Устройство и схемы воздухопроводов доменных печей

⇐ ПредыдущаяСтр 19 из 22Следующая ⇒

Дутьевые воздухопроводы, подающие воздух от турбокомпрессоров к доменным печам, проектируют так, чтобы полная потеря давления дутья в них не превышала 0, 01-0, 015 МПа.

На большинстве металлургических заводов воздухопроводы проложены по универсальной схеме (рисунок 19.1), позволяющей подключать воздуходувную машину к любой из доменных печей. Основной недостаток этой схемы – большое количество коллекторов и арматуры, что удорожает сеть и снижает ее надежность.

Таблица 19.2 - Характеристика воздуходувных агрегатов

Объем домен печей, м³	Тип компрессора	Макс. давление воздуха, МПа	Макс. Производительность, М³/мин	Турбина привода	Параметры пара
Мощность, МВт	Тип	Давление, МПА	Температура, ⁰С
	К-7000-41-1	0, 53			Т-30-90-1
	К-5500-41-1	0, 52			ВКВ-22-1
	К-5500-42-1	0, 52			ВКВ-22-1
	К-5500-42-1	0, 52			АКВ-18- II	3, 5
	К-3250-41-2	0, 45			АКВ-18- IV	3, 5
	К3250-42-1	0, 45			АКВ-12- V	3, 5

Затраты на доменное дутье составляют около 30% стоимости передела чугуна.

В секционированной схеме (рисунок 19.2) коллекторов и задвижек меньше. Здесь турбоагрегаты и доменные печи разделены на 2 группы задвижками, между которыми включена машина, резервирующая обе группы. В пределах группы любая воздуходувка может быть включена на любую доменную печь.

При блочной схеме (рисунок 19.3) осуществляется прямая связь турбокомпрессора с доменной печью. Резервный компрессор можно через коллектор-перемычку подключать к любой доменной печи.

В схеме с центральным коллектором (рисунок 19.4) и секционными задвижками основным преимуществом является возможность лучшего использования сжатого воздуха в сравнении со схемами на рис.16.1,.2., 3, так как в этих схемах заложена диспропорция между производством и потреблением сжатого воздуха.

Главным недостатком коллекторной схемы является необходимость поддерживать в коллекторе максимальное давление, дросселируя его применительно к режиму работы каждой печи. Известно, что регулирование дросселированием всегда менее выгодно, чем регулирование изменением числа оборотов, применяющимся в схеме работы по принципу «воздуходувка-печь».

19.4 Компрессорные станции

Сжатый воздух с давлением 0, 6-1, 0 МПа вырабатывается на центральных компрессорных станциях, оборудованных центробежными и поршневыми компрессорами.

Производительность станций, оборудованных только поршневыми компрессорами, не превышает 30-40 тыс. м³/час, поэтому современные компрессорные станции металлургических заводов оборудуют центробежными компрессорами.

Станции с поршневыми компрессорами сооружают для обслуживания отдельных цехов или небольших заводов.

Центробежные компрессоры К-250-61-1 и К-500-61-1, устанавливаемые на современных крупных станциях и имеющие производительность 250 и 530 м³/мин соответственно, отличаются от поршневых компактностью, быстроходностью, равномерностью подачи, отсутствием загрязнения воздуха маслом, удобством соединения с приводным двигателем.

В условиях металлургического завода для турбокомпрессоров используют паротурбинный привод с питанием паром от утилизационных установок.

Проектирование компрессорных станций и сетей сжатого воздуха для отдельного цеха или целого завода начинается с определения расхода сжатого воздуха отдельными потребителями, цехами и заводом в целом.

На основании этих данных производится выбор компрессоров, компоновка станции и определение всего вспомогательного оборудования.

Основные потребители сжатого воздуха на металлургическом заводе – цехи доменный, аглофабрика, мартеновский, листопрокатный, сортопрокатный, обжимной, водоснабжения.

Большое количество воздуха требуется для формовочных, дробеструйных, пескоструйных и обдувочных машин, пневмозажимов станков, пневмоинструмента, аппаратов для окраски распыливанием.

При определении расхода сжатого воздуха необходимо учитывать технологические условия работы оборудования, потребляющего сжатый воздух. Например, если строго определена последовательность или одновременность работы группы потребителей, то для них должны быть построены графики расхода воздуха, по которым выявляются как средний, так и максимально-расчетный расход. Такой метод значительно облегчает подсчет расхода воздуха в случае большого количества не связанных между собой потребителей, работающих при разных режимах.

Полученные итоговые расходы сжатого воздуха должны быть скорректированы на величину потерь. В результате неисправности воздушных сетей потери сжатого воздуха на отдельных заводах достигают 40-50%.

Основные потери – в неплотностях арматуры, фланцев, шлангов, в связи с износом пневмоинструмента.

При проектировании потери в сетях следует принимать не более 10%, потери на износ инструмента – не более 15%, всего – не более 25% от общего расхода воздуха.

Выбор компрессоров

Компрессорная установка может состоять из одного или нескольких компрессоров.

При периодическом расходе сжатого воздуха, когда есть возможность останавливать компрессор на профилактический ремонт без ущерба для производства, достаточно одного компрессора. В остальных случаях устанавливается не менее 2-х. Наибольшее число компрессоров на станции не превышает 6-8 шт.

При переменном графике нагрузок производительность компрессора определяется по минимальной нагрузке, а количество устанавливаемых компрессоров – из условия покрытия максимально-расчетной нагрузки однотипными компрессорами.

При ровном графике нагрузок единичная производительность определяется по наиболее крупному компрессору, а количество устанавливаемых компрессоров – из условия полного покрытия нагрузок по графику.

При проектировании схемы воздухоснабжения завода следует отдавать предпочтение централизованной системе, т.к. наличие нескольких компрессорных станций увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, усложняет схему межцеховых сетей.

Центральная компрессорная станция должна размещаться рядом с наиболее крупным потребителем и в центре по отношению ко всем остальным потребителям. Это условие обеспечивает короткую сеть и равномерное распределение сжатого воздуха потребителям.

Сооружение нескольких компрессорных станций оправдывается для объектов с очень большим потреблением сжатого воздуха, а также в связи с необходимостью иметь рассредоточенные источники воздухоснабжения.

При больших расходах воздуха и потребителях, значительно отличающихся по необходимому давлению (3 атм и 8 атм), выгоднее делать 2 компрессорные станции – низкого и высокого давления.

Всасывающие устройства должны выходить на север (теневая сторона), а сами станции должны быть удалены от цехов, выделяющих пыль и агрессивные газы (сероводород, окислы азота).

Компоновка оборудования

При сооружени отдельно стоящих компрессорных станций компрессоры располагают перпендикулярно к продольной оси здания (рисунок 19.5). Это позволяет иметь общий фронт обслуживания компрессоров, вдоль которых размещаются все трубные коммуникации и всасывающие устройства компрессорной станции.

Стена здания, идущего вдоль фронта, оборудуется большой площадью остекления, что обеспечивает хорошее освещение и сохранение здания при возможном взрыве. При установке нескольких компрессоров станция имеет вид прямоугольника, вдоль фронтальной стены которого в простенках между окнами (с наружной стороны) размещаются воздухосборники (ресиверы). Одна из торцевых стен граничит со вспомогательными и бытовыми помещениями, другая – стороной расширения.

Здание компрессорной станции с центробежными компрессорами двухэтажное. На втором этаже с отметкой 3, 5 м располагают компрессоры, на первом промежуточные холодильники компрессоров, масляное хозяйство агрегатов и воздушных фильтров.

Запыленность всасываемого компрессорами атмосферного воздуха может изменяться в широких пределах и зависит от направления ветра, наличия источников повышенного пылевыделения. Пыль, попадая в компрессор, приводит к чрезмерному нагреву движущихся частей и быстрому износу.

Для очистки всасываемого воздуха от механических примесей на всасывающей линии устанавливают воздушные фильтры, состоящие из отдельных кассет, заполненных кольцами Рашига или набором сеток, смоченных висциновым маслом. Например, для компрессора производительностью 100 м³/мин устанавливают 16 кассет размером 500х500мм. Фильтры размещают в специальных камерах, расположенных в пристройке к главному зданию. Воздух засасывают с помощью заборных труб с высоты 4-5м.

Для уменьшения объема сжатого воздуха и освобождения его от влаги и масла, особенно при использовании поршневых компрессоров, устанавливают концевые холодильники (воздухоохладители). Кроме перечисленного, они снижают потерю напора, предотвращают загорание масла в ресиверах и их перегрев в летнее время.

Концевой воздухоохладитель (рисунок 19.6) представляет собой цилиндрический резервуар, внутри которого по трубам циркулирует охлаждающая вода. Сжатый воздух, проходя через холодильник, охлаждается, пары воды и масла конденсируются и затем отделяются в маслоотделителе в результате резкого изменения скорости воздуха и направления его движения или при фильтрации через пористую массу. В последнем случае маслоотделители периодически продувают паром или сжатым воздухом. Масловлагоотделители устанавливают как на компрессорных станциях, так и на вводе в цехи.

Воздухосборники

Воздухосборники представляют собой сосуды, состоящие из цилиндрического корпуса и двух днищ, оборудованные предохранительными клапанами, отрегулированными на давление, на 10% превышающее наибольшее рабочее. Воздухосборники следует располагать на теневой, северной стороне станции. Окрашены в серый цвет.

Большинство компрессорных станций работает в условиях переменного расхода воздуха в сети, этот расход обычно не совпадает с производительностью компрессорной станции. Регулирование производительности осуществляется переключением компрессоров на холостой ход или отключением их от сети. Для такого режима работы станции емкость воздухосборников определяют по формуле:

, м³,

где P₀ = 1 кгс/см² – давление всасывания;

Q_k-часовая производительность компрессора при условиях всасывания,

м³/ч;

T₂ - (273+100 = 373 К) – температура в воздухосборнике, принимается как предельно допустимая;

DP=1 кгс/см² – колебания давления в воздухосборнике;

z = 120 – число включений компрессора в час, принимается как предельно

возможное для наиболее неблагоприятного случая;

T₀= 273+20=293 К – температура всасываемого воздуха.

При подстановке всех значений имеем:

Сети компрессорного воздуха

Межцеховые сети сжатого воздуха обычно прокладывают по тупиковой схеме, преимущественно в земле ниже уровня промерзания грунта и не выше 0, 8м от поверхности.

Надземная прокладка воздуховодов осуществляется только в особых случаях (высокие грунтовые воды, скальный грунт, снабжение воздухом не от магистрали, а от соседнего цеха).

Трубопроводы сжатого воздуха обычно прокладывают по тем же трассам, что и пара, газа, горячей воды, мазута и т.д. При этом нельзя допускать перегрева воздуха выше 180⁰С (температура вспышки паров масла).

Для удаления конденсирующейся влаги воздуховоды прокладывают с уклоном не менее 0, 003 и в низких точках оборудуют дренажными устройствами. Для расчета диаметра труб межцеховой сети определяют расход сжатого воздуха на отдельных ее участках. Ориентировочно диаметр труб в зависимости от расхода воздуха определяют по справочным таблицам.

Таблица 19.3 - Рекомендации к выбору диаметра воздуховодов

Расход воздуха, м³/мин
Диаметр трубы, мм	50-80	80-100		100-125	125-150	150-200	200-250	250-300

Предельная скорость сжатого воздуха в трубопроводах не выше 25 м/с.

Общая потеря давления от компрессора до наиболее удаленного цеха не должна превышать 10% от рабочего давления компрессорной станции.

В магистральных воздуховодах применяют трубы диаметром не менее 50мм.

Внутрицеховые сети сжатого воздуха прокладывают по кольцевой схеме, это более надежно.

При прокладке внутрицеховых сетей обязательно предусматривают дренаж для удаления влаги и масла.

Для предотвращения попадания сконденсировавшейся влаги из цеховой магистрали, отводы потребителям присоединяют сверху или сбоку под острым углом.

Для надежного поступления воздуха к потребителям, удаленным от ввода, скорость в цеховых воздухопроводах принимают равной не более 8-12 м/с и даже 4-8 м/с для воздуховодов малых диаметров.

Во внутрицеховых сетях применяют трубы диаметром не менее 15мм.

Для потребителей с резкими колебаниями расхода, а также для удаленных цехов перед цехом устанавливают воздухосборники.

Гидравлический расчет воздухопроводов ведут по таблицам и номограммам, помещенным в справочниках.

СЖАТЫЙ ВОЗДУХ

⇐ Предыдущая 13 14 15 16 17 181920 21 22 Следующая ⇒