АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ РЕКОНСТРУКЦИИ КОМПРЕС
СОРНОЙ УСТАНОВКИ К-5500-42-1 10
2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 12
3 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АНАЛОГОВ
КОМПРЕССОРА К-5500-42-1 14
4 ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОМПРЕССОРА К-5500-42-1 16
4.1 Описание компрессора К-5500-42-1 и его технических характеристик 16
4.2 Газодинамический расчет компрессора К-5500-42-1 18
4.2.1 I ступень компрессора 20
4.2.2 Промежуточный воздухоохладитель 22
4.2.3 II ступень компрессора 23
5 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЯ ВОТ-2000 34
5.1 Описание промежуточного воздухоохладителя ВОТ-2000 34
5.2 Тепловой расчет промежуточного воздухоохладителя ВОТ-2000 34
6 НАУЧНАЯ ЧАСТЬ 42
7 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМАХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И
ПОТРЕБЛЕНИЯ СЖАТОГО ВОЗДУХА 49
8 АВТОМАТИЗАЦИЯ КОМПРЕССОРА К-5500-42-1 51
9 ЭКОЛОГИЯ 54
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 57
10.1 Анализ опасных производственных факторов 57
10.2 Аварийные ситуации при эксплуатации компрессорного оборудования
и их причины 57
10.3 Способы и средства безопасной эксплуатации компрессорных установок 58
10.4 Пожаробезопасность 59
10.5 Электробезопасность 60
11 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 62
11.1 Технико-экономический расчет 62
11.1.1 Смета капитальных затрат 62
11.1.2 Смета текущих затрат до и после реконструкции 64
11.1.3 Расчет срока окупаемости 66
11.2 SWOT-анализ проекта 67
11.3 Планирование целей предприятия и проекта 69
11.3.1 Планирование целей проекта в дереве целей 69
11.3.2 Модель поля сил эффективности реализации проекта 70
11.3.3 Ленточный график Ганта для представления мероприятий
по реализации целей проекта, указанных в дереве целей 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 74
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Перечень контрольно-измерительных приборов 76
Компрессорные машины - важный вид продукции машиностроения. Их применяют для получения сжатого воздуха или газа с целью дальнейшего использования их энергии. Они применяются во многих отраслях народного хозяйства, таких как химической, нефтяной, газовой, в металлургии, геологии, строительстве и т.д. Свое применение компрессоры нашли в таких перспективных и развивающихся отраслях как космонавтика и робототехника. Основным рабочим органом любой холодильной установки так же будет являться компрессор.
От эффективности и надежности работы компрессора будут зависеть КПД и долговечность всего компрессорного комплекса и производства в целом.
На сегодняшний день в Росси и странах СНГ введены в эксплуатацию более 500 тысяч промышленных компрессоров, которые потребляют около 20% всей электроэнергии, производимой в стране, с учетом работы вентиляторов и насосов. В сфере производства и ремонта данного оборудования заняты свыше 1 млн. человека [18].
Применение компрессоров в промышленности связано с различными технологическими процессами на производстве, а также они используются для достижений различных целей.
Наибольшее распространение получили воздушные компрессоры. Они могут вырабатывать воздух до давления в 5 МПа, что широкого используется в промышленности, в частности, в таких ее отраслях как металлургия и энергетика.
На сегодня сжатый воздух является одним из основных аккумуляторов тепловой энергии, которая используется и расходуется для привода различного оборудования, механизмов и машин. Например, для привода пневматического инструмента в горно-добывающей и строительной отраслях. В некоторых случаях сжатый воздух применяют для привода грузоподъемных средств, расположенных на взрывоопасных производствах.
Сжатый воздух также используют для автоматизации процессов и работы некоторых приборов. В данном случае работа компрессора связана с получением энергоносителя. Примером использования компрессоров в данном ключе является применение сжатого воздуха в эжекторах для перемещения различных сред или создание разряжения в технологическом оборудовании.
Широкое распространение компрессорное оборудование нашло в металлургической отрасли. Здесь основным предназначением и функцией компрессора является нагнетание сжатого воздуха в конвертеры, доменные печи для обеспечения непрерывной работы и процесса горения в печах [27].
Сжатый воздух используют для транспортировки различных сыпучих сред, перемешивания материалов и других процессах.
Компрессоры составляют технологическую основу оборудования на химическом производстве, активно используются при добыче и транспортировке нефти, природного газа. В основном установки входят в состав большинства промышленных комплексов, где основной задачей установки является бесперебойное снабжение потребителя или объекта сжатым воздухом с необходимыми пара-метрами. Следовательно, отказ в компрессорной установке может привести к прекращению работ целого комплекса промышленного производства или большей его части, что приводит к колоссальным убыткам.
Также на сегодняшний день большая часть парка компрессионного оборудования в России является морально устаревшим и физически изношенным и потому требует ремонта, реконструкции или модернизации. Особенно остро данный вопрос стоит в крупно эксплуатируемом компрессорном оборудовании.
Исходя из этого, можно сказать, что вопросы повышения надежности, уровня эффективности и технического уровня компрессоров имеют одно из первостепенных значений в народном хозяйстве. В связи, с чем данная отрасль является основной и ведущей для исследований и деятельности различных проектноконструкторских центов, промышленных организаций, научно -
исследовательских центров.
1) В работе были рассчитаны газодинамические характеристики компрессора К-5500-42-1 для трех режимов его работы при температурах наружного воздуха -30,0,20 ОС.
В результате расчета получены значения политропного КПД компрессора и потребляемая им мощность в зависимости от режима работы. Построены графики газодинамических характеристик. В результате расчета получены следующие значения:
- При -30С: п = 0,72; N= 16,2 кВт;
- При 0ОС: п= 0,87; N = 14,8 кВт;
- При 20С: п= 0,89; N = 15,8кВт.
2) Произведён тепловой расчет промежуточного воздухоохладителя для трех режимов работы компрессора. Для каждого случая посчитан коэффициент теплопередачи. В результате расчета получены следующие значения:
- При -30С: к = 62 Вт/м2-°С;
- При 0ОС: к = 102 Вт/м2-°С;
- При 20ОС: к = 87 Вт/м2-°С.
3) Для повышения эффективности работы компрессора К-5500-42-1 рассмотрен вариант реконструкции за счет замены промежуточного воздухоохладителя. Интенсифицировать процессы теплообмена в воздухоохладителе предложено за счет применения оребрения. Произведён расчет воздухоохладителя с оребренными пучками и получены следующие значения коэффициента теплоотдачи:
- При -30ОС: к = 109 Вт/м2-°С;
- При 0ОС: к = 129 Вт/м2-°С;
- При 20ОС: к = 154 Вт/м2-°С.
На сновании полученных данных произведено сравнение с значениями коэффициентом теплоотдачи гладкотрубных пучков и построен сравнительный график. Сделан вывод об эффективности применения оребрения.
4) Для обеспечения экологической безопасности рассмотрен вопрос очистки воздуха перед поступлением в компрессорные установки ;
7) Приведено описание схемы автоматического контроля и защит основных параметров компрессора;
8) В экономической части рассмотрена экономическая эффективность реконструкции, произведён расчёт себестоимости 1м3 сжатого воздуха, а также рассчитан срок окупаемости. Себестоимость 1 м3 сжатого воздуха при работе на реконструированной установке составляет 48,24 руб. Срок окупаемости проекта по реконструкции составил 317 дней.
