3046
.pdfГодовой расход электроэнергии для цеха на шинах низкого напряжения (W) определяется по активной мощности действительному годовому фонду времени работы оборудования с учетом его коэффициента загрузки (по времени):
где |
|
– сумма |
= ∑ |
∙ д ∙ ∙ Э |
, |
(8) |
напряжения, кВт; |
активных мощностей на шинах низкого |
|||||
|
|
|
|
|||
|
∑ – действительный годовой фонд времени оборудова- |
|||||
ния дляд |
одной смены в час; |
|
|
|
m – количество смен работы оборудования;
Э – коэффициент загрузки оборудования по времени (этот коэффициент учитывает неполноту годового графика потребления электроэнергии); средняя его величина равна
0,75.
Для того, чтобы определить общую активную нагрузку на шинах высокого напряжения, необходимо к подсчитанной нагрузке приемников низкого напряжения прибавить активные потери в трансформаторах и активные нагрузки приемников высокого напряжения.
Годовой расход электроэнергии для цеха на шинах высокого напряжения (W`) в квт-ч определяется по следующей формуле:
где |
∑ |
– сумма |
= ∑ |
∙ д ∙ ∙ |
Э |
, |
(9) |
|
|
активных мощностей всех электроприем- |
|||||
|
|
|
ников оборудования цеха, с учетом потерь в трансформаторах и активной нагрузки приемников высокого напряжения, кВт.
Годовой расход электроэнергии на освещение определяется по формуле (3) или по нормам расхода на 1 м2 площади здания, при этом годовое количество часов осветительной нагрузки принимается в зависимости от географической широты и количества смен работы.
60
Ниже приведем примерные нормы расхода электроэнергии в час на 1 м2 площади (в вт):
для механических, механосборочных, инст- |
|
|
рументально-штамповых цехов, лабораторий, |
|
|
конструкторских и технологических отделов |
20…22 |
|
для кузнечных, литейных, прессовых, |
|
|
ремонтно-механических, |
деревообрабаты- |
|
вающих цехов |
|
16…18 |
для транспортных устройств |
|
10…12 |
для энергетических устройств |
12…15 |
|
для складских зданий |
|
8…10 |
для бытовых помещений |
|
10 |
для заводоуправлений |
|
15 |
Для местностей, расположенных на широте 40-600, принимаются следующие величины годовой осветительной нагрузки (в час.):
для основных производственных и вспомога- |
|
тельных цехов, транспортных устройств и |
|
бытовых помещений |
2100 |
для энергетических устройств |
4000…5000 |
для лабораторий, конструкторских и техно- |
|
логических отделов, складских зданий, заво- |
|
доуправлений |
500 |
При укрупненных расчетах в качестве среднего расхода осветительной энергии принимают 15 вт в час на 1 м2 площади цеха (с включением в последнюю служебных и бытовых помещений).
При расчетах годового потребления необходимо так же учитывать величину д – действительного годового фонда времени оборудования для одной смены в час.
61
4.2. Расчет годового потребления сжатого воздуха
Сжатый воздух — это обычный атмосферный воздух, сжатый с помощью компрессора до давления, превышающего атмосферное.
Компрессором называют любое приспособление, которое предназначено для сжатия и подачи воздуха, а также других газов под давлением выше атмосферного.
В зависимости от особенностей своей конструкции, а также по принципу действия всё многообразие компрессорных установок может быть сведено к двум видам: лопастным и объёмным. В компрессорах лопастного типа необходимое давление воздуха создаётся за счёт взаимодействия воздушного потока с решётками лопастей – подвижной и неподвижной. Конструктивно такие компрессоры бывают осевыми, радиально-осевыми и центробежными.
Поршневые компрессоры (рис. 47) благодаря своим положительным особенностям – надёжности и удобству в эксплуатации, стабильности рабочих характеристик, компактности и пр. – получили повсеместное применение.
Рис. 47. Общий вид поршневого компрессора
[http://www.kompr.ru/compressors/prom.htm]
62
Пользователей в самых различных сферах хозяйствен- ной деятельности вполне устраивают универсальность и широкие технические возможности поршневых компрессоров.
Сухой воздух состоит, главным образом, из кислорода
иазота. В атмосферном воздухе также содержится некоторое количество воды, меняющееся в зависимости от температуры и региона.
Сжатый воздух является средой, способной безопасно
инадежно сохранять значительные количества энергии. Использование сжатого воздуха в качестве энергоносителя широко распространено во всем мире, главным образом, в промышленности.
Около 90% производственных компаний тем или иным способом используют сжатый воздух в своих технологических процессах.
Такие энергоносители, как газ, вода и электричество обычно подаются на производство внешними поставщиками. Поставщики должны выполнять требования в сфере качества, охраны окружающей среды и безопасности, заданные контролирующими органами, потребителями и отраслевыми организациями.
Сжатый воздух, напротив, обычно не предоставляется внешними поставщиками, а производится на месте. Таким образом, обеспечение качества и максимальной рентабельности становится задачей самого потребителя.
Сжатый воздух обладает целым рядом преимуществ как энергоноситель. Он экологичен и безвреден, прост в хранении и транспортировке, а также чрезвычайно удобен для применения в самых разнообразных областях промышленности. Сжатый воздух можно использовать везде – от пневмоотверток и подобных инструментов, обеспечивающих движение или подъем, до очистки поверхностей, а также перемещения и охлаждения материалов.
63
Проект пневматического хозяйства завода разрабатывается на основе данных технологических процессов о потребности в сжатом воздухе, режиме работы воздухоприемников и местах их расположения.
Проект должен содержать расчет общей потребности в сжатом воздухе для каждого цеха и завода в целом, выбор типов и определение потребного количества потребного количества компрессоров, указание о местоположении компрессорной станции, разработку схем, конструкций и сети воздухоподводов (внешних и внутренних) и т.д.
Сжатый воздух применяется для обдувки станков от стружки, деталей после мойки, узлов и изделий при сборке, для пневматических зажимов, пневматических инструментов (сверлильных машин, клепальных и рубильных молотков, шлифовальных переносных машин и пр.), пневматических прессов, паро-воздушных молотков, пневматических подъемников, дробеструйных аппаратов, распылителей краски, перемешивания растворов и для специальных устройств.
Давление подаваемого воздуха 3 - 7 атм. Для понижения давления применяются редукционные клапаны.
Общая потребность в сжатом воздухе для каждого цеха и завода определяется исходя из расхода воздуха при непрерывной работе всех воздухоприемников, коэффициента использования их в каждой схеме, годового фонда времени работы воздухоприемника ТФ к числу часов рабочей смены
Тсм, т.е.
|
|
|
|
Тф |
|
(10) |
|
Средний3 |
|
теоретический) сжатого воз- |
|||
|
часовой расход =( |
Тсм |
|
|
||
духа |
ср в м определяется по формуле: |
, |
(11) |
|||
м3. |
непр – расход воздуха |
СР = |
непр |
|
|
|
где |
|
|
в час при непрерывной работе в |
|||
|
|
|
64 |
|
|
|
Вследствие утечки воздуха из-за неплотности соединений, а также необходимости выполнения непредусмотренных работ в расчет вводят коэффициент 1,5. Таким образом, действительный среднечасовой расход сжатого воздуха
для всего количества воздухоприемников равен |
|
|
|||||
Наибольший |
д = 1,5∙∑ |
= 1,5∑ |
непр |
. |
(12) |
||
|
обычно |
||||||
|
часовой расход |
воздуха |
|
||||
принимается примерно на 30% более |
среднечасового дейст- |
||||||
|
|
наиб |
|
||||
вительного, т.е. |
наиб = 1,3∙ |
д. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(13) |
По этому расходу подбирается оборудование компрессорной установки.
Годовая потребность в сжатом воздухе г определится по действительному среднечасовому расходу для всего количества оборудования д и годовому фонду времени его работы д при соответствующем количестве смен m с учетом коэффициента загрузки оборудования (по времени), Э:
г = д ∙ д ∙ ∙ э = 1,5∑ непр ∙ ∙ д ∙ ∙ э. (14)
Расход воздуха на отдельные воздухоприемники часто устанавливают по засосанному объему свободного воздуха, что следует иметь в виду, и при необходимости делать пересчет объема свободного воздуха на объем сжатого воздуха, и наоборот.
Для укрупненных расчетов можно принимать следующие данные для определения потребности в сжатом воздухе.
Обдувка станков. Количество станков, подлежащих обдувке, принимается 5-10% от общего количества станков цеха; расход сжатого воздуха принимается в среднем 0,75-
65
1,0 м3/час на каждый станок, потребляющий воздух. Величину давления воздуха принимают 3 атм.
Обдувка деталей после мойки в баках и узлов и изде-
лий при сборке. В среднем принимается расход 0,75-1,0 м3/час на одно установленное сопло; давление воздуха 3
атм.
Пневматические зажимы (рис. 48). Количество стан-
ков, подлежащих обдувке, принимается 5-10% от общего количества станков цеха.
а) пневматический зажим |
б) пневматический |
задней бабки |
патрон |
в) пневматическая |
г) зажимное |
подача прутка |
устройство |
Рис. 48. Пневматические элементы металлообрабатывающих станков
[http://stanoks.net/index.php?option=com_content&view=categ ory&id=122&layout=blog&Itemid=310&limitstart=25]
66
Расход воздуха при непрерывной работе инструмента принимается по паспортным данным инструмента.
Величину давления воздуха принимают 6-7 атм.
Пневматические инструменты. Расход воздуха за-
висит от типа и размера пневматического инструмента (рис. 49) и коэффициента его использования.
Расход воздуха при непрерывной работе инструмента принимается по паспортным данным инструмента. Коэффициент использования инструмента составляет 0,2…0,5 и выше.
Рис. 49. Пневматические инструменты
[http://promtu.ru/wp-content/uploads/2018/02/Pnevmaticheskie- instrumentyi-e1518203186476.jpg]
Для укрупненных расчетов средний расход сжатого воздуха давлением 5-6 атм можно принимать 2,5…4,5 м3/час на каждый присоединенный инструмент.
Пневматические подъемники. Сжатый воздух для пневматических подъемников (рис. 50) применяется давлением 3 и 6 атм в зависимости от грузоподъемности подъемников. Для укрупненных расчетов расход сжатого воздуха в подъемниках грузоподъемностью 700 – 1700 кг можно принимать 0,07 – 0,4 м3 на один подъем.
67
Рис. 50. Подъемники пневматические
[https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1OKhhKFXXXXcYXXXXq6xXF XXXk/SXJS3018-Small-Scissor-Car-Lift-With-Automatically- Pneumatic-Lock.jpg]
Распылители краски. Расход воздуха распылителями (рис. 51) зависит от типа распылителя и диаметра сопла.
Рис. 51. Распылитель краски
[https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1gMNXQXXXXXcVapXXq6xXF XXXZ/SAT1201-hvlp-airbrush-paint-guns-spray-on-nano- chrome-pneumatic-paint-gun-auto-sprayer-dual-nozzle.jpg]
Для укрупненных расчетов в качестве величины среднего расхода сжатого воздуха можно принять 0,2 м3/час при давлении воздуха 3 – 6 атм в зависимости от выбранного вида распылителя.
68
4.3. Автоматизированный расчет параметров энергетического хозяйства
Для вычислений значений по описанным выше методикам в программе PlantCAD предназначен специальный модуль (рис. 52).
Рис. 52. Интерфейс модуля расчета параметров энергетического хозяйства PlantCAD
Расчет параметров начинается с ввода исходных данных в соответствующей группе (рис. 53).
Рис. 53. Пример ввода исходных данных для расчета годового потребления воды и пара
На рис. 54 показан пример ввода исходных данных для расчета годового потребления топлива, для чего доста-
69