К выбору температуры точки росы под давлением необходимо подходить очень тщательно. Чем ниже необходимая температура точки росы, тем больше энергии требуется для ее достижения. Эта энергия в основном определяет стоимость осушки и дальнейшие эксплуатационные расходы. Для большинства технологических процессов и пневмооборудования более чем достаточно температуры точки росы +3 °С. Если же иметь в виду протяженные неизолированные магистральные воздухопроводы, то для них предпочтительнее более низкие значения температуры точки росы -20...-25 °С и ниже. Иначе резко возрастает вероятность коррозии в воздухопроводах при низких температурах окружающего воздуха.
1.3. Термический способ осушки
Термический способ основываются на охлаждении воздуха до требуемой точки росы.
Принципиально возможны два способа охлаждения – поверхностный и контактный. В первом случае соприкасается с охлажденной твердой поверхностью и влага конденсируется. Во втором случае – в смесительном теплообменном аппарате в поток влажного воздуха впрыскивается холодная вода. Поверхности холодных капелек воды являются конденсатором и поглотителем влаги из воздуха. Второй способ возможен только в диапазоне температур не ниже 3…5 °С и является неэффективным по достигаемой степени осушки.
Метод охлаждения в поверхностных теплообменных аппаратах (вымораживание) производится в холодильных осушителях, иногда называемые рефрижераторными осушителями. Эти осушители и по принципу действия, и по устройству, и даже по внешнему виду близки к обычным холодильникам шкафной конструкции. Принцип действия основан на переносе тепла от сжатого воздуха к хладагенту.
15
Основным элементом рефрижераторных осушителей является комбинированный теплообменник, состоящий из двух секций: вначале поступающий горячий воздух охлаждается выходящим холодным воздухом, а затем отдает тепло хладагенту, циркулирующему по холодильному циклу. В сепараторе происходят отделение и сброс конденсата. Сброс конденсата производится автоматически.
Осушитель оснащен системой управления, которая позволяет установить и автоматически поддерживать точку росы независимо от колебаний расхода воздуха и его давления. В случае остановки компрессора, нагнетающего воздух, осушитель автоматически отключается. Установки надежны, имеют повышенный срок службы и меньшие эксплуатационные расходы в сравнении с адсорберами.
Всвязи с низкой интенсивностью теплообмена между хладагентом и СВ в таких аппаратах осуществляют неглубокую осушку до точки росы не ниже +3 °С, т. е применен в основном для внутрицеховых систем, внутри помещений.
Внастоящее время ведутся разработки холодильных устройств, работающих на вихревом эффекте (эффект РанкаХильша), в которых хладагентом является часть отбираемого СВ.
1.4.Мембранные осушители
Впоследние годы в промышленности все более широко применяется мембранная технология осушки. Технология основана на использовании так называемого «молекулярного сита», принцип действия которого заключается в селективном отделении молекул водяного пара от потока воздуха. Мембраны выполняются из специальных полимерных материалов в виде полых волокон (трубок) с проницаемыми стенками. При прохождении воздуха через капиллярные трубки молекулы воды из-за разности парциальных давлений диффундируют
16
сквозь стенки в межволоконные полости, далее коагулируют в капли воды и под действием силы тяжести удаляются из модуля. Такие осушители позволяют получить снижение температуры точки росы на величину от 20° до -55°С. Однако при глубокой осушке до точки росы - 40°С и более необходим дополнительный расход осушенного воздуха в количестве 10-15 % для создания противотока в межмембранном пространстве, т. е. энергопотребление повышается.
Мембранные осушители имеют ряд существенных преимуществ:
-компактность;
-отсутствие движущихся частей;
-экологическая чистота;
-нет выделения влаги в процессе осушки.
Стандартная комплектация мембранного осушителя включает, как правило, два магистральных фильтра на входе. Это конструктивное решение получило широкое распространение для мобильных установок и для тех случаев, когда необходимо обеспечить компактность. Осушители мембранного типа CD «Atlas Сорсо» имеют производительность от 0,18 до 2,7 м3/мин на рабочее давление до 1,4 МПа.
17
2.НАГРУЗКИ НА КОМПРЕССОРНУЮ СТАНЦИЮ
ИМЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА
2.1.Общие понятия
Нагрузкой на компрессорную станцию Q, м3/с, называется количество воздуха, необходимое потребителям (с учетом потерь):
|
Q QÏ |
q, |
|
(1) |
где |
QП - количество |
воздуха, полезно |
расходуе- |
|
мое пневмоприемниками в единицу времени, |
м3/с; |
|
||
q - |
количественные потери воздуха |
при |
выработке, |
|
транспортировке и потреблении сжатого воздуха в соединениях трубопроводов с арматурой, в гибких шлангах, а также из-за утечек при продувках сосудов и у неработающих пневмоприемников, м3/с.
В идеальном случае нагрузка должна точно соответствовать суммарной выработке СВ на КС, т.е.
Q QK , |
(2) |
где QK - суммарная выработка сжатого воздуха уста-
новленными компрессорами, м3/с.
В связи с колебаниями потребления воздуха нагрузка на компрессорную станцию может быть:
-неполной Q QK ;
-средней 0,5QK Q 0,75QK ;
-максимальной.
18
Максимальную нагрузку на компрессорную станцию условно разделяют на максимальную длительную и максимальную возможную нагрузку:
-QK Q 0,75QK - максимальная длительная нагрузка;
-Q QK - максимальная возможная нагрузка.
Максимальная длительная нагрузка длится 20-30 ми-
нут и покрывается на 75-90 % всеми работающими компрессорами, за исключением находящихся в резерве или в плановопредупредительном ремонте. Для покрытия максимальной возможной нагрузки включают в работу все, даже резервные компрессорные агрегаты.
Средняя, максимальная длительная и максимальная возможная нагрузки па компрессорную станцию позволяют определить:
-установленную, рабочую и резервную производительности компрессорной станции;
-расходы электрической или другого вида энергии для получения сжатого воздуха, воды и вспомогательных материалов при производстве сжатого воздуха;
-диаметры внутрицеховых и межцеховых трубопроводов сжатого воздуха;
-стоимость выработки 1 м3 сжатого воздуха.
2.2.Определение нагрузок на компрессорную станцию
Определение нагрузки на компрессорную станцию мо-
жет производиться по укрупненным показателям или расчетным методами.
Метод укрупненных показателей основан на приме-
нении средних норм удельных расходов сжатого воздуха на единицу продукции или на каждую из операций обслуживае-
19