Анализ и повышение эффективности промышленных систем воздухоснабжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.04, кандидат технических наук Жаров, Дмитрий Владимирович

• Жаров, Дмитрий Владимирович
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Жаров, Дмитрий Владимирович

Введение.

Глава 1. Анализ работ по повышению эффективности систем воздухоснабжения.

1.1 Анализ работ по общей оценке систем воздухоснабжения.

1.1.1 Целесообразность искусственного охлаждения воздуха (газа) на входе в ТК.

1.1.2 Повышение эффективности работы турбокомпрессорной станции за счет нормализации термодинамических параметров промежуточных воздухоохладителей.

1.2 Анализ работ по отдельным вопросам.

1.2.1 Влияние промежуточного охлаждения на рабочий процесс двухступенчатого компрессора.

1.2.2 Описание промышленных установок для комбинированного охлаждения сжатого воздуха в КУ.

1.3 Выводы по главе 1.

Глава 2. Оценка и анализ эффективности работы систем воздухоснабжения.

2.1 Термодинамический анализ СВС.

2.2 Эксергетический баланс СВС.

2.3 Эксергетические характеристики элементов СВС.

2.4 Анализ абсолютных и относительных потерь в СВС.

2.5 Выводы по главе 2.

Глава 3. Оценка элементов системы с возможным потенциалом увеличения эффективности их работы.

3.1 Оценка эффективности использования различных способов регулирования.

3.1.1 Регулирование поворотом лопаток входного направляющего аппарата.

3.1.2 Регулирование поворотом лопаток диффузора.

3.1.2 Регулирование дросселированием.

3.1.4 Оценка эффективности использования преобразователя частоты для регулирования производительности компрессора.

3.1.5. Определение эффективности других способов регулирования.

3.2 Оценка эффективности охлаждения воздуха.

3.1.1 Эффективность работы систем охлаждения.

3.2.1 Расчет промежуточного воздухоохладителя и анализ потерь в компрессорной установке.

3.2.1.1 Гидравлический расчет воздухоохладителя.

3.2.1.2 Анализ влияния изменения коэффициента теплопередачи на энергетические показатели системы охлаждения.

3.2.1.3 Определение зависимости влияния основных показателей системы охлаждения на эксергети-ческий КПД.

3.3 Потери с гидравлическими сопротивлениями.

3.4 Оценка потерь с утечками в системе.

3.5 Выводы по главе 3.

Глава 4. Предложения по повышения эффективности работы системы воздухоснабжения.

4.1 Использование энергии сжатого воздуха и теплоты охлаждающей воды.

4.1.1 Использование энергии сбросного воздуха для подачи его на всас компрессора. it 4.1.1.1 Зависимость изменения приращения КПД эффективности способа) от температуры атмосферного воздуха.

4.1.1.2 Зависимость изменения приращения КПД эффективности способа) от степени сжатия в компрессоре.

4.1.1.3 Увеличение общего КПД системы воздухоснабжения в зависимости от количества охлажденного воздуха, подаваемого на всас компрессора.

4.1.2 Использование теплоты охлаждающей воды.

4.2 Децентрализация системы воздухоснабжения.

4.2.1 Децентрализация снабжения потребителей сжатым воздухом от центральной компрессорной станции.

4.2.2 Централизация снабжения потребителей сжатым воздухом от центральной компрессорной станции.

4.2.3 Определение реальной потребности в сжатом воздухе третьей группы.потребителей.

4.3 Выводы по главе 4.

Глава 5. Технико-экономическая оценка эффективности предложенных мероприятий.

5.1 Технико-экономическая оценка использования теплоты сжатия и энергии сбросного воздуха.

5.1.1 Оценка увеличения эффективности работы СВС.

5.1.1.1 Использование тепла сжатия.

5.1.1.2 Использование энергии перепускного воздуха на получение холода.

5.2 Технико- экономическая оценка мероприятий по частичной децентрализации системы воздухоснабжения.

5.3 Выводы по главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ и повышение эффективности промышленных систем воздухоснабжения»

Актуальность работы Энергосбережение является одной из важнейших проблем, в том числе и для такого энергоемкого процесса как производство сжатого воздуха. Сжатый воздух - один из самых распространенных энергоносителей на любом промышленном предприятии, а совокупность устройств, связанных с его обработкой и распределением, является достаточно сложной энергоемкой энергетической промышленной системой, от уровня совершенства которой зависят показатели технологических процессов, где используется сжатый воздух.

Система воздухоснабжения предназначена для централизованного обеспечения разнообразных промышленных потребителей сжатым воздухом требуемых параметров (давление, расход, температура, влажность) в соответствии с заданным графиком.

Доля первичной энергии для производства сжатого воздуха на различные нужды составляет от 5 до 90% от общего энергопотребления на производство технологического продукта.

Большое значение сжатого воздуха как энергоносителя определяется еще тем, что от надежности систем воздухоснабжения зависит и надежность, а в ряде случаев и безопасность осуществления технологического процесса.

Потери, возникающие в системе воздухоснабжения, снижают ее эффективность, что, в свою очередь, может повлиять на технологический процесс.

К потерям в системе воздухоснабжения можно отнести:

• Электромеханические и внутренние потери в компрессоре;

• Потери в системе охлаждения компрессора;

• Потери в системе регулирования;

• Потери во влагоотделителе;

• Потери в системе осушки сжатого воздуха;

• Потери, связанные с гидравлическим сопротивлением трубопроводов;

• Потери, связанные с утечкой воздуха через неплотности.

В связи с перечисленными выше факторами, возникают задачи усовершенствования систем воздухоснабжения. Исследования в этой области позволили выделить основные направления, такие как: техническое совершенствование конструкций элементов систем, реальный подбор оборудования, оптимизация режимов работы элементов и т.д.

Система воздухоснабжения промышленного предприятия включает в себя компрессорные и воздуходувные станции, трубопроводный и баллонный транспорт для подачи сжатого воздуха к потребителю, воздухосборники-ресиверы и распределительные устройства сжатого воздуха самого потребителя.

В зависимости от необходимых потребителям расхода воздуха и его давления станции оборудуются центробежными компрессорами с избыточным давлением воздуха 0,35 - 0,9 Мпа и единичной производительностью 250-7000 мЗ/мин или поршневыми соответственно с давлением 3-20 Мпа и единичной производительностью не более 100 мЗ/мин.

Коммуникации сжатого воздуха имеют радиальные и кольцевые участки. Последние применяют при компактном расположении потребителей, а также при повышенных требованиях к надежности обеспечения сжатым воздухом

Сжатый воздух на промышленных предприятиях используется по двум основным направлениям: технологическому (для выплавки стали и чугуна в металлургии, получения кислорода в воздухоразделительных установках и т.д.) и силовому (для привода различных машин и механизмов в машиностроении, горнодобывающей промышленности, кузнечном и других производствах).

На производство сжатого воздуха затрачивается около 5% общего расхода электроэнергии на металлургических заводах и до 25 - 30% на машиностроительных предприятиях и горнодобывающей промышленности. При использовании электрического привода компрессоров удельный расход энергии на производство 1000 мЗ сжатого воздуха составляет от 80 до 140 кВт*ч (в зависимости от давления сжатого воздуха, типа компрессорных машин, условий охлаждения и т.д.). При паровом приводе компрессоров удельный расход условного топлива на производство 1000 мЗ сжатого воздуха составляет 17 — 20 кг.

Компрессорные станции включают в свой состав устройства для забора воздуха, очистки его от пыли, компрессоры, приводные двигатели, теплообменники охлаждения, вспомогательное оборудование, предназначенное для дополнительной обработки воздуха (осушки, очистки, изменения давления, аккумуляции). На компрессорной станции могут размещаться только компрессоры с электроприводом (обычно для машиностроительных предприятий) или компрессоры с паротурбинным приводом (обычно для агрегатов доменного дутья). Находят применение и комбинированные паровоздуходувные и электрические станции ТЭЦ-ПВС.

В общем случае состав компрессорной установки можно представить на схеме.

Рис.1 Принципиальная схема компрессорной установки 1- воздухозаборное устройство; 2 - фильтр; 3 - буфер; 4 - ступень компрессора; 5 -промежуточный охладитель; 6 — промежуточный влагомаслоотделитель; 7 — концевая ступень; 8 - концевой охладитель; 9 - ресивер (воздухосборник); 10

- сеть (потребитель).

Очевидно, что в каждом устройстве компрессорной установки возможна экономия энергии. Если рассмотреть наиболее значимые элементы установки, то к ним можно отнести ступени объемных компрессоров (секции - турбокомпрессоров), системы охлаждения и сеть, соединяющую компрессорную станцию с потребителем.

Путь снижения затрат на сжатие в ступени (секции) компрессора определяет удельная работа цикла /. При необходимости обеспечения требуемого повышения давления п = Р2/Р1 снижение работы цикла возможно только за счет уменьшения температуры всасывания Tj и значения политропы сжатия п.

Работа цикла компрессора имеет наименьшее значение при изотермном сжатии {п=1). Для приближения к изотермному процессу сжатия применяют, как правило, многоступенчатое сжатие с промежуточным межступенчатым охлаждением. В идеальном случае теплота отводимая от компрессора равна работе сжатия, т.е. теплота охлаждения представляет собой вид энергии, которая может быть утилизирована.

Понижение температуры всасывания позволяет уменьшать затраты на привод компрессора, но этот способ практического воплощения не нашел, (увеличение температуры всасываемого компрессором воздуха на каждые 4°С увеличивает расход энергии на 1%). В тех случаях, когда влажность газа не имеет существенного значения, для уменьшения температуры применяют простой способ - впрыск воды. Вода, испаряясь, снижает температуру газа.

Влияние вида процесса на затраты энергии демонстрирует рис.2. Площадь 0-1-2-4 эквивалентна работе цикла компрессора. Здесь хорошо видно, что наименьшие затраты энергии имеет цикл с изотермным процессом сжатия (п=1). Технически обеспечить изотермное сжатие практически невозможно, поэтому, как уже указывалось, применяется многоступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением, как приближение к изотермному процессу.

PA

T A

2'V/ P2 V S

Puc.2 Кривые процессов сжатия

Производство сжатого воздуха - нерациональный с точки зрения энергоэффективности процесс в принципе. Более 80 % электроэнергии, расходуемой для производства сжатого воздуха, теряется в виде тепла, остальная часть расходуемой электроэнергии преобразуется в полезную энергию сжатого воздуха.

В практике российских и большинства зарубежных предприятий до последнего времени использовалась централизация воздухо- и газоснабжения. Как всякое техническое решение оно имеет положительные и отрицательные качества.

Наибольшие проблемы возникают при необходимости регулирования производительности.

Компрессоры должны с максимальным КПД обеспечить необходимый расход и напор воздуха у потребителя. При оптимальном выборе типа и количества компрессоров и регулировании режимов их работы необходимо иметь в виду, что рабочая точка нагнетателя определяется видом напорной характеристики нагнетателя и характеристики сети. Рабочее значение расхода и напора определяется пересечением характеристик нагнетателя и сети.

Как правило, рабочая точка не обеспечивает заданные напор и расход. Поэтому 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.

Существует несколько способов регулирования производительности компрессоров. Наиболее распространенные в практике: дросселирование; байпассирование и изменение числа оборотов двигателя. Первые два особенно популярны в России в силу их сравнительной простоты и дешевизны реализации. Но эти два способа регулирования неэкономичны и не позволяют обеспечить одновременное выполнение соответствия заданным значениям величин напора и расхода. Самым экономичным способом регулирования является изменение числа оборотов двигателя. В этом случае с достаточной точностью можно считать, что сохраняется подобие режимов и, следовательно, не изменяется кпд. До настоящего времени частотное регулирование не нашло должного распространения в нашей стране из-за сравнительно высокой стоимости частотных регуляторов - практически равной стоимости самого двигателя. В условиях прежних низких цен на электрическую энергию установка частотных регуляторов была не выгодна. Но со стремлением внутренних цен на энергоносители к мировому уровню установка подобных регуляторов становится выгодной.

Для выявления потенциалов энергосбережения необходимо проведение комплексного анализа системы воздухоснабжения целиком для разных типов компрессоров, позволяющего с помощью эксергетического баланса установить наиболее энергоемкие потери в системе и путем целенаправленных действий добиться их минимизации. Комплексный подход к решению данной задачи позволит увеличить общую эффективность системы, рассматривая ее как совокупность отдельных элементов (компрессор, коммуникации, вспомогательные элементы, потребитель), каждый из которых оказывает определенное воздействие на всю систему и определяет работоспособность и надежность всей системы в целом.

Повышение эффективности работы системы воздухоснабжения также возможно благодаря внедрению ряда энергосберегающих мероприятий, позволяющих снизить потери за счет использования дополнительных резервов экономии энергоресурсов.

Цель работы: Выявление возможностей повышения эффективности СВС при помощи комплексного термодинамического и технико-экономического анализа системы и ее элементов, разработка на этой основе путей снижения потерь в системе и предложений по реализации энергосберегающих мероприятий.

Научная новизна: Для оценки показателей эффективности СВС предложена и реализована термодинамическая и технико-экономическая оценка потерь в системе и ее элементах на основе эксергетического анализа, позволяющая определить структуру потерь в системе и приоритеты их снижения.

Произведен анализ влияния различных способов регулирования производительности на показатели системы. Получена зависимость изменения КПД системы от угла поворота лопаток (одного из распространенных способов регулирования). Показано, что в диапазоне изменения угла поворота лопаток от 0 до 30° происходит снижение КПД системы на 15%.

Разработан новый способ повышения эффективности регулирования компрессорных машин путем подачи воздуха из байпасной линии на всас компрессора с предварительным охлаждением в расширительной машине, позволяющий понизить температуру воздуха на всасе, а, следовательно, увеличить эффективность сжатия.

Установлено, что при использовании тепла охлаждающей воды и энергии сжатого воздуха при байпасном регулировании для получения холода КПД системы возрастает на 10-11%.

Практическая ценность. Применение комплексного подхода для решения задачи повышения эффективности системы позволяет выявить область максимальных потерь и при помощи комплекса мероприятий добиться их минимизации. Использование перепускного воздуха с последующим расширением в турбомашине и подачей его на всас для общего снижения температуры позволит повысить КПД системы в случаях, где невозможно использование холода для технологических нужд.

Комплексная методика оценки потерь в системе воздухоснабжения и отдельных ее элементах, позволяющая учитывать распределение энергозатрат при производстве сжатого воздуха, может быть использована при проектировании и проведении анализа эффективности работы существующих СВС различными проектными и эксплуатационными организациями.

Материалы диссертации, подготовленные совместно с Н.В.Калининым, вошли в справочник «Промышленная теплоэнергетика», издание 3, том 4.

По материалам диссертации была подготовлена лабораторная работа по курсу «Нагнетатели», позволяющая осуществлять подбор нагнетателя в зависимости от начальных данных, а также изучить совместную работу нагнетателей и влияние различных способов регулирования на рабочую характеристику.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на VIII международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (г. Москва, 28 февраля - 1 марта 2002 г.), на IX международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (г. Москва, 4-5 марта 2003 г.), опубликованы и представлены на I международной конференции по энергосбережению (г.Алжир, 25-26 мая 2003 г.)

Публикации Основные результаты выполненной работы были опубликованы в 4 статьях.

Структура и объем работы Диссертационная работа изложена на 146 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов по работе, списка литературы из 94 наименований.

Заключение диссертации по теме «Промышленная теплоэнергетика», Жаров, Дмитрий Владимирович

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Предложенная методика оценки эффективности работы системы воздухоснабжения при помощи комплексного термодинамического и технико-экономического анализа системы и ее элементов на базе эксергетического анализа позволяет оценивать различные потоки энергии, распределенные в системе для определения наибольших энергозатрат. Использование данной методики для систем воздухоснабжения дает возможность определить структуру распределения потерь для определения основных направлений, имеющих наибольший потенциал энергосбережения.

2. Разработанный новый способ повышения эффективности регулирования компрессорных машин путем подачи воздуха из байпасной линии на всас компрессора с предварительным охлаждением в расширительной машине (при использовании схемы с турбодетандером также есть возможность получения электроэнергии) повышает эффективность работы системы за счет увеличения эффективности сжатия путем понижения температуры всасываемого воздуха. В работе был произведен анализ эффективности использования данного способа при различных температурах окружающей среды и различных давлениях воздуха на выходе из КУ.

В результате проведенного анализа было установлено, что эффективность охлаждения с уменьшением температуры атмосферного воздуха меняется незначительно и применение данного способа возможно при любых периодах работы турбокомпрессора, как летом, так и зимой, хотя бесспорно, большую эффективность от использования данного способа можно добиться при более высокой температуре атмосферного воздуха.

В диапазоне регулирования байпасным способом AV= 10-30% понижение температуры на всасе компрессора за счет подачи холодного воздуха позволит повысить КПД системы на 0,6-2,6%. Основываясь на расчетах можно сделать выводы, что помимо основного использование данного способа дает следующий дополнительный эффект: а) Получение дополнительной электроэнергии от турбодетандера б) Подача более сухого воздуха с нагнетания компрессора позволит уменьшить относительную влажность воздуха на всасе турбокомпрессора, а, следовательно, повысить КПД. в) Подача воздуха, прошедшего очистку в фильтрах — экономия на использовании дополнительных средств очистки.

3. Предложены пути снижения потерь в системе и разработаны новые схемные решения, позволяющие повысить эффективность работы системы воздухоснабжения за счет использования тепла охлаждающей воды и энергии сжатого воздуха для получения холода при регулировании байпасным способом. Установлено, что использование данных мероприятий позволит повысить КПД системы на 10-11%.

4. Разработана методика оценки влияния различных способов регулирования на характеристики системы, которая позволяет в зависимости от требований потребителя оценить эффективность применения того или иного способа регулирования нагнетателей. Результатом анализа также являются графические зависимости, определяющие влияние изменения угла установки лопаток входного направляющего аппарата и диффузоров, полученные путем проведения вычислительного эксперимента.

5. Определено влияние различных негативных факторов на работу теплообменника-охладителя в системе охлаждения компрессорной установки. Для рассмотренного варианта произведена оценка влияния загрязнения поверхности теплообмена на основные показатели теплообменника и получены графические зависимости, характеризующие данный процесс.

6. Определена эффективность использования децентрализованной схемы воздухоснабжения промышленных предприятий. Для рассмотренного варианта произведен анализ данных и предложена новая эффективная схема снабжения сжатым воздухом удаленных потребителей.

7. Анализ показателей работы системы при максимальных потерях в ее элементах демонстрирует, что при наихудших показателях КПД системы может достигать в среднем 25% от общего количества энергии затраченной на производство сжатого воздуха. В результате реализации комплекса предложенных мероприятий по повышению эффективности работы СВС возможно повышение эффективности работы системы с 25% до 64%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Жаров, Дмитрий Владимирович, 2003 год

1. Рахмилевич 3.3. Компрессорные установки. -М.:Химия, 1989. -45-48 с.

2. Рахмилевич 3.3. Испытания и эксплуатация энерготехнологического оборудования. -М.: Машиностроение, 1982. -67 с.

3. Черкасский В.М., Калинин Н.В. Нагнетатели и тепловые двигатели. -М.: Энергоатомиздат, 1997. -68-70 с.

4. Мастепанова A.M., Коган Ю.Н. Повышение эффективности использования энергии в промышленности Дании. -М.: Нефтяник, 1999г. -21 с.

5. Назаренко У.П. Экономия электроэнергии. -М.: Энергия, 1976. -С.70.

6. Конспект лекций по курсу промышленные турбокомпрессорные установки. / Под ред. Сазанова Б.В. -М.: МЭИ, 1961.-34-36 с.

7. Селезнев К.П. Теория и расчет турбокомпрессоров. -JL: Машиностроение. 1986. -112 с.

8. Мисарек Д.М. Турбокомпрессоры. -М.: Машиностроение, 1968. -126 с.:ил.

9. Карабин А.И. Сжатый воздух. -М.: Машиностроение, 1964. -с. 164-171.

10. Промышленная теплоэнергетика. Справочник./ Под ред. Григорьева В.А.-2-е изд., -М.: Энергоатомиздат, 1991. -254с.

11. Павлов К.Ф. Экономия энергетических ресурсов в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1982.-464с.

12. Анчарова Т.В., Гамазин С.И., Шевченко В.В. Экономия электроэнергии на промышленных предприятиях. -М.: Высшая школа, 1990. -28-37 е., ил.

13. Методические рекомендации по диагностике технического состояния центробежных компрессоров. / А.В. Демин. -Черкассы: Отделение НИИТЕХИМа, 1986. -С.352

14. Г.П.Минин Г.П., Ю.В.Копылов Ю.В. Справочник по электропотреблению в промышленности. -М.: Энергия, 1978. -127-133 с.

15. Шински Ф. Управление процессами по критерию экономии энергии. -М.: Мир, 1981.-64 с.

16. Шерстюк А.Н. Насосы, вентиляторы, компрессоры. -М.: Высшая школа, 1972.-56-70 с.

17. Шерстюк А.Н. Компрессоры. -М.: Госэнергоиздат, 1959. -31 с.

18. Рис В.Ф. центробежные компрессорные машины. -JL: Машиностроение, 1981.408 с.

19. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. -М.: Высшая школа, 1979. -40 с.

20. Герман A.JL, Вахромеев Б.А. Монтаж и эксплуатация лопастных насосов. -М.: Машгиз, 1961. -с. 170-175.

21. Семидубский М.С. Насосы, компрессоры, вентиляторы. -М.: Высшая школа, 1966 . —с.104-113.

22. Епифанова В.И. Компрессорные и расширительные машины радиального типа -М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 1998 . -87 с.

23. Ромоданов А. А. Опыт эксплуатации преобразователей частоты Реутовской теплосети. // Энергосбережение. -2001. -№6. -С.20-21.

24. Бирюков Б.В. Повышение эффективности газотурбинного привода нагнетателей природного газа на компрессорных станциях. Дис. . канд. техн. наук. / Краснодарский Политехнический институт. -Краснодар, 1998.-26 с.

25. Галустов B.C. Разработка и создание поршневых компрессорных и расширительных машин с сухим картером, ис. .канд. техн. наук. / Санкт-Петербургский государственный университет. -Санкт-Петербург, 2001. — 45 с.

26. Попов В. А., Лисин В. Р., Корнюшенко М. Н., Сабхангулов Н. С., Яргин В. П., Банников А. М., Патрик А. А. Повышение эффективности производства сжатого воздуха и работы системы воздухоснабжения // Промышленная теплоэнергетика. —1999. -№9. -45 с.

27. Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения. М.: Энергоатомиздат, 1988. 89 с.

28. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. -М.: Энергия, 1973. 56-57 с.

29. Чечеткин А.В., Занелюнец И.А. Теплотехника. -М.: Высшая школа, 1986. -56-58 с.

30. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. -М.: Высшая школа, 1988.-С. 125.

31. Берман Я.А., Маньковский О.Н., Марр Ю.Н. Системы охлаждения компрессорных установок. -JL: Машиностроение, 1984. —232 -240 с.

32. Эксергетические расчеты технических систем: Справочное пособие/ Бродянский В.М., Верхивкер Г.П., Карчев Я.Я. и др. Под ред. Долинского

33. A.А., Бродянского В.М. -Киев.: Наука, 1998. -254 с.

34. Основы термодинамики циклов теплоэнергетических установок. -М.: Высшая школа, 1968. -78 с.

35. Кабанова И.А., Калинин Н.В., Никифоров А.Г. Оценка экономии мощности в ЦКУ на основе уточненной методики определения коэффициента полезного действия. // Вестник МЭИ. -1995. -№4. —.34 с.

36. Мареев А.А., Калинин Н.В. Определение экономической эффективности утилизации тепла сжатия в системах компримирования газов. // Промышленная энергетика. -1998 . -№9. -18-20 с.

37. Учебное пособие по курсу "Системы производства и распределения энергоносителей"./ Под ред. Борисова Б.Г., Калинина Н.В., Михайлова

38. B.А.; Ред. Германа В.А. -М.: МЭИ, 1989. -34 с.

39. Кабанова И.А. Совершенствование методов анализа систем воздухоснабжения промышленных предприятий на основе математического моделирования и использования. Дис. . канд. техн. наук./ Московский энергетический институт, -М: 1994. — 85-89с.

40. Тепловые и гидравлические расчеты теплообменного оборудования компрессорных установок: Учебное пособие./ Под ред. Парфенова В.П. -Омск: ОмГТУ, 1994. -90 с.

41. Январев И.А. Исследование теплообменных систем для комбинированного охлаждения сжатых газов в компрессорных установках. Дис. . канд. техн. наук./ Омский государственный технический университет. -Омск , 1995. —26 с.

42. Основы расчетов и оптимизации комбинированных систем охлаждения компрессорных установок. Учебное пособие./ Под ред. Парфенова В.П. — Омск: ОмГТУ, 1996. -12-15\ с.

43. Миняев Ю.Н. Энергосбережение при производстве и распределении сжатого воздуха на промышленных предприятиях. Дис. . канд. техн. наук /Уральская государственная горно-геологическая академия — Екатеринбург, 2002. -^5-46 с.

44. Талдыкин Ю.А. Повышение эффективности работы крупных турбокомпрессорных станций алюминиевой промышленности. Дис. . канд. техн. наук / -Красноярск, 1997. -32-33 с.

45. Грищенко В.И. Научные основы создания теплохладоэнергетических агрегатов на базе турбокомпрессорных машин. Дис. . канд. техн. наук / -Омск, 1994.-91 с.

46. Каминский А.И. Газодинамический расчет проточной части турбокомпрессора Дис. . канд. техн. наук /Хабаровский политехнический институт. -Хабаровск, 1985. -152с.

47. Живица В.И. Повышение эффективности работы промежуточных охладителей компрессорных установок. -М.:ЦНИИТЭИмясомолпром, 1981.345-357 с.

48. Бондаренко Г.А., Довженко В. Н., Еременко Е. Н. Регулирование режима работы центробежных компрессорных установок -М.: ЩШТИхимнефтемаш , 1982. -26 с.

49. Бахмат Г.В., Еремин Н.В., Степанов О.А. Аппараты воздушного охлаждения газа на компрессорных станциях. -СПб.: Недра., 1994. 265268 с.

50. Ситдиков Р.Х., Сафин А.Х., Гильченок А.Н. Компрессорное оборудование с воздушным охлаждением. -М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1983. 78 с.

51. Проектирование систем воздухоснабжения промышленных предприятий. Учебное пособие / Под .ред. Трубаева П.А., Беседина П.В., Гришко Б.М. -Белгород: Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов, 2002. 101 с.

52. Михушкин В.Н., Юдин А.Ф., Якубович Д.М. Подготовка сжатого воздуха низкого давления в промышленности. -М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1990. — 131-132 с.

53. Филиппов И.В. Работа винтовых компрессоров при изменении параметров воздуха на всасывании и нагнетании. Дис. . канд. техн. наук /Северо-Кавказский горно-металлургический институт. -Владикавказ, 1990. 44 с.

54. Шнепп В.Б. Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин. -М.: Машиностроение, 1995. 22-24 с.

55. Шелковский Б.И., Патыченко А.С., Захаров В.П. Утилизация и использование вторичных энергоресурсов компрессорных станций. М. Недра, 1991.

56. Ракицкий Л.Б., Примаченко Д.В., Лень Л.Н., Сандлер В.Л. Повышение энергетических показателей электродвигателей компрессоров. -Киев: ИЭД, 1989.-226-227 с.

57. Саух С.Е., Гершгорин А.Е. Моделирование режимов работы многоцеховых компрессорных станций. -Киев: ИПМЭ, 1989. 38 с.

58. Повышение эффективности, надежности и долговечности компрессоров и компрессорных установок. // Тез. докладов научной конференции Казанского химико-технологического института им. С.М. Кирова. -Казань, 1987.-С 35.

59. Оптимизация режимов работы компрессорных станций промышленных предприятий: Учебное пособие / Стогней В.Г., Бараков А.В. -Воронеж: Воронежский политехнический институт, 1987. -457-464 с.

60. Повышение эффективности, надежности и долговечности компрессоров и компрессорных установок // Материалы конференции -Л.: Ленинградский политехнический институт, 1983. -65 с.

61. Регулирование, испытания и конструкции компрессорных и расширительных турбомашин радиального типа: Учебное пособие по курсу "Компрессорные и расширительные турбомашины" / Чистяков Ф.М.; Под ред. В. И. Епифановой -М.: МВТУ, 1983. -90 с.

62. Теория центробежных и осевых компрессоров и вентиляторов: Учебное пособие / Кулагин В.А., Стрижак Л .Я. -Красноярск: Красноярский политехнический институт, 1982. -174 с.

63. Повышение эффективности холодильных и компрессорных машин: Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. В.И. Гриценко. -Омск: Омский политехнический институт, 1982. -82 с.

64. Расчет элементов центробежных компрессорных машин: Учебное пособие по курсу "Компрессорные и расширительные турбомашины" / Чистяков Ф.М.; Под ред. В. И. Епифановой -М: МВТУ, 1982. -42-29 с.

65. Воропай П.И Повышение эффективности использования компрессоров в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982. -98-110 с.

66. Евдокимов В.Е., Корсов Ю.Г., Репринцпев А.И., Столяров А.А. Конструктивные и газодинамические особенности современных центробежных компрессоров. -М.: НИИЭинформэнергомаш, 1981. -74 с.

67. Васильев Ю.Н., Смерека Б.М. Повышение эффективности эксплуатации компрессорных станций -М.: Недра, 1981. —33 с.

68. Печенкин С.И. Разработка эффективных методов и алгоритмов управления компрессорной установкой на примере процесса производства карбамида. / Дис. канд. техн. наук. -М., 2001. -120-121 с.

69. Заец А.Ф. Разработка методов оценки работоспособности трубопроводов компрессорных станций при наличии дефектов / Дис. . канд. техн. наук. -М., 1998.-48-53 с.

70. Ломова О.С. Совершенствование межступенчатого охлаждения сжимаемого воздуха в поршневых компрессорах с использованием контактных теплообменников / Дис. . канд. техн. наук. -Омск, 1999. —55 с.

71. Парфенов В.П. Комбинированные системы охлаждения компрессорных установок: Научные основы создания, моделирования и оптимизации. / Дис. . канд. техн. наук. -СПб., 1992. -134с.

72. Системы производства и распределения сжатого воздуха промышленных предприятий: Учебное пособие по курсу "Система пр-ва и распределения энергоносителей промышленных предприятий"/ Тверской А.К. -Саратов, Саратовский политехнический институт, 1989. -61 с.

73. Жилкин А.Н. Тепломассоперенос в пластинчато-ребристых теплообменниках компрессорных установок при отрицательных температурах охлаждающего воздуха /Дис. . канд. техн. наук —СПб: Ленинградский государственный технический университет, 1991. -45-48 с.

74. Смородин С.С., Верстаков Г.В. Шахтные стационарные машины и установки. -М.: Недра, 1975. -263 с.

75. Теплотехнический справочник /Под ред. Юренева В.И., Лебедева П.Д. М.: Энергия, 1975. -324-328 с.

76. Чистяков Ф.М., Игнатенко В.В., Романенко Н.Т., Фролов Е.С. Центробежные компрессорные машины. М.: Машиностроение, 1969. -21 с.

77. Тарасов В.М. Эксплуатация компрессорных установок. -М.: Машиностроение, 1987.-154-155 с.

78. Фролов П.П., Дмитриев В.Т., Миняев Ю.И. Повышение эффективности работы стационарных компрессорных установок Качканарского ГОКа. -Свердловск, 1976. —31 с.

79. Федоров Ю.И., Дегтярев В.И. Повышение технико-экономических показателей центробежных компрессоров // Горные машины и автоматика. -1976. №5, - С. 25-26.

80. Хашпулян М.М. Технико-экономические показатели современных компрессоров и установок. -М.: Недра, 1974. -69с.

81. Центробежные компрессорные машины конструкции и изготовления НЗЛ. Номенклатура типоразмеров, основные параметры / / Невский машиностроительный завод. Л.: ЦОКБТиГ, 1973. —138 с.

82. Штерн Л.Я., Бейзеров С.М., Плавник В.Г. Регулирование и автоматизация воздуховодных и компрессорных станций. М.:Металлургиздат, 1963. -365 с.

83. Шварц В. А. Характеристики трубчатых оребренных поверхностей теплоообмена// Энергомашиностроение.-1963. -№ 9.-С. 22-28.

84. Ястребова Н.А., Кондаков А.И., Спектор Б.А. Техническое обслуживание и ремонт компрессоров. -М.: Машиностроение, 1991. — 45-49 с.

85. Бахмат Г.В., Еремин Н.В., Степанов О.А. Аппараты воздушного охлаждения газа на компрессорных станциях. -СПб: Недра, 1994.-231 с.

86. Шнепп В.В. Конструкция и расчет центробежных компрессоров. М.: Машиностроение, 1995. - 95 с.

87. Белов И.А., Кудрявцев Н.А. Теплоотдача и сопротивление пакетов труб. -Д.: Энергоатомиздат, 1987. —11-12 с.

88. Improving Compressed Air System Performance. Lawrence Berkeley National Laboratory, Washington, D.C., Resource Dynamics Corporation, Vienna, 1998. -p. 34-42.

89. Bake B. Pressure Change Leak Detection // AICHE Journal. -1998. -№5. -p.90

90. Paul Tashian. Successful leak detection using ultrasonic // Power Engineering -2003. -№2. — p.32.

91. Talbott E.M. Compressed Air Systems: A Guidebook on Energy & Cost Savings // Power Engineering. -2002. -№8. p.220.

92. Методические материалы для энергоаудита: Методическое пособие / Вакулко А.Г., Данилов O.JI. -М.: Амипресс, 1999. 43 с.

93. Проектирование компрессорных станций с использованием автоматизированного банка данных: Учебное пособие / Кабанова И.А., Калинин Н.В., Михайлов В.А., Никифоров А.Г., Силейкин М.В. -М.: Издательство МЭИ, 2002. -21 с.

94. Мареев А.А. Повышение эффективности систем обеспечения потребителей сжатыми газами на базе комплексной оптимизации по внешним и внутренним факторам. Дис. . канд. техн. наук / -М.: МЭИ, , 1992.-С. 20-24.

95. Обработка данных диагностики турбокомпрессора К-250-61-1п/п Наименование величин Обозначение Размерность Формула Режимы 1 2 3 летний зимний1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

96. Степень повышения давления в первой секции Sl Phi/PbcI 2,06 2,13 2,16 2,26 2,13

97. Степень повышения давления во второй секции Е2 Рн2/Рвс2 1,69 1,77 1,84 1,8 1,77

98. Степень повышения давления в третьей секции е3 Рнз/Рвсз 1,4 1,48 1,58 1,45 со

99. Степень повышения давления в компрессоре ек Рнз/Р вс1 6,88 7,86 8,84 7,86 7,83

100. Абсолютное атмосферное давление воздуха Ра ата В/735,6 1,020 1,020 1,020 1,018 1,022

101. Номинальная производительность компрессора Qh м3/час 15000 15000 15000 15000 15000

102. Весовой расход воздуха G кг/час опрЧрл/ррасч) 18000 17400 16800 17230 17510

103. Производительность компрессора в нормальных м3 Од нм33/час G/1,205 14940 14400 13900 14300 14530

104. Номинальная мощность N кВт 1750 1750 1750 1750 1750

105. Мощность потребляемая электродвигателем NM кВт V3 UI cos ф 1715 1725 1746 1735 1721

106. Мощность на валу компрессора Nk кВт NM Г|эл Т|пер 1514 1524 1542 1532 1520

107. Изотермическая работа компрессора Lh3 Дж 2300 РН1Д8К 19650 20986 22182 20956 20992

108. Изотермическая мощность компрессора NH3 кВт G*L„3 /3600*102 963 994 1015 983 10081 2 3 4 5 6 7 8 9 10

109. Изотермический КПД компрессора Лиз N„3/Nk 0,64 0,65 0,66 0,64 0,66

110. Удельный расход электроэнергии, отнесенный к Qa AW кВт*ч/1000 ЬИЗ/3,6*Г| из Л эл Л пер 96,7 101,9 105,7 103,2 100,6

111. Безразмерная величина X t„-tBC/TH 0,221 0,226 0,232 0,212 0,197

112. Политропический КПД Лп ((к-1)/к)* (1п8 /1п(1+х) 0,93 0,94 0,92 0,93 0,94

113. Температура воды на охлаждение в компрессор tw °c 13 13 13 20 10

114. Температура воды после холодильника №1 twl °c 26 28 29 29 20

115. Температура воды после холодильника №2 t\vl °c 27 28 30 29 20

116. Поверхность охлаждения холодильника F m2 100 100 100 100 100

117. Расход охлаждающей воды на компрессор Gw м3/час 170 170 170 170 170

118. Недоохлаждение воздуха в холодильнике №1 5tn.ol °C tec2"tw 27 28 29 23 28

119. Недоохлаждение воздуха в холодильнике №2 Stn.o2 °C 26 28 29 23 28

120. Эффект охлаждение (КПД) холодильника №1 MVol 1h1~1bc2/1h1"1w 0,67 0,67 0,67 0,71 0,66

121. Эффект охлаждение (КПД) холодильника №2 Vn.02 th2-tbc3/th2-tw 0,75 0,74 0,75 0,79 0,73

122. Замеры режимов работы турбокомпрессора К-250-61-1п/п Наименование величин Обозначение Размерность Режим работы (давление в сети) 1 2 3 летний зимний1 2 3 4 5 6 7 8 9

123. Дата проведения замеров - 16.04.00 16.04.00 16.04.00 7.08.00 02.03.00

124. Степень открытия дроссельной заслонки Ч> % 100 100 100 100 100

125. Барометрическое давление атмосферного воздуха В мм. рт. ст. 750 750 750 749 752

126. Относительная влажность атмосферного воздуха ф % 67 67 67 67 71

127. Температура атмосферного воздуха ta °c 13 13 13 22 -8

128. Температура воздуха во всасывающем патрубке tBcl °c 15 15 15 24 -5

129. Температура воздуха после первой группы колес tHl °c 97 99 101 100 96

130. Температура воздуха после первого воздухоохладителя tBc2 °C 40 41 42 43 39

131. Температура воздуха после второй группы колес t„2 °C 117 120 127 130 115

132. Температура воздуха после второго воздухоохладителя tec3 °C 40 41 42 43 38

133. Температура воздуха после третьей группы колес t„3 °c 96 99 102 104 95

134. Давление воздуха после первой группы колес P„i ати 2,1 2,2 2,3 2,2 2,2

135. Давление воздуха после первого воздухоохладителя Рвс2 ати 2,0 2,1 2,2 2,1 2,11 2 3 4 5 6 7 8 9

136. Давление воздуха после второй группы колес Р„2 ати 4Д 4,5 4,8 4,6 4,5

137. Давление воздуха после второго воздухоохладителя РвсЗ ати 4,0 4,4 4,7 4,5 4,4

138. Давление воздуха после третьей группы колес РнЗ ати 6,0 7,0 8,0 7,0 7,000

139. Характеристика тракта всасывания турбокомпрессора К-250-61-1ti =24 °С t2 =43 °С t3 =43 °С

140. Летний t„,= 100 °С tji2= 130 °с t„3= 104 °С

141. U =20 °С tB =20 °С tB =20 °СtBi= 29 °С tB2= 29 °С tB3 = 29 °Сt, =-5 °С t2 =39 °С t3 =38 °С

142. Зимний t„i= 96 °С tH2= 115 °С t„3= 95 °СtB = 10 °С tB = 10 °с tB = 10 °сtBi= 20 °С t„2= 20 °С tB3 = 20 °С

143. Регулирование угла входа потока лопатками направляющего аппаратаа,=110° а,=100° а,=90° а,=80° а 1=70° а,=60°

144. W, м/с 190,88 178,81 165,56 151,14 135,59 119,28р. 32 34 37 42 47 571. Pi 5 3 0 -5 -10 -20

145. Aw, м/с 28,61 23,93 0 -23,93 -47,59 -94,09

146. Ар, Па 485 340 0 340 1342 52461. Cti 2 0,5 0 -0,5 -2 -4сс2 29 27,5 27 26,5 25 231., Дж/кг 5024-Ю4 4869-Ю4 4662-Ю4 4449-Ю4 4289-Ю4 4154-Ю4

147. V, м3/мин 294,32 257,49 246,68 237,65 203,66 164,000,561 0,612 0,616 0,609 0,548 0,467