Повышение эффективности компрессоров

     Содержание 

Введение……………………………………………………………………………...3

1. Сведения об отрасли……………………………………………………………...4

2. Поршневые компрессоры………………………………………………………...7

3. Винтовые компрессоры…………………………………………………………...9

4. Сравнение винтовых и поршневых компрессоров…………………………….13

5. Центробежные компрессоры……………………………………………………15

6. Методы повышения эффективности работы компрессорных станций………17

Вывод………………………………………………………………………………..24

Список  использованной литературы……………………………………………...25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Металлургические  предприятия являются одними из крупнейших потребителей воды и воздуха. Потребление воздуха, как воды, на заводах цветной металлургии может носить характер общего (потребление сжатого воздуха), присущего большинству промышленных предприятий, и специфического (использования воздуха как технологического реагента – окислителя), свойственного металлургическому производству.

     В отличие от водоснабжения, снабжение  потребителей на промышленных предприятиях воздухом, как правило, в значительной мере осуществляется от локальных воздухоподающих  установок и станций. Общая централизованная система воздухоснабжения применяется  только для воздуха некоторых  отдельных параметров, в первую очередь  компрессорного воздуха. Обычно промышленное предприятие оборудовано одной  или несколькими компрессорными станциями, которые обеспечивают всех потребителей сжатого воздуха давлением 4-7 атм. Воздух других параметров подается потребителям от местных установок. Транспортировка воздуха от воздухоподающих станций осуществляется с помощью большого количества длинных и разветвленных трубопроводов разного диаметра.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Сведения об отрасли

     Металлургия Украины — базовая отрасль народного хозяйства Украины, обеспечивает более 25 % промышленного производства государства (96 955,5 млн гривен в 2005 году), дает около 40 % валютных поступлений на Украину и более 10 % поступлений в государственный бюджет Украины.

Металлургия Украины это предприятия и  организации горно-металлургического  комплекса, который объединяет не только предприятия чёрной и цветной  металлургии, но и горно-обогатительные комбинаты, ферросплавные заводы, обогатительные фабрики, коксохимические заводы, предприятия  выпускающие изделия из металлов.

     Металлургическая  промышленность – одна из крупнейших отраслей любого крупного государства. К ней относится добыча и переработка  руды, производство и обогащение металлов, производство сплавов из них. Украина  обладает значительными запасами разнообразных  металлических руд: чёрных (железо, марганец, хром, титан и ванадий), цветных (алюминий, цинк и свинец) и  драгоценных (серебро, золото и платина) металлов.

     Металлургический  комплекс Украины представляет собой  отлаженную систему взаимодействующих  между собой предприятий по добыче сырья, комбинатов по его обогащению и металлургических заводов, занимающих площади в десятки тысяч квадратных километров. Всего в металлургическом комплексе насчитывается около 400 крупных и средних предприятий  чёрной и цветной металлургии, расположенных  во многих областях Украины.

     Металлургические  предприятия используют разнообразные  энергоносители. К ним относятся: топливо, электроэнергия, тепло в  виде пара и горячей воды, сжатый воздух, кислород, техническая вода и др.

     Основным  энергоносителем является топливо, поступающее на завод извне и  производимое на заводе в виде вторичных  энергоресурсов. Топливо расходуется  на технологические нужды, производство электроэнергии и тепла. Электроэнергия, поступающая на завод из внешней сети и производимая на заводе за счет первичного энергоносителя — топлива и вторичных энергоресурсов, используется в технологических процессах, а также для производства других энергоносителей (тепла, сжатого воздуха, кислорода и др.).

     Тепло пара и горячей воды, получаемое за счет использования топлива и вторичных энергоресурсов, расходуется в технологических процессах и для бытовых нужд.

     Сжатый  воздух и кислород, получаемые за счет электроэнергии, используются на технологические нужды завода.

   В металлургии сжатый воздух выполняет свою самую древнюю функцию — участвует в технологических процессах в качестве реагента, содержащего кислород. Главная функция сжатого воздуха в металлургии — дутье, т.е. подача сжатого воздуха в самые различные производственные агрегаты — домны, мартены, конвертеры. Дутье является необходимым фактором технологических процессов в этих агрегатах, так как без воздуха, а точнее без кислорода, нет горения.

   Сжатый  воздух задействован практически во всех металлургических процессах. Первый из них – обогащение руды (повышение  содержания металла и понижение  содержания бесполезных примесей в  руде). Эффективный способ обогащения руды – флотация. Она осуществляется в специально подготовленных ваннах, куда загружают пульпу – руду, предварительно измельченную и смешанную с водой. Через пульпу продувают, прогоняют  сжатый воздух. Одни минералы прилипают  к пузырькам воздуха и поднимаются, а другие, намокнув в воде, остаются в пульпе. В результате флотации частицы металла выносит на поверхность, а пустая порода остается на дне  ванн. Флотацию применяют в цветной металлургии [6].

     Цветная металлургия Украины вследствие разнообразия представленных полезных ископаемых имеет целый ряд направлений: алюминиевую, электродную, титаново-магниевую, редкометаллическую, твёрдосплавную, никель-кобальтовую, свинцово-цинковую, сурьмяно-ртутную, металлообрабатывающую  и вторичной цветной металлургии. В целом из-за недостаточного количества запасов собственных месторождений, большинство предприятий отрасли работают на привозном сырье, либо перерабатывают лом и отходы цветных металлов. Отечественным сырьём в целом обеспечены предприятия, производящие титан, цирконий, графит, ферроникель, ртуть, кремний и частично магний.

      Сжатый  воздух нашел широкое применение в ферросплавном производстве.

     Производство  ферросплавов. Ферросплавная промышленность жизненно необходима для производства качественных сталей и сплавов, которые используются в машиностроении, авиации, химической и др. отраслях промышленности.

 Значимость отрасли определяется тем, что качества наиболее ценных видов сталей задаются введением в их состав ферросплавов. Бывший СССР занимал первое место в мире по производству базовых ферросплавов. После его распада основными производителями стали Украина, Россия и Казахстан. Во времена существования СССР ферросплавная промышленность была ориентирована на обеспечение народного хозяйства Союза ферросилицием, ферромарганцем и силикомарганцем. В последние несколько лет, несмотря на продолжение поставок значительной доли продукции украинским и российским заводам, украинские производители ферросплавов вынуждены были искать альтернативные экспортные рынки сбыта. Тем более, что в условиях неплатежей и взаимозачетов для ферросплавных заводов экспорт остается единственным источником поступления "живых" денег.

     Сжатый  воздух в системе энергообеспечения  завода играет важную роль. Сжатый воздух используется: в качестве движителя пневмомеханизмов, в качестве регенерирующего агента в системе сухих рукавных газоочисток, для хозяйственный нужд (обдувка, очистка поверхностей и пр.).

Подготовка  воздуха перед подачей по воздухопроводам  к потребителям заключается в  очистке воздуха от пыли в фильтрах, сжатии в компрессорах до рабочего давления с частичным удалением влаги на масловлагоотделителях, холодильниках и ресиверах. 

      Современные производственные предприятия для  получения сжатого воздуха используют различные виды компрессоров. Сжатый воздух для технологических нужд завода производится на воздушных компрессорных станциях.

     Компрессор  — устройство для сжатия и подачи воздуха или другого газа под  давлением. Компрессор служит для превращения  электроэнергии в энергию сжатого  воздуха. Замена электроэнергии на пневматическую дает неопровержимое преимущество в  безопасности и экономичности использования оборудования и инструментов. По принципу действия и основным конструктивным особенностям различают компрессоры поршневые, винтовые (ротационные), центробежные, осевые и струйные. В настоящее время в промышленности наиболее распространены поршневые и винтовые (ротационные) компрессоры.  

     2 Поршневые компрессоры

     Поршневой компрессор в основном состоит из рабочего цилиндра и поршня; имеет всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра. Для передачи поршню обратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах есть кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Поршневые компрессоры бывают одино- и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V- или W- образным и другим расположением цилиндров, одинарного и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами), а также одноступенчатого или многоступенчатого сжатия. В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическая регуляция производительности в зависимости от затраты сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе [2].

Существует  несколько способов регулирования. Один из них — перерывчатым включением, то есть при падении давления до уровня нижнего предела в ресивере (в системе) компрессор включается и  отключается (винтовой компрессор переходит  в режим холостого хода) при  достижении установленного верхнего предела  к следующему включению.

     Принцип работы поршневого компрессора. Поршневой компрессор — это компрессор, у которого поршень в цилиндре совершает возвратно-поступательные движения. Самый простой поршневой компрессор состоит из цилиндра и поршня, между которыми имеется небольшой зазор. Движение поршня обеспечивается кривошипно-шатунным механизмом от вала с приводным двигателем.

Нагнетательный  и всасывающий клапаны поршневого компрессора расположены в крышке цилиндра. За два хода поршня (один оборот вала), совершается полный рабочий  процесс в каждом цилиндре компрессора. При движении поршня из цилиндра в  конденсатор над поршневом пространстве создается разрежение, и пары хладагента всасываются в цилиндр из испарителя через открывающийся клапан. При обратном ходе поршня пары сжимаются и давление возрастает. Всасывающий клапан при этом закрывается, через нагнетательный клапан сжатые пары выталкиваются в конденсатор. Затем направление движения поршня меняется, нагнетательный клапан закрывается, и компрессор вновь отсасывает пары из испарителя [4].

     Поршневые компрессоры по своим  характеристикам  имеют преимущества перед компрессорами  других типов в  следующих случаях:

     • когда нужна невысокая производительность, при которой они превосходят  винтовые;

     • когда существуют большие перепады в потреблении сжатого воздуха. Промышленные поршневые компрессоры  хорошо работают в повторно кратковременному режиме, обеспечивая большую экономию по сравнению с винтовыми.

     • когда компрессор эксплуатируется  в неблагоприятных условиях, например: при использовании в установках расфасовки цемента, на угольных составах или мельницах для помола зерна, или при больших колебаниях температуры  и т.i.   В таких условиях поршневые  компрессоры обеспечивают более  длительный срок службы и требуют  меньших расходов на обслуживание.  

     • когда компрессоры используются для сжатия агрессивных газов  и т.п.

Следовательно, для случаев, когда нужна небольшая (до 200 л/мин) производительность и высокое (выше 20-30 атмосфер) давление, поршневые  компрессоры более эффективные  и намного дешевые, чем компрессоры  других технологий сжатия за исключением  турбокомпрессоров, какие эффективные  при больших потребностях в сжатом воздухе [2].