На предприятиях черной металлургии для выработки сжатого воздуха затрачивается большое количество электроэнергии.
В частности на ОАО «Узметкомбинат» на производство сжатого воздуха расходуется 22 % электроэнергии от общего расхода. Производство оснащено несколькими воздушными компрессорами марки К-500–61–1. Эти компрессоры оснащены синхронными двухполюсными турбодвигателями трехфазного тока марки СТД-3150–23УХЛИ с мощностью 3150 кВт [2,3].
Данная стационарная компрессорная установка с центробежным шестиступенчатым компрессором с двумя ступенями промежуточного охлаждения предназначена для сжатия атмосферного воздуха и подачи его в сеть сжатого воздуха.
Воздух засасывается компрессором из атмосферы через всасывающий воздухопровод и, проходя через стационарный воздушный фильтр, очищается от механических примесей (пыль, сор и пр.). Компрессор снимает воздух и подает его в нагнетательный воздухопровод. В нагнетательномвоздухопроводе воздух последовательно проходит воздухоохладитель и поступает в сеть сжатого воздуха компрессорной станции.
Опыт эксплуатации компрессорных установок «Узметкомбината» показывает, что достаточно сильное влияние на потребляемую мощность и производительность компрессора оказывают климатические условия (температура, относительная влажность, барометрическое давление наружного воздуха). Среди всех режимных и эксплуатационных факторов, наиболее сильно влияет на производительность температура наружного воздуха, что связано с затратами электроэнергии на сжатие воздуха в компрессоре при изменении его плотности [3].
На комбинате в летний период работают четыре турбокомпрессора, а в осенне-зимний период - три компрессора. Это связано с изменением плотности воздуха. Плотность воздуха — это количество воздуха, содержащегося в 1 м3 объема.
Установлено, что 1 м3 воздуха при стандартных атмосферных условиях (барометрическое давление 760 мм. рт. ст., t=+150С) весит 1,225 кгс, следовательно, весовая плотность (удельный вес) 1 м3 объема воздуха в этом случае равна g=1,225 кгс/м3.
Весовая плотность воздуха (q) — это вес воздуха в объеме 1 м3, вычисляющийся следующим образом:
, кгс/м3,
где G — вес воздуха, кгс;
V — объем воздуха, м3.
Необходимо отметить, что в зимний период плотность воздуха при температуре 00С равна 1,29 кгс/м3, а в летний, при температуре +400С равна 1,13 кгс/м3. Это позволяет комбинату в осенне-зимний период работать тремя компрессорами, а в летний - четырьмя компрессорами. Это означает, что в осенне-зимний период плотность воздуха наибольшая, а в летний, в теплую погоду, наименьшая. В целях снижения расхода электроэнергии в летний период года, на комбинате внедрена система охлаждения воздуха на входе в компрессор, т. е. снижение температуры наружного воздуха забираемого компрессором из атмосферы. Внедрение системы увлажнения воздуха на входе в компрессор в теплый период года повышает эффективность работы компрессора [1].
Рис. Схема камеры увлажнения: 1 — поддон; 2 — установленный на поддоне корпус; 3- увлажнители центробежные; 4 — коллектор со стойками, соединёнными гибкими шлангами с трубками для подвода воды к увлажнителям,5 — каплеуловитель; 6 — ёмкость сбора воды (бак); 7 — устройство подпитки водопроводной воды; 8 — фильтр забора циркуляционной воды; 9 — циркуляционный насосом и его обвязка, уровнемер, узел перелива; 10 — слив в канализацию
Экспериментальные исследования, проведенные в лабораторных условиях, показывают, что система увлажнения воздуха позволяет снизить температуру наружного воздуха, что, в свою очередь, повышает плотность воздуха подаваемого в компрессор. Например, при постоянном давлении 760 мм. рт. ст. и температуре воздуха +300С при относительной влажности 40 %, увлажнение до 80 % дает снижение температуры до 22,50С, а с 20 % до 80 % позволяет снизить температуру до 180С.
Для этой цели комбинату рекомендовано установить на компрессорной станции устройство увлажнения воздуха на входе в компрессор.
Искусственное увлажнение воздуха оказывает значительное влияние на повышение производительности компрессора на 20 и более процентов.
Для увлажнения применяются специальные механические распылители воды, в которых жидкость поступает на вращающиеся диски, покрывая их тонким слоем, затем, срываясь с наружного края диска, она попадает в генератор аэрозольных частиц и в виде тумана смешивается с воздухом, проходящим через рециркуляционную установку. Такой способ увлажнения воздуха не требует предварительной подготовки воды, не засоряет форсунки, обеспечивает мелкий распыл воды и эффективное увлажнение воздуха водой [3].
В состав рециркуляционно-увлажнительной установки входят вентиляторная секция, секция увлажнения, секция воздухораспределения и система автоматического регулирования.
Таблица
Технические характеристики камер увлажнения воздуха
|
Тип, марка |
Наименование показателей |
|||||||
|
Номинальная производительность по воздуху, м3/ч |
Расход воды на подпитку не более, м3/ч |
Коэфф. орошения |
Степень увлажнение не менее, % |
Потребляемая мощность не более, кВт |
Размеры, мм |
|||
|
Длина |
Ширина |
Высота |
||||||
|
Роса-6 |
60 000 |
0,7 |
0,025 |
90 |
1 |
1900 |
2480 |
2480 |
Внедрение данной установки увлажнения воздуха на комбинате позволяет круглый год работать тремя воздушными компрессорами марки К-500. В настоящие время на комбинате в летный период работают четыре компрессора К-500, а в зимний период три компрессора.
Перевод одного компрессора в резерв позволит комбинату снизить удельный расход электроэнергии на выработку сжатого воздуха.
Таким образом, можно сделать заключение, что внедрение предлагаемой системы увлажнения позволит увеличить производительность компрессора и снизить удельный расход электроэнергии на выработку сжатого воздуха в летний период, когда плотность воздуха ниже нормы.
Литература:
1. Гофман Г. Б. Нормирование потребление энергии и энергетические балансы промышленных предприятий. М.: Энергия, 1966
2. Хошимов Ф. А., Аллаев К. Р. Энергосбережение на промыщленных предприятиях. Т.: «Фан», 2011
3. Хошимов Ф. А. Методические основы энергосбережения в промышленности. Ташкент, 2010
