Расчетный метод определения нагрузок на КС

На стадии выполнения проектного задания или реконструкции действующего предприятия нагрузка на компрессорную станцию находится расчетным методом. Метод требует знания типов и количества потребителей сжатого воздуха.

Определение расчетных пневмонагрузок основано на применении ряда статистических коэффициентов, что позволяет с достаточной для практических целей точностью о номинальным расходам воздуха пневмоприемниками и их количеству определить средние и максимальные нагрузки цеха или завода в целом.

При проведении расчета различают два типа пневмоприемников: пневмоинструменты (кратковременный режим работы) и пневмооборудование (длительный режим работы).

Для расчета средней цеховой пневмонагрузки все пневмоприемники каждого типа разбиваются на характерных групп с более или менее одинаковым режимом работы, например: пневмомолотки, сверлильные машины, обдувочные сопла и т.д. Расчет ведется за наиболее нагруженную смену, обычно первую.

По каждой -ой однотипной группе пневмоприемников средний расход воздуха находится по следующим формулам:

для пневмоинструмента

; (3.5)

для пневмооборудования

, (3.6)

где: - номинальные расходы воздуха, отнесенные к условиям всасывания компрессором соответственно - м пневмоинструментом и - м пневмооборудованием в рассматриваемой характерной группе;

- коэффициент спроса, учитывающий загрузку пневмоинструмента, характеризуемую коэффициентом ; одновременность работы однотипных пневмоприемников в группе, характеризуемую коэффициентом ; непроизводительные потери воздуха пневмоинструментами за счет износа пневмоприемников, характеризуемые коэффициентом ; потери сжатого воздуха за счет утечек в соединениях трубопроводов, арматуры и шлангах, характеризуемые коэффициентом ; - коэффициент использования пневмооборудования, здесь - время работы пневмооборудования в течении смены; T - продолжительность смены; - показывает, какую часть от максимально возможной составляет данная загрузка пневмоприемника; - учитывает, какая часть из всех установленных пневмоприемников находится в работе.

Величины перечисленных коэффициентов определяются экспериментально, на основании статистической обработки результатов исследования работы большого числа пневмоприемников, имеют статистический характер и справедливы только для данного рассматриваемого типа производства.

Приведенные формулы расчета нагрузок справедливы, кроме того, при условии, что однотипные пневмоприемники работают с одинаковыми коэффициентами нагрузки, использования и износа.

Коэффициентом нагрузки называют отношение расхода воздуха при работе оборудования на неполную мощность к расходу при работе с номинальной мощностью :

. (3.7)

На рис.3.1. представлен график зависимости от числа пневмоприемников, составленный по данным расходов воздуха на судостроительных заводах [4] при и . Как видно из рисунка, коэффициент спроса тем меньше, чем больше однотипных групп пневмоинструментов с кратковременным режимом работы подключено к пневмосети.

Рис.3.1 Зависимость коэффициента от числа пневмоприемников n

Средняя расчетная нагрузка по цеху определяется по формуле:

, (3.8)

где: n - число однотипных групп;

q - потери воздуха от утечек у неработающих, но подключенных к пневмосети пневмоприемников.

При работе предприятия вероятно односменное, сезонное и кратковременное увеличение расхода воздуха в цеху или отделении за счет включения одновременно группы крупных потребителей сжатого воздуха. Такой режим работы пневмоприемников создает максимальный расход воздуха, который определяется по формуле:

_расч, (3.9)

где: K_max - коэффициент максимума, зависящий от характера нагрузки, вероятности одновременного включения в работу большого количества пневмоприемников или перераспределения нагрузки смен.

Коэффициент K_max обычно принимается 1,2-1,5. Большие значения K_max относятся к меньшему количеству потребителей с большими расходами воздуха при сравнительно редком включении.

По значению Q_max определяют диаметры трубопроводов сжатого воздуха.

Максимальную длительную нагрузку определяют по формуле:

, (3.10)

где: - коэффициент неодновременности, учитывающий вероятность несовпадения во времени максимальных нагрузок цехов или отделений предприятия;

- сумма максимальных расходов воздуха всеми потребителями предприятия, питающимися сжатым воздухом от компрессорной станции в рассматриваемый промежуток времени.

В зависимости от состава и числа цехов предприятия с неодинаковыми режимами работы коэффициент имеет различные значения от 0,85 до 0,95 и с увеличением числа цехов уменьшается.

Расчет нагрузок на компрессорную станцию сводится в таблицу. Пример расчета представлен в табл. 3.1.