Влияние промежуточного охлаждения на показатели работы турбокомпрессоров Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ГОРНЫЕ МАШИНЫ

© О.В. Замыикий, 2001

УЛ К 621.515

О.В. Замыикий

ВЛИЯНИЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ОХЛАЖАЕНИЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ

Пневматическая энергия до сих пор остается основным видом энергии применяемой для механизации предприятий подземной добычи полезных ископаемых. В тоже время эффективность работы пневматических установок часто далека от возможной. Так, в настоящее время, для преобразования электрической энергии в пневматическую, на горных предприятиях, используются в основном многоступенчатые турбокомпрессоры. Обязательным условием их нормальной эксплуатации является промежуточное охлаждение сжатого воздуха между ступенями, этим достигается существенное уменьшение удельных затрат электроэнергии. Выносные воздухоохладители, применяемые для этих целей, не всегда обеспечивают необходимое охлаждение воздуха. Это связано, в первую очередь, с ухудшением их эффективности из-за загрязнения теплообменных поверхностей накипными отложениями вследствие отсутствия на компрессорных станциях водоподготовки. При этом температура воздуха на выходе их воздухоохладителей, в наихудших случаях, может достигать 75-90 °С (вместо 35 °С). Это неблагоприятно сказывается на показателях работы турбокомпрессоров. Количественная оценка влияния межуточного охлаждения серьезно затруднена сложностью термодинамических процессов происходящих при сжатии воздуха в турбокомпрессоре. Поэтому наиболее рациональным является применение для этих целей компьютерного моделирования режимов турбокомпрессоров [1].

Моделировались режимы работы турбокомпрессора К500-61-5 в зависимости от

ры воздуха на выходе из промежуточных воздухоохладителей. Целью исследований являлось получение газодинамических характеристик турбокомпрессора в зависимости от указанных выше факторов, а также оценить влияние последних на удельные затраты электроэнергии. Для этого температура воздуха на выходе из обоих воздухоохладителей при номинальной объемной производительности (0=525

м /с), варьировалась в пределах 35-75 оС, изменением коэффициента эффективности воздухоохладителей цэ] и т]э2. Начальные условия приняты номинальными (начальная температура и давление воздуха, 20 оС и 0,98-105 Па, соответственно). Температура охлаждающей воды принята равной начальной температуре воздуха [2].

На рис. 1 приведены характеристики турбокомпрессора К500-61-5 в зависимости от температуры воздуха на выходе из промежуточных воздухоохладителей, полученные при помощи компьютерного моделирования. Кривые, проведенные сплошной линией соответствуют нормальной температуре воздуха (35 оС при номинальном режиме).

В табл. приведены сведения о влиянии промежуточного охлаждения на показатели работы турбокомпрессора в процентах по отношению к показателям при нормальном охлаждении (производительность номинальная).

Как видно из табл. абсолютное давление воздуха на выходе из компрессора уменьшается примерно на 8-9 % на каждые 10 оС увеличения температуры воздуха, потребляемая мощность при этом снижается на 1,5-1,6 %, что приводит к увеличению удельных затрат электроэнергии (рис. 2).

Таким образом, повышение температуры воздуха после промежуточных воздухоохладителей на 10 оС, в диапазоне давлений 0,7-0,8 МПа, приводит к увеличению удельного расхода электроэнергии в среднем на 0,6-0,8 %. При этом перерасход электроэнергии на один турбокомпрессор может составить 450-600 кВт-ч в сутки. Производительность снижается на 2-3 %.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Замыцкий О.В. Компьютерное

моделирование режимов много-

ступенчатых турбокомпрессо-

ров// Горный информационно-

аналитический бюллетень. - М:

Изд-во МГГУ. 2001. №??, , С. ??-??.

2. Замыцкий О.В. Влияние температуры окружающей среды на эффективность производства

сжатого воздуха для горных машин// Горный информационноаналитический бюллетень. - М: МГГУ. - 2001. № , , С. - .

,. изотермический, д.ед.

1,2 Па 1,1

cp 1

е

|Е 0,9 <2

ол 0,8

с

б

ен 0,6

л в

S 0,5 0,4

300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 Производительность объемная Q, м3/мин

--------------35

--------------45

--------------55

------------65

.............75

Производительность объемная Q, м3/мин

--------------35

--------------45

--------------55

-------------65

.............75

--------------35

--------------45

--------------55

--------------65

..............75

Таблица

ВЛИЯНИЕ ОХЛАЖЛЕНИЯ ВОЗЛУХА В ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ОХЛАЛИТЕЛЯХ

Температура воздуха после охладителей, С° Изменение параметров турбокомпрессора

Производительность объемная, м3/мин Давление абсолютное, % Мощность потребляемая, % К.п.д. изотермический, %

35 525

45 -8,8 -1,5 -1,78

55 -17,1 -2,9 -3,65

65 -26,4 -4,7 -6,05

75 -33,0 -6,2 -8,23

35

-45

■55

65

-75

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Замыцкпй Олег Владимирович— доцент, кандидат технических наук, Криворожский технический универ-

ситет