Как рассчитать производительность компрессора - СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
Ecom-climate.ru

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как рассчитать производительность компрессора

Как правильно определить производительность компрессора? Расчет производительности компрессора

Главное, что следует помнить при определении производительности, это то, что производительность всегда определяется не в кубах уже сжатого воздуха, а в кубах воздуха приведенного к условиям всасывания компрессора.

Главное что следует помнить при определении производительности компрессора винтового это тот факт, что производительность всегда определяется не в кубах уже сжатого воздуха, а в кубах воздуха приведенного к условиям всасывания компрессора.

Другими словами – говорим производительность компрессора при давлении 7 бар 10 м3/мин – а подразумеваем, что подавая в трубопровод сжатый воздух с избыточным давлением 7 бар компрессор возвращает в атмосферу воздух из трубопровода с атмосферным же давлением в объеме 10 м3 за одну минуту.

Или еще проще- компрессор всасывает из атмосферы 10 м3 в минуту, хотя именно это утверждение не совсем верно, поскольку в процессе сжатия часть воздуха все-таки уходит в «потери».

Именно по этой причине современные стандарты требуют от изготовителей компрессоров указывать значение производительности на выходном вентиле компрессора приведенное к условиям всасывания.

Каковы эти условия? Обычные условия (FAD в европейском варианте) это +20°С 1 бар атмосферного давления и 0% относительной влажности. Существуют так же Нормальные условия, отличие в том, что производительность приводится к температуре 0°С. При кажущейся незначительности нормальные кубы существенно отличаются от условий при 20°С.

При определении потребного объема сжатого воздуха на новое производство проектный отдел должен тщательно суммировать характеристики потребления отдельными технологическими линиями, учесть коэффициент одновременности работы, определить коэффициент «запаса», добавить возможные утечки.

После чего можно получить приблизительное оценочное значение потребности. Разумеется, точность такого подсчета напрямую зависит от опыта и квалификации специалиста осуществляющего расчет. Однако при несложных системах расчет можно выполнить и самостоятельно.

Для этого нужно собрать все паспортные значения расходов сжатого воздуха. Стандартный запас – 18%. Проектное значение непроизводственных утечек – 10%.

Коэффициенты одновременного срабатывания пневмоустройств могут, конечно, существенно отличаться, но редко превышают 80%. Итак, FAD = (Сумма расходов)*1,18*1,1*0,8.

Если требуется определить расход исходя из скорости наполнения пневмоцилиндров, то в первом приближении можно воспользоваться простым уравнением P1*V1/T1 = P2*V2/T2

Где P1 – атмосферное давление в бар.

V1 – искомый приведенный объем в литрах

T1 – температура окружающего воздуха в Кельвинах (20°С + 273°С)

P2 – абсолютное рабочее давление в бар (1+7).

V2 –объем пневмоцилиндра в литрах

T2 – температура сжатого воздуха в Кельвинах (35°С + 273°С)

При замене существующего парка компрессоров задача на первый взгляд оказывается более простой. Как правило, на производстве уже имеется статистика потребления сжатого воздуха, на основании которой рассчитываются экономические параметры.

Однако отталкиваться от этих цифр означало бы полностью исключить положительное влияние от возможной модернизации системы. Правильнее всего было бы произвести предварительный аудит системы.

По результатам такого аудита можно увидеть непроизводственные утечки, определить реальное количество потребляемого воздуха, выявить график потребления. На основании такой детальной информации можно с большой точностью спроектировать новую или модернизировать старую пневмомагистраль и осуществлять подбор оборудования.

Имея на руках графики изменения расходов и давления по подразделениям, всегда имеется возможность точно рассчитать, какая из систем снабжения наиболее выгодна для предприятия. Мы можем предложить услугу пневмоаудита для вас. Условия проведения вы найдете здесь.

Как правильно подобрать и рассчитать производительность компрессора для покраски

  • Влияние давления устройства для подачи сжатого воздуха на его работоспособность
  • Особенности расчёта основного параметра пневмокомпрессора для нагнетания воздуха
  • Полезное видео

Один из главных параметров при выборе пневмокраскопультов для покраски автомобиля – производительность компрессора. В соответствии с ГОСТом – это количество воздуха, выходящее из устройства, пересчитанное на физические условия: температура + 20 °С, величина давления 1 бар.

По ГОСТу реальные характеристики аппарата могут отличаться от паспортных величин на 5%.

Приобретая агрегат, подающий сжатый воздух на пневмокраскопульт, важно знать, что зарубежные производители указывают в паспортах производительность агрегата на входе, то есть объём всасываемого воздуха, измеряемый в литрах в минуту. Следует помнить, что потери на выходе могут составлять до 35%.

Влияние давления устройства для подачи сжатого воздуха на его работоспособность

Формула качественной покраски автомобиля – правильно подобранный агрегат, подающий сжатые газы на пневмокраскопульт. Краскораспылители могут иметь различные технологии распыления. Этот момент следует обязательно учитывать при покупке аппарата для нагнетания воздуха.

Если компрессор для покраски автомобиля купить без учета всех необходимых параметров, то с большой долей вероятности возникнут колебания давления, от чего снизится качество окрашивания авто. При подборе оборудования требуется также учитывать рабочее давление.

Информация! У разных систем пневмопультов разные требования относительно этого показателя.

Если потребление газа окрасочным инструментом требуется больше, чем производительность компрессора, то в процессе эксплуатации будет происходить падение давления в ресивере. В результате работать таким краскораспылителем можно будет не больше пары минут, после чего прекращать работу в ожидании, пока компрессор не накачает требуемый объём газа.

Подбирая компрессор для покраски автомобиля, надо помнить, что все они имеют систему авторегулирования давления, настроенную так, что она обеспечивает допуск – 2 бар от максимальной величины.

Читать еще:  Выбираем перфоратор для домашнего или профессионального использования

К примеру, при эксплуатации компрессора имеющего Pmax=6 бар, значение давления на выходе может колебаться от 6 до 8 бар.

Чем выше максимальное значение P, которое может обеспечить аппарат, тем больше воздуха он может загрузить в ресивер, и тем больше времени последнему понадобится, чтобы опуститься до минимально допустимого давления. И в это время устройство будет отдыхать.

Особенности расчёта основного параметра пневмокомпрессора для нагнетания воздуха

Расчет производительности компрессора производится в объёмных, а не в массовых долях. Это часто создаёт путаницу при проведении расчётов основного параметра оборудования для покраски автомобиля.

Если вы решили остановить свой выбор на импортном устройстве, помните, что в каталогах фирм-производителей величиной А (производительность) обозначается максимальное всасывание воздуха на входе.

Эта величина не показывает, какой объём сжатого воздуха будет поступать на краскопульт для покраски автомобиля. Производительность по всасыванию определяется объёмом воздуха, который наполнит ресивер за единицу времени (литров в минуту). Собираясь купить компрессор для покраски авто впервые, следует ориентироваться на требуемое значение потребления воздуха пневмокраскопультом.

Важно! Аппарат должен работать в кратковременно-повторном режиме.

Если он производит такое же количество сжатого газа, что и потребляет, то режим функционирования будет беспрерывным, и агрегат станет перегреваться.

Это приведёт к быстрому выходу из строя двигателя. Реальную потребность в воздухе для самого распространённого вида компрессора – поршневого – можно посчитать по формуле:

N = (Pmax–Pmin)xV/t, где

Pmax – давление, требуемое для включения агрегата;

Pmin – давление, при котором агрегат выключается

V – объём ресивера;

t – время (мин.) в течение которого P в ресивере упадёт с максимального значения до минимального.

Чтобы определить производительность импортного компрессора для покраски автомобиля, производительность, указанную в паспорте, надо разделить на коэффициент b. Его величина зависит от давления в таких пропорциях:

  • для 6 – 4 атм b=1,4;
  • для 6 – 8 атм b=1,5;
  • для 8 – 10 атм b=1,6.

Зависимость производительности агрегата от давления не прямо пропорциональна, и её нельзя увеличить в разы, снизив давление.

Многие умельцы, чтобы увеличить производительность нагнетательных устройств, увеличивают шкив на двигателе на 30-35 %. Производительность аппарата становится больше, но при этом нагревается головка.

Полезное! Таким образом, чтобы не привести двигатель к быстрой поломке, лучше выполнить простые расчёты и приобрести компрессор с необходимой производительностью.

Полезное видео

Посмотрите сравнительный тест на производительность компрессоров:

Расчет необходимого объема ресивера для компрессора

Пресс-центр

Ресиверы (от анг. receive — получать) – металлические емкости для сбора воздуха. Основное назначение – компенсировать разницу между расходом воздуха, поступающим от компрессора в пневмосистему, и расходом воздуха, выбираемым из системы потребителями. Набор ресивером воздуха сопровождается повышением давления, сброс — снижением. И чем больше объем емкости, тем, при прочих равных условиях, меньше скачки давления. Скачки давления в пневмосистеме снижают её энергоэффективность и к тому же не слишком благоприятны для некоторых потребителей воздуха, поэтому чем больше объем ресивера в системе, тем лучше. До сего момента такой метод сглаживания расходов воздуха в пневмомагистрали является самым распространенным.

Ресиверы для компрессора с большими объемами часто в силу традиции называют воздухосборниками. Также воздухосборниками или пневмоаккумуляторами могут называть емкости, основное назначение которых запасти воздух или газ. Иногда воздухосборником называют емкость в системе отопления, в которой воздушные пузыри отделяются от потока теплоносителя. В этом разделе мы рассмотрим наиболее распространенное применение ресиверов-воздухосборников для сглаживания пульсаций в пневмосетях.

Объем ресивера подбирается по формуле:

VR — объем воздушного ресивера [м³]
V´ — эффективная производительность компрессора [м³/мин]
LB — расход сжатого воздуха [м³/мин]
Al — число допустимых циклов вкл/выкл двигателя [ч-1];
pmax — давление выключения (разгрузки) компрессора [бар]
pmin — давление включения (нагрузки) компрессора [бар]

Упрощенно для поршневого и винтового компрессора формула выглядит следующим образом:

Важно не допустить перегрузки компрессора
и сократить кол-во пусков двигателя

Важно сократить кол-во переключений
с одного режима на другой

Если постоянно задействован компрессор с частотным приводом, то размер ресивера можно уменьшить в 2-3 раза.

По существующему на данный момент (2015 г.) законодательству, воздухосборники с произведением рабочего давления на объем более 10 атм*м 3 подлежат регистрации в территориальных надзорных органах. Поэтому наиболее характерный «еще безнадзорный» ресивер имеет объем 900 литров, а объемы «надзорных» воздухосборников соответствуют рядам нормальных чисел — 1, 1,6; 2; 3,2; 4; 6,3 и до 50 м 3 и выше.

Ресиверы на 2000, 900 и 500 л.
Емкость на 2000 л требует регистрации в Гостехнадзоре

Большинство ресиверов называются «вертикальными», т.к. монтируются вертикально. Есть так же горизонтальные емкости небольшого объема, на большей части которых монтируется компрессоры и осушители.

Большинство ресиверов устанавливается в отапливаемых помещениях, и поэтому обычно делаются из стали Ст3пс. С целью экономии места емкости для сбора сжатого воздуха иногда монтируют снаружи помещения, поэтому их необходимо делать из стали 09Г2С. Такие устройства можно эксплуатировать до температуры -60°С.

Читать еще:  Свежий воздух в доме с ионизатором Супер Плюс Турбо

Компрессорная с ресиверами, не требующими
регистрации в Гостехнадзоре

Ресивер на 8 м3/мин, требующий регистрации
в Гостехнадзоре. Установлен снаружи здания

Так как в емкости почти всегда скапливается конденсат, периодически требуется его слив. Подробнее об этом написано . Из-за внутренней коррозии для ресиверов необходимо соблюдать сроки испытаний и предельный срок эксплуатации. С целью снижения коррозии некоторые ресиверы покрываются изнутри специальными составами, в первую очередь «холодным цинком». Впрочем, скорость коррозии это снижает крайне незначительно. Более эффективным способом защиты от коррозии является наличие в воздухе следов масла, унесенного из маслосмазываемого компрессора. По этой же причине винтовые безмасляные компрессоры должны работать на сеть с ресиверами из нержавеющей стали. Впрочем, у заказчиков, покупающих безмасляные компрессоры – это в первую очередь предприятия фармацевтической и пищевой промышленностей – покупка воздухосборника, а также труб и арматуры из нержавеющей стали – само собой разумеющееся требование.

Ресиверы выпускаются под давление пневмосети. Так, в большинстве случаев рабочим давлением является 10 или 16 атмосфер. Существуют также стандартные ресиверы с рабочим давлением 40 атм для компрессоров выдува ПЭТ. Также всегда можно заказать ресивер нестандартного давления и исполнения. При производстве ресиверов используются операции сварки, дробеструйной обработки, покраски, сушки, тестовых испытаний.

Операции покраски и сушки на примере производства ресиверов SICC, Италия

Ресиверы для воздуха до 1000 л

Воздушные ресиверы выпускаются чаще в вертикальном (РВ) и реже в горизонтальном (РГ) исполнении. Вертикальные варианты исполнения получили широкое распространение благодаря минимальной занимаемой площади. Такой воздухосборник можно легко встроить в существующую пневматическую сеть подачи сжатого воздуха в удобном месте после компрессора.

Вертикальный РВ-110/10
Бежецкого завода АСО

Горизонтальный РГ-430/10
Бежецкого завода АСО

Воздушный ресивер подсоединяется к компрессору и пневмомагистрали посредством металлических или пластиковых труб или с помощью гибкой подводки. Рабочие давления стандартных ресиверов, как правило, 10 атм. Реже 16, 25 и более атм. Температура эксплуатации до -20°С. В специальном исполнении до -60°С.

В стандартный комплект поставки входит предохранительный клапан, манометр и пробка сливная для удаления конденсата. Ресиверы сжатого воздуха также могут быть оснащены дополнительными опциями, такими как устройства для слива конденсата электронного или механического типа, соединительными патрубками, виброопорами и т.д.

Клапаны для слива конденсата

Электронный клапан
слива конденсата
(без потерь)

Клапан слива конденсата
поплавкового типа

Клапан слива
конденсата по таймеру

Расчет производительности компрессора

Считаем, что мощность на валу ЦБК равна располагаемой мощности ГТУ

Ne = N? acn = 15,069 МВт.

С учетом требования к концевым уплотнениям и подшипникам, принимаем механический КПД г/Л1ех = 0,98.

Тогда внутренняя мощность процесса сжатия в проточной части компрессора

N, = N e ? =15,069 • 0,98 =14,767 МВт.

Задаемся предварительно величиной политропного КПД проточной части ЦБК = 0,82.

Число политропы сжатия ст =—-= г]п -—- = 0,82 —-—- = 3,467.

п -1 к -1 1,3-1

Объемная производительность ЦБК по условиям всасывания

z. 60/V, 60-14,767 з ч

а = W —1)(?— -1) = 4,967.1,37(1,3 — -1) = 340,1 М /МИН (5,668 М /С) —

Коммерческая производительность ЦБК (при 101325 Па и 293 К)

Qg = 0,00144 • QHpH I рст = 0,00144 • 340,1 • 38,01 /0,6899 = 26,981, млн м 3 /сут.

Массовая производительность компрессора

G = рн • QH = 38,01 • 5,668 = 215,5 кг/с.

После расчета всех необходимых исходных данных и начальных условий можно приступить к выбору схемы компрессора и предварительному расчету его основных параметров.

Выбор схемы компрессора и определение основных параметров ступеней

Анализ исходных данных для проектирования и обзор существующих аналогов компрессоров природного газа позволяет определиться с газодинамической схемой машины. Большинство газовых компрессоров на отношение давлений 1,44-1,5 выполняется двухступенчатыми с последовательным расположением РК на одном валу. Прототипом может служить сменная проточная часть (СПЧ) нагнетателя 370-18-2, выполненная на отношение давлений ек = 1,45 в двухступенчатом исполнении (СПЧ-1,45/76) и размещенная в базовом корпусе одноступенчатого нагнетателя 370-18-2.

Вариантные расчеты по выбору основных параметров ступеней компрессора

Для выбора наиболее рационального варианта газодинамического проекта проточной части выполним серию вариантных расчетов основных параметров ступеней. Ограничимся рассмотрением трех вариантов ступеней, отличающихся углами Д? (22,5°, 45°, 73°) и соответственно этим углам — коэффициентами расхода = Чпк

Округляем X’

Для 1 -й ступени ^2-[1+Оу/Х’2(^-1)Г Ч Для 2-й ступени

Т —Т -к 1(7-1 1 2

Задаемся для сварных РК

/-1 + Pnp + Pmp

Заданные в п. 9 табл. 3.4 относительные потери на протечки и дисковое трение скорректированы по итогам расчета (1+Др+Др) в п. 42 табл. 3.4, т. е. найдены методом последовательных приближений.

Как видно из полученных результатов, каждый из представленных вариантов может быть принят за основу для выполнения газодинамического проекта компрессора. В варианте I получилась трехступенчатая машина, при этом требуемая частота вращения ротора ниже номинальной частоты вращения приводного газотурбинного двигателя, а относительная ширина РК 1-й ступени близка к верхнему рекомендуемому пределу. Для варианта III (одноступенчатый нагнетатель) требуемое число оборотов значительно выше заданного значения 5300 об/мин, поэтому, чтобы не выполнять мультипликаторную передачу, РК получается «узким» (/>2^2 = 0,02) с диаметром более 1 м. Числа Маха Мщ. и в этом варианте имеют высокие значения, что приводит к потерям энергии и снижению КПД.

Читать еще:  Какой проектор купить для дома

За наиболее приемлемый вариант выбираем вариант II с л2 = 45°, так как в этом случае ширина РК 1 -й ступени и диаметры имеют приемлемые значения. С учетом того, что проточную часть предполагается разместить в корпусе одноступенчатого нагнетателя 370-18-2, что лимитирует осевые и радиальные габариты ступеней, этот вариант является оптимальным.

Подробный расчет выбранного варианта исполнения ступеней проектируемого компрессора приводим в табл. 3.5. Конструкции рабочих колес приняты закрытого типа с покрывающим диском, который крепится к лопаткам рабочего диска с помощью ручной электродуговой сварки. Лопатки фрезеруются в теле рабочего диска. Толщина лопаток такой конструкции может быть принята = 0,010 м. Лабиринтные уплотнения на покрывающем диске принимаются ступенчатыми в соответствии с рис. 1.7, в, при этом коэффициент расхода в уплотнительном узле задается д, = 0,7.

Расчет основных параметров компрессора для выбранного варианта

Расчет и измерение потребности в воздухе

Share via
Share via
  • LinkedIn
  • Facebook
  • Twitter
  • Messenger
  • WhatsApp
  • Mail

Номинальная потребность в сжатом воздухе зависит от отдельных потребителей. Это значение рассчитывается как сумма расхода воздуха для всех подключенных к системе инструментов, станков и технологического оборудования; коэффициент их использования определяется эмпирически. Кроме того, необходимо учитывать наличие утечек, износа и изменение потребности в воздухе в будущем.

Как рассчитать потребность в сжатом воздухе?

Проще всего оценить текущую и будущую потребность в сжатом воздухе по потреблению воздуха подключенным оборудованием и коэффициенту использования. Для проведения расчета таким способом требуется перечень оборудования, соответствующие данные о потреблении воздуха и ожидаемые коэффициенты использования. Если данные о расходе воздуха или коэффициенты использования отсутствуют, можно воспользоваться стандартными значениями. В ряде случаев оценка коэффициента использования оборудования вызывает затруднения, поэтому расчетные значения рекомендуется сравнить с измеренным потреблением воздуха в аналогичных условиях применения. Например, крупные потребители сжатого воздуха, такие, как шлифовальные и пескоструйные машины, зачастую непрерывно работают в течение длительного времени (3–10 минут), хотя общий коэффициент использования у них невысокий. Такой режим работы нельзя назвать прерывистым; для расчета общего расхода воздуха необходимо установить, сколько машин будет работать одновременно. Производительность компрессора в основном определяется общей номинальной потребностью в сжатом воздухе. Расход газа свободного выпуска компрессора должен полностью покрывать эту потребность. Расчетная резервная производительность в первую очередь зависит от стоимости производственных потерь в случае отказа системы сжатого воздуха. Количество компрессоров и соотношение их мощности в основном зависят от необходимой степени гибкости, системы управления и энергетической эффективности. Систему с одним воздушным компрессором (из-за ограничений по затратам) можно подготовить к быстрому подключению передвижного компрессора в рамках обслуживания. В качестве экономичного резервного источника можно использовать старый компрессор.

Как измерить потребность в воздухе?

Текущий анализ предоставляет основные данные о потребности в сжатом воздухе и формирует основу для оценки оптимального объема производимого сжатого воздуха. Большинство промышленных компаний постоянно развивается, а значит, потребность в сжатом воздухе тоже меняется. Поэтому система подачи сжатого воздуха должна проектироваться с учетом текущих условий, а также с возможностью дальнейшего расширения в будущем.

Текущий анализ подразумевает измерение рабочих показателей, в дополнение к которому можно выполнить проверку существующей установки сжатого воздуха в течение определенного периода времени. Данные для анализа собираются в течение хотя бы одной рабочей недели, а период измерения выбирается таким образом, чтобы можно было получить представление о типичном режиме работы и собрать соответствующие данные. Данные за предыдущие периоды также позволяют смоделировать различные режимы и изменения в работе компрессоров и оценить их влияние на общую экономическую эффективность установки. Общая оценка работы компрессора учитывает и такие факторы, как время под нагрузкой и время работы без нагрузки. Они обеспечивают основу для оценки коэффициента нагрузки и потребности в сжатом воздухе с распределением по часам или дням рабочей недели. Поэтому для определения коэффициента нагрузки нельзя просто снять показания счетчика рабочего времени компрессора.

Текущий анализ также позволяет оценить возможности по рекуперации энергии. Зачастую возможна рекуперация более 90% затраченной энергии. Кроме того, анализ помогает выбрать рабочие параметры и режим работы установки. Например, в ряде случаев можно временно понизить рабочее давление и изменить систему управления, чтобы повысить эффективность использования компрессоров при изменениях в процессе производства. Помните также о большой важности проверок на утечки. Если ночью и на выходных потребление сжатого воздуха заметно снижается, разумным решением будет установить дополнительный компрессор меньшего размера.

Дополнительную информацию об условиях, влияющих на определение параметров компрессорных установок, см. ниже.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector