3.2 Определение диаметров всасывающих патрубков для компрессоров, работающих на вру

Примем скорость движения воздуха во всасывающем патрубке компрессора равной 3,5 м/сек.

Определим площадь поперечного сечения трубопровода, F, м²:

Определим внутренний диаметр трубопровода, d, м:

В соответствии со стандартом принимаем: d = 1,796 м.

Определим уточненную скорость движения воздуха в нагнетательном трубопроводе, w, м/сек:

Определим коэффициент трения λ:

Определим суммарную эквивалентную длину местных сопротивлений, l_экв, м:

(22)

,

где: ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений, для плавного отвода круглого сечения:

(23)

,

где: А и В – коэффициенты;

Определим потери напора на трение и местные сопротивления, h_тр, м:

Полученное значение потерь напора на трение и местные сопротивления меньше допустимого, следовательно диаметр всасывающего патрубка подобран верно.

4 Расход воды на охлаждение воздуха

4.1 Расход воды на охлаждение воздуха для силовых пневмоприемников, подключенных к кольцевой сети

Определим расход воздуха, G_в, кг/сек:

(24)

,

где: Р – давление на всасывании, Па;

V – производительность компрессора, м³/сек;

Т = 293 ⁰К;

Определим степень повышения давления, ε:

(25)

Определим давление Р₁, МПа:

(26)

Определим расчетную температуру Т^//₁, ⁰К:

(27)

где: k – показатель адиабаты для воздуха;

Определим расчетную температуру Т^//₁, ⁰С:

Определим расчетную температуру Т^//₂,⁰К:

(28)

где: k – показатель адиабаты для воздуха;

Определим расчетную температуру Т^//₁, ⁰С:

4.1.1 Расчет расхода воды на ПО

Составим уравнение теплового баланса:

(29)

,

где: с_в – теплоемкость воздуха, кДж/(кг·К);

с_воды – теплоемкость воды, кДж/(кг·К);

η – КПД ТОА;

t^/_охл – температура охлаждающей воды на входе, ⁰К;

t^//_охл – температура охлаждающей воды на выходе, ⁰К;

Т^//₁₍₂₎ – температура воздуха на выходе из ступени ⁰К;

Определим расход воды на охлаждение ПО, G_воды, кг/сек:

(30)

4.1.2 Расчет расхода воды на КО

Составим уравнение теплового баланса:

(31)

,

Определим расход воды на охлаждение КО, G_воды, кг/сек:

(32)

4.2 Расход воды на охлаждение воздуха для вру, снабжающейся сжатым воздухом по радиальной линии

Определим расход воздуха, G_в, кг/сек:

Определим степень повышения давления, ε:

Определим давление Р₁, МПа:

Определим расчетную температуру Т^//₁, ⁰К:

Определим расчетную температуру Т^//₁, ⁰С:

Определим расчетную температуру Т^//₂,⁰К:

Определим расчетную температуру Т^//₁, ⁰С:

4.2.1 Расчет расхода воды на ПО

Составим уравнение теплового баланса:

,

Определим расход воды на охлаждение ПО, G_воды, кг/сек:

4.2.2 Расчет расхода воды на КО

Составим уравнение теплового баланса:

,

Определим расход воды на охлаждение КО, G_воды, кг/сек:

5 Расчет расхода электроэнергии на сжатие 1000 м³ воздуха

5.1 Расчет расхода электроэнергии на сжатие 1000 м³ воздуха для кольцевой сети

Определим потребляемую (необходимую) мощность, N, Вт:

(33)

,

где: V – производительность компрессора, м³/сек;

Р₀ – давление на всасывании, Па;

Р₁ – давление на нагнетании, Па;

Определим расход электроэнергии на сжатие 1000 м³ воздуха, А, кВт·ч:

(34)

,

где: τ – время работы компрессора на сжатие 1000 м³ воздуха, сек;

5.2 Расчет расхода электроэнергии на сжатие 1000 м³ воздуха для ВРУ

Определим потребляемую (необходимую) мощность, N, Вт:

Определим расход электроэнергии на сжатие 1000 м³ воздуха, А, кВт·ч:

6 Механический расчет

6.1 Механический расчет для кольцевой сети

6.1.1 Расчет допустимой толщины стенок труб для кольцевой сети

Примем для трубопроводов сталь 16ГС.

Определим допустимую толщину стенок трубы, δ_Д, мм:

(35)

,

где: Р – расчетное давление в трубопроводе, Па;

D_н – наружный диаметр трубы, мм;

σ_доп – допустимое напряжение на растяжение, Па;

φ – коэффициент прочности сварного шва;

С – прибавка, учитывающая минусовой допуск толщины стенки трубы и возможное уменьшение толщины стенки при изгибе, мм;

(36)

6.1.2 Расчет допустимого пролета между опорами

1. Наружный диаметр трубопровода, D_н = 325 мм;

2. Внутренний диаметр трубопровода, d_вн = 309 мм;

3. Монтаж труб осуществляем плетьми:

- вес погонного метра трубы, q_тр , Н/м:

- вес изоляции, q_из = 0 Н/м.

Определим плотность воздуха при рабочем давлении в трубопроводе, ρ, кг/м³:

(37)

Определим вес транспортируемого продукта в единице длины трубы, q_пр, Н/м:

(38)

,

где: ρ – плотность воздуха при рабочем давлении в трубопроводе, кг/м³;

d_вн – внутренний диаметр трубопровода, м;

g – ускорение свободного падения, м²/с;

Определим нагрузочный коэффициент, а, Н/м:

(39)

,

где: а₁ – коэффициент;

п₁, п₂, п₃, п₄ – коэффициенты перегрузки;

Определим допустимый пролет между опорами трубопровода, l, м:

(40)

,

где: σ_доп – допустимое напряжение на растяжение, Па;

п – коэффициент нагрузки рабочего давления в трубопроводе;

D_н – наружный диаметр трубопровода, мм;

Р – рабочее давление в трубопроводе, Па;

δ – толщина стенки трубы, мм;

W – момент сопротивления (экваториальный), м³.