Оптимизация обеспечения системы сжатым воздухом ГДУПР №1 рудника «Каракутан» Выпускная квалификационная научная работа (стр. 5 )

где b = 0,4 м3/мин — нормативная величина утечек в присоеди­нительных элементах при давлении сжатого воздуха 5 бар.

Расчетная производительность компрессорной станции

Qкс= Qп + Qус+ Qуп = 35 + 4,5 + 2,8 = 42,3 м3/мин.

Расчет путевых расходов сжатого воздуха

Расчет путевого расхода сжатого воздуха на периферий­ных участках пневматической сети производится по формуле

Qi-j=+

ТН = 7*0,8*1,05*1,0 = 5,88

МП = 19,5*0,25*1,10*0,4 = 2,15

ПФ = 3,9*1,0*1,15*0,65 = 2,92

Q2-4 = += 1*5,88 + 1*2,92 + 0,003*400 + 0,4*2 = 10,8 м3/мин.

Q7-9 = += 1*2,15 + 1*2,92 + 0,003*100 + 0,4*2 = 6,2 м3/мин.

Q7-12 = += 1*2,15 + 2*2,92 + 0,003*150 + 0,4*3 = 9,6 м3/мин.

Путевой расход сжатого воздуха на участках магист­рального трубопровода определяется следующим образом:

Qi-j=+

где Qi-j — путевые расходы присоединяемых периферических участков пневматической сети.

м3/мин.

Q1-2=+= 10,8 + 0,003*600 = 12,6 м3/мин.

Q1-7=+= 6,2 + 9,6 + 0,003*250 = 16,6 м3/мин.

Результаты расчета приведены в таблице 5.

Таблица 5.

Обозначение участка сети,  i-j	Потребление сжатого воздуха в конечном пункте участка или перечень потребителей, подключенных к конечному пункту	Длина участка Li-j, м	Количество потребителей ni-j	Путевой расход воздуха Qi-j  м3/мин
2-4 7-9 7-12 1-7 1-2 КС – 1	1тн + 1пф 1мп + 1пф 1мп + 2 пф Q7-9 + Q7-12 + a*L1-7 Q2-4 + a*L1-2 Q1-7 + Q1-2 +  a*Lкс-1	400 100 150 250 600 10	2 2 3 - - -	10,8 6,2 9,6 16.6 12,6 29,2

Таким образом, путевый расход сжатого воздуха составил 29,2 м3/мин.

Расчет потерь давления в пневматической сети

Среднее давление в воздухопроводах пневматической сети

где Рnmax = 5 бар — максимальное рабочее давление потребителей в соответствии с табл. 4;

= 1,5-2,0 бар — предварительно заданная максимальная потеря давления в воздухопроводах пневматической сети.

Нормативная удельная потеря давления

=  0,0002/0,0004 бар/м = 20/40 Па/м.

По заданным путевым расходам Qi-j (табл. 5), а также среднему давлению  = 6 бар и нормативному значению = 30 Па/м графически с использованием номограммы (рис. 14), определяются диаметры труб Qi-j и действительные удельные потери   на участках пневматической сети.

Полная потеря давления на участках пневматической
сети определяется по формуле

где 1,15 — коэффициент, учитывающий местные потери давле­ния на стыках труб и в пускорегулирующей и предохранитель­ной арматуре.

Рис. 14. Номограмма

Результаты расчетов потерь давления на участках пнев­матической сети представлены в таблице 6.

Таблица 6.

i-j	Qi-j, м3/мин	Di-j, мм	уд, Па/м	Li-j, м	, бар
2-4	10,8	75	75	400	0,345
7-9	6,2	50	120	100	0,138
7-12	9,6	75	50	150	0,086
1-7	16.6	75	105	250	0,302
1-2	12,6	75	90	600	0,621
КС -1	29,2	125	35	10	0,004

Расчетное давление компрессорной станции

Расчетное давление компрессорной станции по максимальному рабочему давлению потребителей (пункт потребления 4)

P==

5 + 0,004++0

Где рп. тах = 5 бар — максимальное рабочее давление потребителей в соответствии с таблице 1; — суммарные потери давления в воздухопроводах от компрессорной станции до по­требителя с максимальным рабочим давлением.

Расчетное давление компрессорной станции по наиболее протяженному участку пневматической сети.

Из расчетной схемы (рис. 12) видно, что наиболее протяженным участком пневматической сети также является пункт потребления 4.

Таким образом, в качестве можно принять давление  P = 5,97  бар.

Выбор оборудования компрессорной станции

Выбор компрессоров производится по расчетной производительности компрессорной станции QK = 42,3 м3/мин и расчетному давлению P = 5,97 бар. В данном примере в качестве варианта компрессорного оборудования пневматической установки, с учетом условий, что компрессор может работать круглосуточно, можно выбрать 2 рабочих и 1 резервный турбокомпрессоры марки 6ВВ 32/7, имеющие следующие технические характеристики:

- производительность – 32 м3/мин (т. е. 32*2=64 > 42,3 м3/мин).

- давление – 7 кгс/см2 = 6,86 бар > P = 5,97 бар.

Именно эти компрессорные установки введены в эксплуатацию в 2012 году в ГДУПР№1.

Таким образом, общее количество компрессоров

= 2 + 1 = 3.

Расчет и выбор воздухосборника

При количестве компрессоров Zк > 3 на каждую пару
компрессорных агрегатов предусматривают один общий возду­хосборник. Следовательно, необходимое количество воздухос­борников на компрессорной станции

Zв=Zк/2 = 3/2=1,5

Таким образом,  Zв = 2, учитывая, что Zраб = 2

Расчетная вместимость воздухосборника

= 14,7 м3.

Наиболее подходящим по расчетам является воздухосборник В-16 с вместимостью 16м3 со следующими техническими характеристиками: вместимость – 16м3; внутренний диаметр 2,0м; толщиной обечайки – 8мм; толщина днища – 10мм; масса воздухосборника – 2,8т.

Для улучшения работы схемы можно применить и воздухосборник  В-25 со следующими техническими характеристиками: вмести­мость — 25м3; внутренний диаметр — 2,0м; толщина обечайки — 9мм; толщина днища — 12мм; масса воздухосборника — 4,615т; рабочее давление – 8кгс/см2; избыточное давление – 11 кгс/см2.