общее падение на осушителе, фильтре и трубопроводе не превышает 1,5 бар. Тогда подходит компрессор с максимальным рабочим давлением 7,5 бар (изб.).

5.3.2. Допущения для дальнейших расчетов 

Выбран компрессор со следующими параметрами:

     Максимальное давление = 7,5 бар (изб.).

     Производительность при 7 бар (изб.) = 450 л/с.

     Общая затрачиваемая мощность при 7 бар (изб.) = 175 кВт.

     Мощность на валу при 7 бар (изб.) = 162 кВт.

     Температура сжатого воздуха на выходе компрессора = температуре окружающего воздуха +10.

Регулирование выбранного компрессора осуществляется путем нагрузки/разгрузки, с минимальной продолжительностью цикла 30 секунд. При использовании регулирования путем нагрузки / разгрузки давление в системе изменяется в диапазоне от 7,0 до 7,5 бар (изб.).

5.3.3. Расчет объема воздушного ресивера

Qc – производительность компрессора (л/с) = 450 л/с

Р1 — давление на входе компрессора (бар(абс.)) = 1 бар (абс.)

Т1 — максимальная температура на входе компрессора (К) = 273+30=303К

fmax — максимальная частота циклов = 1 цикл/30 секунд

(Pu-PL) — заданная разность давлений нагруженного и ненагруженного компрессора (бар) — 0,5 бар

Т0 — температура сжатого воздуха на выходе выбранного компрессора на 100С превышает температуру окружающего воздуха, и поэтому максимальная температура в воздушном резервуаре будет 

(К) = 273+40=313К

  Формула для расчета объема воздушного ресивера компрессора с регулированием путем нагрузки/разгрузки:

 

V =      0,25 x Qc x T0             = 0,25 x 450 x 313 = 6 972

      fmax x (pu – pL) x T1                  1/30 x 0,5 x 303

 

Это минимальный объем рекомендуемого воздушного ресивера. Выбирается следующий большой стандартный объем.

5.3.4. Определение параметров осушителя

      Так как в данном примере требуемая температура точки росы равна +60С, наиболее подходящим выбором будет холодильный осушитель. При выборе размера холодильного осушителя нужно учитывать множество факторов, корректируя производительность осушителя в зависимости от поправочных коэффициентов. Эти поправочные коэффициенты являются уникальными для каждой модели холодильного осушителя. Ниже приведены корректирующие коэффициенты, используемые для холодильных осушителей компании Atlas Copco и указанные в перечне технических данных. 

Всего используются три поправочных коэффициента

1. Температура на входе холодильного осушителя и точка росы под давлением

Так как температура сжатого воздуха на выходе выбранного компрессора на 100С превышает температуру окружающего воздуха, температура на входе холодильного осушителя будет не более 30+10=400С. Кроме того, желаемая точка росы - +50С.

Из листка технических данных получаем поправочный коэффициент 0,95.

2. Рабочее давление

Фактическое рабочее давление в центральной магистрали компрессора равняется примерно 7,0 бар, что соответствует поправочному коэффициенту 1,0.

3.Температура окружающего воздуха

При максимальной температуре окружающего воздуха 300С значение поправочного коэффициента равно 0,95.

Соответственно, холодильный осушитель должен обрабатывать полный объем производимого компрессором сжатого воздуха, умноженный на вышеуказанный поправочный коэффициент:

450х0,95х1,0х0,95=406 л/с.

 

5.3.5. Допущения для дальнейших расчетов

Выбирается холодильный осушитель с воздушным охлаждением, имеющий следующие характеристики:

Производительность при 7 бар (изб.) = 450 л/с

Общая потребляемая мощность = 5,1 кВт

Излучаемое в окружающую среду тепло = 14,1 кВт

Падение давления на осушителе = 0,09 бар

 

5.3.6. Проверочный расчет

     После того как будут выбраны компоненты компрессорной установки, нужно проверить, не будет ли слишком велико падение давления. Это можно сделать, суммируя все падения давления на компонентах и в трубопроводах.

     Для этого может пригодится схема установки по производству сжатого воздуха, показанная на рис. 5:1.

220.png












Данные о падении давления на компонентах системы можно получить, обратившись к поставщикам этих компонентов. Падение давления в трубопроводной системе не должно превышать 0,1 бар.

  

Теперь можно вычислить общее падение давления:



Компонент                                                                                             Падение давления (бар)

Фильтр грубой очистки ( падение давления на новом фильтре)                         0,14

Холодильный осушитель                                                                                         0,09

Фильтр тонкой очистки ( падение давления на новом фильтре)                           0,2

Магистральный трубопровод сжатого воздуха                                                      0,05

Система трубопроводов от магистрали до потребителей                                       0,1

Общее падение давления                                                                                           0,58

При максимальном давлении 7,5 бар (изб.) и давлении под нагрузкой 7,0 бар (изб.) выбранный компрессор выдает минимальное значение давления для потребителей 7,0-0,58=6,42 бар (изб.). К этому падению давления нужно прибавить падение давления на фильтре, которое со временем постоянно растет. Данные об этом падении давления можно получить, обратившись к производителю фильтров.