Компрессор с производительностью q = 0,6 нм³/мин и давлением p = 0,80 МПа — каков годовой объём вырабатываемого воздуха?

Понимание производительности и параметров давления воздушного компрессора

Прежде чем рассчитать годовой объём производства сжатого воздуха компрессором, необходимо прежде всего точно уяснить основные параметры, указанные на шильде оборудования. В условии задачи…q=0,6 Нм³/минПредставляет собой объёмный расход (производительность) воздушного компрессора; при этом «Nm³» означает нормальный кубический метр — объём газа при стандартных условиях (обычно 0 °C и 1 атмосфера). Это означает, что данный воздушный компрессор способен выдавать 0,6 нормального кубического метра сжатого воздуха в минуту.

Параметрp= 0.80MPaОбозначает давление на выходе, то есть уровень давления при отборе сжатого воздуха. При расчёте общего объёма выработки газа, поскольку расход на выходе уже приведён к объёму в стандартных условиях (Nm³), параметр давления используется главным образом для оценки требований к напору в сети и соответствия конечного газопотребляющего оборудования; он не участвует непосредственно в расчёте произведения на стандартный объём выработки.

Теоретическая формула расчёта годового объёма производства газа

Основой расчёта теоретической годовой производительности по газу является произведение номинальной производительности оборудования на фактическое время его работы. Основная расчётная формула следующая:

Годовой объём производства газа (нм³/год) = объём отбора газа в минуту (нм³/мин) × 60 минут × количество рабочих часов в день (ч/день) × количество дней работы в год (дн/год)

Ввиду значительных различий в системах планирования производственных смен между предприятиями годовой объём производства газа не имеет единого, абсолютно фиксированного нормативного значения; он должен оцениваться по категориям с учётом фактических эксплуатационных условий.

Оценка годового объёма производства газа при различных режимах эксплуатации

Исходя из номинальной производительности по отбору газа в 0,6 нм³/мин, стандартный объём производства газа в час составляет 0,6 × 60 = 36 нм³/ч. Ниже приведены теоретические годовые объёмы производства газа при нескольких распространённых режимах промышленной эксплуатации:

• Круглосуточная непрерывная работа в течение всего года (24 часа в сутки, 365 дней в году): Подходит для химической промышленности, непрерывного производства и других отраслей, работающих без остановки. Годовой объём производства газа = 36 × 24 × 365 =315 360 нм³.
• Работа в две смены (16 часов в день, 250 дней в год): Подходит для предприятий с двухсменным режимом работы, осуществляющих традиционную механическую обработку, сборку и т. п. Годовой объём производства газа = 36 × 16 × 250 =144 000 нм³.
• Работа в одну смену (8 часов в день, 250 дней в год): Подходит для предприятий лёгкой промышленности, небольших перерабатывающих заводов и других организаций с обычным дневным графиком работы. Годовой объём производства газа = 36 × 8 × 250 =72 000 нм³.

Факторы отклонения фактического объёма газообразования от теоретического значения

В реальных промышленных условиях фактическая годовая производительность воздушного компрессора обычно несколько ниже указанных выше теоретических расчётов. Основными факторами, влияющими на это, являются:

• Изменение условий окружающей средыПовышение температуры всасываемого воздуха или увеличение высоты над уровнем моря приводит к снижению плотности воздуха, что в свою очередь уменьшает фактическую массу всасываемого воздуха и влияет на номинальный объём выпуска.
• Старение и износ оборудованияС увеличением времени эксплуатации износ ротора компрессора и ухудшение герметичности газовых клапанов приводят к снижению объёмной эффективности и ослаблению производительности по подаче.
• Утечка в системе и перепад давленияМалые утечки в системе трубопроводов, а также перепады давления, возникающие в фильтрах и осушителях, приводят к снижению фактически доступного на конечном участке объёма рабочего газа.
• Время загрузки и выгрузкиЕсли воздушный компрессор работает не на номинальной частоте и при полной нагрузке, а находится в состоянии частых циклов загрузки‑разгрузки, его средний фактический объём выдаваемого воздуха будет ниже номинального значения.

Поэтому при планировании потребления газа в производственных цехах или расчёте энергопотребления рекомендуется умножать теоретически рассчитанные значения на коэффициент комплексной эффективности, равный 0,85–0,95, чтобы получить данные о годовом объёме производства газа, более соответствующие реальным условиям.