Введение
Системы сжатого воздуха безопасны, надежны и универсальны, но их обычно принимают как должное, не думая о затратах. Сжатый воздух является важным ресурсом для промышленности, его часто ставят на четвертое место после электроэнергии, газа и воды. Однако, в отличие от первых трех, сжатый воздух производится на месте, поэтому у потребителя значительно больше возможностей контролировать его потребление и затраты на его производство. Простые, эффективные и малозатратные мероприятия позволяют экономить до 30 из каждых 100 руб. затрат на производство и распределение сжатого воздуха.
Цель работы - рассмотрение темы энергосбережения при производстве и распределение сжатого воздуха.
Задачи:
Рассмотреть энергосбережение при производстве и распределение сжатого воздуха
Рассмотреть управление системой сжатого воздуха
Рассмотреть неправильное использование и потери сжатого воздуха
Принципиальная схема воздушной поршневой компрессорной установки
Процесс получения сжатого воздуха происходит в следующем порядке.
При работе компрессора атмосферный воздух проходит через воздухозаборник 1, фильтр 2, где очищается от пыли и капельной влаги, и по всасывающему трубопроводу поступает в 1-ю ступень компрессора 5, где сжимается до промежуточного давления.
Из 1-й ступени воздух нагнетается в промежуточный охладитель (ПО), где он охлаждается, и затем поступает во 2-ю ступень компрессора. Сжатый до конечного давления воздух по нагнетательному трубопроводу поступает в концевой охладитель (ВОК), где осуществляется частичная конденсация паров воды и масла. Охлажденный воздух проходит масловодоохладитель 13, где улавливаются капли воды и масла, и подается в воздухосборник 16. Далее сжатый воздух по магистральному трубопроводу подается в пневмосеть предприятия.
Слив конденсата из концевого охладителя, масловодоотделителя, ресивера осуществляется через продувочный бак 19.
Пусковой разгрузочный клапан 9 и запорная задвижка 11 предназначены для облегчения запуска поршневого компрессора. При пуске разгрузочный клапан 9 открыт, открывается и задвижка 17, задвижка 11 закрыта. Как только электродвигатель разовьет номинальные обороты клапан 9 начинают плавно закрывать, а задвижку 11 открывать (одновременно).
В многоступенчатых компрессорах между всеми ступенями устанавливают промежуточные воздухоохладители. Они позволяют существенно снизить удельные энергозатраты на сжатие и повысить надежность работы оборудования.
Установка запорной арматуры между компрессором и ближайшим по ходу воздуха предохранительным клапаном не допускается.
Энергосбережение при производстве и распределении сжатого воздуха
Проблема энергосбережения в последние годы является одной из важнейших задач, стоящих перед современным предприятием. В условиях рыночной экономики каждый лишний киловатт-час электроэнергии ложится на себестоимость продукции и в конечном счете приводит к снижению ее конкурентоспособности. При этом в балансе электропотребления предприятия доля компрессорных станций достигает 25-30 %, в связи с чем энергосберегающие мероприятия в этой области приобретают достаточно большое значение. Опыт показывает, что эффективность систем производства и распределения сжатого воздуха на большинстве предприятий весьма низкая. Это связано с изношенностью сетей распределения воздуха, несоответствием существующих сетей возлагаемым на них задачам, эксплуатацией компрессоров в неоптимальных режимах.
Значение правильного выбора схемы снабжения сжатым воздухом часто недооценивается, и совершенно напрасно, поскольку часто именно здесь кроется причина повышенных затрат электроэнергии и частых поломок компрессорного оборудования. Ошибки здесь могут вылиться в необходимость дополнительных капвложений в будущем.
Существует два основных типа схем воздухоснабжения. Это централизованная и децентрализованная схемы. Схематично они изображены на приведенных ниже рисунках.
Централизованная схема: питание цехов сжатым воздухом осуществляет из общего компрессорного цеха. Как правило, при такой системе эксплуатируются несколько компрессорных установок производительностью от 10 до 250 м3/мин, а иногда и выше - в основном поршневые или центробежные, иногда мощные винтовые. Достоинства данной схемы проявляются в полной мере на крупном предприятии при наличии герметичной пневмосети, когда все потребители сосредоточены на относительно небольшой площади (отсутствуют удаленные точки потребления), рабочие давления большинства потребителей примерно одинаковы (рабочее давление сети), а у остальных потребителей ниже данного значения.
Достоинства схемы:
1) Возможные выходы из строя отдельных компрессоров и проведение на них регламентных работ и плановых ремонтов не влияют на надежность воздухоснабжения предприятия в целом при наличии нескольких резервных компрессоров (как правило, однотипных).
2) Плановые ремонты могут производится в удобное время независимо от величины загрузки компрессорной станции (при наличии резерва).
3) Поскольку все компрессорное оборудование находится в одном месте, количество обслуживающего персонала невелико.
Недостатки системы:
1) Большая протяженность трубопроводов приводит к потерям давления.
2) Высокая инерционность системы - поскольку запуск и останов крупных компрессоров требует времени, система не может быстро реагировать на изменения потребного количества сжатого воздуха.
3) Из-за плановых ремонтов компрессоров возникает необходимость наличия резерва.
4) Система достаточно дорога в изготовлении.
5) Требуется наличие квалифицированного обслуживающего персонала.
Децентрализованная система: питание потребителей сжатым воздухом осуществляется отдельными небольшими компрессорами, устанавливаемыми непосредственно возле потребителя. Необходимо отметить, что в децентрализованных схемах при локальной потребности в воздухе более 1 м3/мин целесообразно использование надежных винтовых компрессоров, преимущества которых широко известны. Это позволяет решить ряд проблем, присущих поршневым компрессорам, таких как необходимость фундамента под компрессор, повышенные шум и вибрация, необходимость периодических ремонтов.
Достоинства схемы:
1) Уменьшается протяженность трубопроводов, что снижает газодинамические потери.
2) Стоимость системы значительно ниже, чем в случае централизованной.
3) Для каждого потребителя может быть подобран компрессор с необходимой производительностью, что снижает энергозатраты.
4) Обмерзание исключается, поскольку трубопроводы не выходят за пределы цеха, где установлен компрессор.
5) Отпадает необходимость в специальном обслуживающем персонале, т. к. небольшие винтовые компрессоры не требуют плановых ремонтов, а все работы по техническому обслуживанию (замена масла, фильтров) могут проводиться людьми, не имеющими специальной подготовки.
Недостатки такой системы:
1) При установке компрессора непосредственно в производственном помещении возникает шум, являющийся опасным фактором для персонала.
2) Система плохо приспособлена к возможному резкому возрастанию потребности в воздухе на конкретном участке (например, при установке дополнительных потребителей)