Pelajar, pelajar siswazah, saintis muda yang menggunakan pangkalan pengetahuan dalam pengajian dan kerja mereka akan sangat berterima kasih kepada anda.
Disiarkan pada http://www.allbest.ru/
1. Asas teori teknologi pemampatan udara
2. Penggunaan udara termampat dalam loji metalurgi
3. Ciri-ciri unit pemampat
4. Penjimatan tenaga udara termampat dalam pengeluaran perindustrian
5. Sistem bekalan udara loji Zaporizhstal. Mengurangkan kos pengeluaran udara termampat
6. Sistem kawalan automatik untuk pemampat di loji Zaporizhstal
Bibliografi
1. Asas teori teknologi pemampatan udara
loji pemampat metalurgi udara
Pengeluaran udara termampat dalam industri metalurgi melaksanakan fungsinya yang paling kuno - ia mengambil bahagian dalam proses teknologi sebagai reagen yang mengandungi oksigen. Fungsi utama udara termampat dalam metalurgi adalah bertiup, i.e. bekalan udara termampat kepada pelbagai unit pengeluaran - relau letupan, relau perapian terbuka, penukar. Tiupan adalah faktor yang perlu proses teknologi dalam unit ini, kerana tanpa udara, atau sebaliknya tanpa oksigen, tiada pembakaran
Udara termampat digunakan secara meluas dalam industri sehinggakan sebarang senarai kegunaannya tidak lengkap. Tiada pengeluaran perindustrian atau individu boleh dilakukan tanpa udara termampat; tiada hospital, hotel, loji kuasa atau kapal boleh berfungsi tanpanya. Ia digunakan dalam industri perlombongan, makmal, lapangan terbang dan pelabuhan. Udara termampat diperlukan untuk pengeluaran makanan dan untuk pengeluaran simen, kaca, kertas dan tekstil, dalam pemprosesan kayu dan industri farmaseutikal.
Penggunaan udara termampat memungkinkan untuk mekanisasi dan mempergiatkan beberapa proses teknologi dalam industri. Penggunaan meluas udara termampat sebagai pembawa tenaga telah dipermudahkan oleh sifat-sifat istimewanya: keanjalan, ketelusan, tidak berbahaya, tidak boleh terbakar, ketidakupayaan untuk terpeluwap, pemindahan tekanan yang cepat dan bekalan yang tidak terhad dalam alam semula jadi. Walau bagaimanapun, pengeluaran udara termampat adalah proses yang mahal, kerana ia memerlukan sejumlah besar tenaga elektrik untuk memacu pemampat. Di beberapa perusahaan, penggunaan tenaga elektrik untuk pengeluaran udara termampat mencapai 20 ... 30% daripada jumlah tenaga elektrik yang digunakan.
Udara termampat digunakan oleh: semua jenis mesin dan peranti dengan pemacu dan kawalan pneumatik. Alat pneumatik digunakan untuk meregang, menyembur, menggilap dan mengasah, menumbuk, meniup, membersihkan, menggerudi dan bergerak. Proses dan teknologi kimia, teknikal dan fizikal yang tidak terkira banyaknya dikawal menggunakan udara termampat.
Tidak menggunakan udara termampat sebagai sumber tenaga adalah mustahil dalam dunia teknologi tinggi kita.
Tetapi apakah udara termampat?
Udara termampat ialah udara atmosfera termampat. Udara atmosfera ialah udara yang kita sedut. Ia adalah campuran pelbagai gas: 78% nitrogen,21% oksigen dan1% gas lain.
Keadaan gas diterangkan oleh tiga parameter: tekananR suhuT isipadu tertentuVtakdirisipadu
Udara tekanan sederhana diperlukan untuk memulakan enjin diesel marin utama dan/atau tambahan, penjana di loji kuasa diesel. Udara yang dimampatkan kepada 30-40 bar digunakan dalam industri, sebagai contoh, untuk menguji produk untuk ketat dan kekuatan, serta untuk pengeluaran bekas polimer (iaitu, dalam industri PET).
Tekanan tinggi diperlukan dalam kebanyakan aplikasi untuk menyimpan jumlah besar udara termampat dalam bekas sekecil mungkin. Contohnya, untuk menerima dan menyimpan udara atmosfera dalam kapal tekanan 225 dan 330 bar, yang digunakan oleh penyelam skuba, penyelam profesional, penyelamat dan bomba.
Penggunaan udara termampat tekanan tinggi dalam kombinasi dengan suhu tinggi mewujudkan keadaan optimum untuk mengecat produk dengan cat yang mengandungi plumbum. Dalam metalurgi, apabila mengeluarkan skala, udara termampat memacu pancutan air bertekanan tinggi. Dalam hidrometalurgi, udara termampat digunakan dalam pengeluaran autoklaf nikel, tungsten.
Pemampat tekanan tinggi digunakan dalam penerokaan, pembangunan, operasi dan penyelenggaraan deposit, dalam pembinaan baru dan pemodenan kemudahan industri minyak dan gas sedia ada, dalam latihan kakitangan teknikal dalam pengendalian sistem saluran paip. Udara termampat digunakan untuk membersihkan dan mengeringkan saluran paip, semasa kerja pembaikan pada saluran paip sedia ada, serta semasa kerja mengimpal pada saluran paip baru, apabila perlu untuk memastikan ketat jahitan.
Dalam pencawang pengubah agihan, pemampat tekanan tinggi (100-420 bar) digunakan untuk mengaktifkan suis elektrik yang mengawal bekalan elektrik yang dihantar dari pencawang kepada pengguna akhir. Udara termampat kering digunakan untuk mengasingkan suis kuasa daripada udara ambien kelembapan yang tinggi. Udara termampat memadamkan arka voltan tinggi dalam pemutus litar voltan tinggi dalam pecahan sesaat.
Di stesen janakuasa daerah negeri, loji kuasa haba, udara termampat digunakan untuk pengudaraan dan pembersihan simpanan bahan mentah daripada habuk arang batu, membersihkan bilik dandang daripada jelaga yang terbentuk semasa pembakaran bahan api hidrokarbon, dan membersihkan permukaan dalaman cerobong daripada mendapan karbon . Udara termampat digunakan untuk menghidupkan dan menghentikan turbin, untuk menyejukkan wap yang telah habis dalam turbin stesen janakuasa daerah negeri. Di HPP, udara yang dimampatkan kepada 40-70 bar dalam kombinasi dengan hidraulik memungkinkan untuk melaraskan kuasa yang dihasilkan oleh hidroturbin. Pembetulan disediakan dengan menukar kedudukan bilah pendesak dan bilah pemandu, menukar keratan rentas muncung turbin hidraulik.
Pengeluaran udara termampat adalah sangat intensif tenaga kerana kecekapan pemasangan yang rendah.
Mesin yang digunakan untuk menghasilkan udara termampat dicirikan oleh kapasitinya (bekalan) V(m3/s) dan nisbah tekanan _. Aliran (kapasiti) pemampat dikira dengan formula
dengan l ialah kadar suapan, dengan mengambil kira penurunan produktiviti mesin dalam proses sebenar; V t - bekalan teori. Hari ini, daripada 25% hingga 40% daripada tenaga elektrik yang digunakan di perusahaan diambil kira oleh pengeluaran udara termampat. Malangnya, kebanyakan sistem penyediaan dan pengangkutan udara termampat yang digunakan secara tradisional sangat tidak cekap - kecekapan keseluruhannya tidak tidak melebihi 20%. Sehubungan itu, peningkatan dalam kecekapan sistem ini akan memungkinkan untuk mencapai penjimatan yang ketara dalam sumber tenaga.Pekali bekalan l didapati oleh formula
di mana s v -- kecekapan isipadu pemampat, yang mencirikan penurunan produktiviti akibat pengisian silinder atau ruang antara bilah yang tidak lengkap (dengan peningkatan dalam tekanan akhir hlm 2 _v berkurangan, dan dengan peningkatan ketara dalam tahap peningkatan tekanan, ia menjadi sama dengan sifar dan bekalan berhenti), untuk pemampat salingan _з v= 0.7...0.9; h hlm mengambil kira pengurangan aliran akibat rintangan saluran sedutan (saluran udara, penapis udara, penyahlembap), hlm= 0.8...0.95; h t mengambil kira pengurangan prestasi pemampat akibat pemanasan udara yang memasuki pemampat akibat sentuhan dengan dinding logam panas, t= 0.9...0.95; h w mengambil kira pengurangan aliran akibat kelembapan udara masuk, w= = 0.98...0.99; zn mengambil kira pengaruh kebocoran dan limpahan udara, zn = 0.95...0.98. Udara termampat, kerana sifatnya, berbeza dengan ketara daripada sumber tenaga lain:
1. Udara termampat tidak mempunyai nilai kalori sendiri, yang mencirikan isipadu wap dan bekalan haba;
2. Udara termampat tidak mempunyai nilai kalori, yang merupakan ciri utama semua jenis bahan api;
3. Udara termampat tidak digunakan dalam tindak balas kimia seperti oksigen dan bahan api pepejal;
4. Oleh kerana sifat berbilang komponennya, udara termampat tidak boleh digunakan untuk membentuk persekitaran perlindungan seperti nitrogen dan argon;
5. Udara termampat tidak mempunyai tinggi haba tentu(sebagai air), yang mencirikan isipadu pengepaman air industri;
6. Udara termampat, sebahagiannya, seperti elektrik, digunakan dalam pemacu pelbagai prinsip operasi untuk transformasi kepada kerja mekanikal;
7. Ciri tersendiri ialah kemungkinan menukar tenaga kinetik jet pembawa tenaga (penerima jet udara) kepada tenaga mekanikal.
Kesemua perbezaan ini menentukan spesifik penggunaan udara termampat sebagai sumber tenaga. Ciri utama sumber ialah keupayaan untuk melaksanakan kerja mengikut unit volum pada parameter operasi. Ini membayangkan pergantungan langsung penggunaan sumber pada ketumpatannya dalam keadaan termampat. Sebaliknya, ketumpatan udara yang digunakan bergantung pada tekanan dan suhu.
Sifat udara termampat yang disenaraikan di atas sebagai sumber tenaga dan ciri khusus pengeluarannya menentukan keperluan untuk mengatur kerja penjimatan tenaga pada pengguna, dalam rangkaian dan pada sumber udara termampat. Adalah perlu untuk mencari dan melaksanakan cara yang paling berkesan untuk menjalankan kerja ini, bertujuan untuk menukar dan menyesuaikan sistem pengedaran (konfigurasi dan parameter rangkaian udara termampat) dalam menghadapi perubahan struktur pengguna utama dan keperluan yang sentiasa berubah untuk parameter sumber.
Di loji metalurgi, sumber udara termampat adalah stesen pemampat kedai oksigen dan peralatan pemampat tempatan yang dipasang terus di subbahagian loji. Spesifik pengedaran udara termampat ialah panjang rangkaian yang ketara, keperluan berbeza untuk parameter udara termampat (tekanan, tahap pengeringan) untuk pengguna, serakan geografi sumber dan pengguna utama.
Salah satu pengguna utama tenaga elektrik dalam pengeluaran oksigen perusahaan metalurgi besar ialah pemampat. Pada asasnya, pemampat berbilang peringkat emparan dengan penyejukan udara perantaraan antara peringkat jenis K-1700, K-1500, K-500, K-250 adalah digunakan untuk pemampatan udara.
2. Penggunaan udara termampat dalam loji keluli
Udara termampat memainkan peranan yang sama penting dalam pembuatan keluli. Dalam relau perapian terbuka, jika proses peleburan besi adalah proses pengurangan, maka peleburan keluli daripada besi tuang dan besi buruk adalah proses pengoksidaan. Apabila keluli dilebur, kekotoran dikeluarkan - karbon, silikon, mangan, yang teroksida. Pengoksidaan memerlukan oksigen.
Udara termampat yang dihasilkan di kedai pemampat oksigen digunakan untuk keperluan teknologi di kedai perapian terbuka (25-70%), rolling (15-35%) dan kedai relau letupan (5-15%). Penggunaan udara termampat di kedai relau letupan dengan ketara melebihi penggunaan udara dalam mana-mana industri lain. Jadi, untuk mendapatkan 1 tan besi tuang, kira-kira 3000 m3 udara diperlukan dalam keadaan biasa. Untuk meniup ke dalam relau letupan, udara dengan tekanan 0.3-0.4 MPa diperlukan.
Penggunaan elektrik khusus untuk jenis produk utama ialah:
|
Produk |
Perusahaan metalurgi |
Mkal/t |
Mcal/t |
||
|
15 kWj/t |
|||||
|
Keluli perapian terbuka |
11 kWj/t |
||||
|
Elektrostal |
727 kWj/t |
||||
|
94 kWj/t |
|||||
|
47 kWj/t |
|||||
|
Oksigen |
490 kWj/ths. m 3 |
||||
|
Udara termampat |
550 kWj / ribu m 3 |
||||
|
Mengaglomerat |
37 kWj/t |
Udara termampat diangkut kepada pengguna menggunakan rangkaian saluran paip udara yang dibangunkan, dari stesen blower dan pemampat secara berasingan. Saluran udara ke relau letupan adalah terlindung secara haba, kerana suhu udara selepas mampatan meningkat kepada 200 0 C. Saluran udara ini mempunyai diameter mencapai 2500 mm.
Untuk membakar bahan api dalam pemanggangan, pemanasan dan relau haba, udara termampat dengan tekanan 0.003-0.01 MPa digunakan, dibekalkan oleh peniup emparan (kipas) yang dipasang berdekatan dengan pengguna.
Keperluan umum untuk udara termampat ialah ketiadaan kekotoran mekanikal, kelembapan, wap minyak. Pembersihan dari kekotoran mekanikal dilakukan dengan bantuan penapis, dan dari kelembapan dan wap minyak - dengan menyejukkan udara termampat. Walau bagaimanapun, tidak semua lembapan terpeluwap, dan kehadirannya dalam saluran paip boleh menyebabkan pembentukan palam ais pada musim sejuk. Mendapatkan udara termampat memerlukan kos yang besar (contohnya, kos letupan relau letupan ialah 30% daripada kos besi babi).
SHS perusahaan perindustrian dengan tegas mematuhi definisi sistem di atas, termasuk elemen utamanya: penjana - stesen pemampat, komunikasi udara termampat dan suis pengguna. Ia direka untuk bekalan terpusat pelbagai pengguna industri dengan udara termampat parameter yang diperlukan (tekanan, suhu, kadar aliran, kelembapan) mengikut jadual penggunaan yang diberikan. SVS termasuk stesen pemampat dan peniup, saluran paip dan pengangkutan belon untuk membekalkan udara termampat kepada pengguna, dan peranti pengedaran untuk udara termampat pengguna itu sendiri.
Udara termampat dihidupkan perusahaan industri ia digunakan dalam dua bidang utama: teknologi (untuk peleburan besi dan keluli dalam metalurgi, mendapatkan oksigen dalam pemasangan pengedaran udara, dll.) dan kuasa (untuk memandu pelbagai mesin dan mekanisme dalam kejuruteraan mekanikal, perlombongan, penempaan dan industri lain).
Stesen pemampat untuk pengeluaran udara termampat termasuk peranti untuk pengambilan udara, penyingkiran habuk, pemampat dan motor pemacu, penukar haba penyejukan, peralatan tambahan yang direka untuk pemprosesan udara tambahan (pengeringan, pembersihan, perubahan tekanan, pengumpulan).
Bergantung pada aliran udara dan tekanan yang diperlukan oleh pengguna, stesen dilengkapi dengan pemampat emparan dengan tekanan berlebihan udara termampat 0.35-0.9 MPa dan kapasiti unit 250-7000 m 3 / min atau pemampat omboh, masing-masing, dengan tekanan. 3-20 MPa dan kapasiti unit tidak lebih daripada 100 m 3 / min.
Talian udara termampat mempunyai bahagian jejari (III dalam Rajah 1a) dan anulus (IV dalam Rajah 1b). Yang terakhir digunakan dengan lokasi pengguna yang padat dan tertumpu, serta dengan peningkatan keperluan untuk kebolehpercayaan menyediakan udara termampat kepada pengguna (kedudukan 3).
Apabila udara dibekalkan daripada pemampat salingan, penerima 11 sentiasa dipasang dalam talian udara termampat, yang bertindak sebagai penumpuk dengan perbezaan dalam kadar aliran udara yang dihasilkan oleh pemampat dan diperlukan oleh pengguna. Untuk SHS dengan pengecas turbo, peranan tangki simpanan dimainkan oleh saluran paip, diameter dan panjangnya agak besar. Skim bekalan udara yang paling biasa untuk pengguna teknologi besar udara termampat (contohnya, relau letupan) ditunjukkan
nasi. 1 .1 Skim bekalan udara perusahaan perindustrian
Rajah 2.1 Skim bekalan udara kepada pengguna besar udara termampat
Bahagian penggunaan tenaga utama untuk pengeluaran udara termampat untuk pelbagai keperluan adalah antara 5 hingga 30% daripada jumlah penggunaan tenaga untuk pengeluaran produk teknologi akhir.
Kepentingan besar udara termampat sebagai pembawa tenaga juga ditentukan oleh fakta bahawa kebolehpercayaan dan, dalam beberapa kes, keselamatan proses teknologi bergantung pada kebolehpercayaan sistem bekalan udara.
Gangguan bekalan udara dalam kebanyakan kes membawa kepada kemalangan besar di perusahaan.
Unit pemampat terbesar, kedua-dua pemampat salingan dan turbo, juga tertumpu dalam metalurgi. Sebahagian daripada mereka, sebagai contoh, KTK-25 dan KTK-12.5, direka khusus untuk relau letupan loji metalurgi ferus. Di perusahaan metalurgi, peratusan terbesar pemampat turbo daripada jumlah mesin pemampat, dan bahagian pemampat salingan adalah kira-kira 20% dan terdapat kecenderungan untuk berkurangan.
Bahagian penggunaan tenaga untuk pengeluaran udara termampat di perusahaan adalah 5-7% daripada jumlah penggunaan tenaga untuk pengeluaran produk utama bengkel, perusahaan, dan penggunaan tenaga khusus untuk pengeluaran udara termampat adalah dari 80 hingga 140 kWj / 1000 m 3 (bergantung pada jenis pemampat , penyejukan dan keadaan operasi).
Penggunaan udara termampat seunit pengeluaran untuk pengguna teknologi terbesar ialah: untuk pengeluaran besi babi 800-1000 m 3 / t besi babi, keluli perapian terbuka 60-140 m 3 / t keluli, keluli penukar 30 m 3 / t keluli, keluli elektrik 70 m 3 / tan keluli, di kilang penggelek 20 50 m 3 / t produk bergulung. Kuantiti besar penggunaan udara termampat oleh pengguna individu dan rejim penggunaan teknologi individu membawa kepada keperluan untuk susun atur blok pemampat dan unit proses dengan kawalan individu dan lokasi pemampat pada pengguna.
Setanding dari segi mutlak untuk metalurgi ferus ialah penggunaan udara termampat di perusahaan metalurgi bukan ferus, walaupun industri ini tidak mempunyai pengguna individu yang besar seperti relau letupan atau penukar. Ini menerangkan pelbagai jenis mesin tiupan yang digunakan untuk bekalan udara: pemampat salingan, turbocompressor, dan terutamanya peniup dengan tekanan nyahcas 0.15 hingga 0.25 MPa, berbeza dalam prestasi dan tekanan.
Pengguna besar udara termampat tertumpu di faundri dan kedai penempaan loji binaan mesin (mesin peletupan pasir, penekan, rammer, penggetar, mesin kerepek).
Juga, pengguna udara termampat tertumpu di fauri dan kedai penempaan. Pelbagai jenis pengguna kecil, penyatuan mod operasi mereka menentukan jadual penggunaan udara yang kompleks, dicirikan oleh ketidaksamaan harian dan mingguan yang ketara. Kuantiti udara termampat yang banyak digunakan oleh unit pengasingan udara (ASU). Pengguna jenis ini boleh dianggap secara berasingan dan sebagai sub-industri.
Keanehan penggunaan oleh stesen pemisah udara ditentukan oleh spesifik ASP itu sendiri, yang mod operasinya sukar dikawal. Oleh itu, lengkung beban pemampat udara untuk ASU adalah malar. Parameter udara termampat sebagai bahan mentah untuk loji pengasingan udara adalah berbeza-beza dan juga ditentukan oleh jenis loji.
Loji kapasiti besar dan tekanan rendah dengan penggunaan udara tunggal (20000 90000) m 3 / j diservis oleh pengecas turbo K-1500-62-2, K-250-41-2, K-500-42-1. Dalam pemasangan produktiviti sederhana dan rendah, tekanan udara yang digunakan boleh menjadi 3 20 MPa, dan untuk omboh ASU ini dan, baru-baru ini, pemampat skru digunakan.
Ia adalah tipikal untuk ASP bahawa kos tenaga untuk pemampatan udara, bergantung pada jenis pemasangan, berkisar antara 70 hingga 90% daripada jumlah penggunaan tenaga pemasangan.
Pembekalan pengguna di perusahaan perindustrian dengan udara sebahagian besarnya dijalankan daripada pemasangan dan stesen bekalan udara tempatan. Sistem bekalan udara berpusat biasa digunakan hanya untuk beberapa parameter individu, terutamanya udara pemampat. Biasanya, perusahaan perindustrian dilengkapi dengan satu atau lebih stesen pemampat yang menyediakan semua pengguna dengan udara termampat dengan tekanan 4-7 atm. Udara parameter lain dibekalkan kepada pengguna daripada pemasangan tempatan. Struktur skim bekalan udara ini disebabkan oleh beberapa pertimbangan. Pertama, kebanyakan pengguna memerlukan setiap parameter udara khusus mereka. Sangat sukar untuk menyediakan keseluruhan set parameter ini dengan bekalan udara berpusat. Pengangkutan udara dari stesen bekalan udara biasa akan memerlukan sejumlah besar saluran paip panjang dan bercabang dengan diameter berbeza, melintasi wilayah loji ke semua arah. Kos membina keseluruhan sistem ini akan menjadi sangat tinggi. Kedua, pengangkutan udara berjisim besar pada jarak jauh akan menyebabkan kehilangan tekanan yang besar dan, oleh itu, memerlukan pemasangan mesin tekanan tinggi dan pembaziran tenaga yang besar. Ketiga, peraturan aliran udara atau tekanan parameter ini, memandangkan bilangan pengguna besar udara ini yang kecil dan pengaruh bersama mereka, akan menjadi sangat rumit.
Sebilangan besar pengguna metalurgi, terutamanya yang besar, dibekalkan dengan udara dari pemasangan mereka sendiri. Dalam kes ini, pemasangan atau stesen boleh berfungsi sama ada unit berasingan (contohnya, relau) atau sekumpulan unit, kebanyakannya daripada jenis yang sama.
3. Ciri-ciri unit pemampat
Rajah 3.1 menunjukkan gambarajah aliran exergy sistem bekalan udara, dari mana ia dapat dilihat bahawa bahagian terbesar kerugian (sehingga 50%) jatuh pada elemen pertama sistem - stesen pemampat, termasuk kerugian dengan haba sisa daripada penyejukan pemampat, iaitu kira-kira 15% . Dengan mengambil kira kerugian dalam komunikasi () dan pada pengguna (), kecekapan sistem ialah 30%.
Jadual 2.1.
Struktur Kos Semasa
Seperti yang dapat dilihat dari Jadual. 2.1., pelaburan modal dalam struktur pengurangan kos tidak melebihi 8%, yang menunjukkan pentingnya sebarang langkah yang bertujuan untuk meningkatkan prestasi pemampat, untuk pemampat K-500-62-1 atau K-1500-62- 1) boleh membawa kepada pengurangan kos udara termampat sebanyak 5-11%. Penggunaan haba mampatan membawa kepada pengurangan ketara dalam kos udara termampat sebanyak 15-25%.
Udara termampat digunakan dalam pencawang elektrik untuk menggerakkan penggerak pneumatik suis dan pemutus. Dalam pemutus litar udara, udara termampat digunakan untuk memadamkan arka elektrik dan mengalihkan rongga dalaman pemutus litar untuk menghilangkan lembapan yang termendap padanya. Dalam pemutus litar dengan pemisah berisi udara, serta dalam pemutus litar VVB, VNV dan siri lain, udara termampat bertindak sebagai medium penebat utama antara sesentuh utama pemutus litar dalam kedudukan mati.
Tenaga berpotensi disalurkan ke udara semasa pemampatannya dan kemudian digunakan dalam penggerak pneumatik untuk melakukan kerja mekanikal. Tenaga potensi ditukar menjadi tenaga kinetik jet mengembang udara termampat.
Untuk pengendalian pemasangan udara, udara termampat terkumpul di dalam tangki pemasangan ini. Sebaliknya, tangki diisi semula daripada sistem yang direka untuk menghasilkan udara termampat.
Pemilihan skim pengedaran optimum dan mod pengeluaran rasional dan penggunaan udara termampat membawa kepada penjimatan, yang tidak boleh tetapi mempunyai kesan yang ketara terhadap keseimbangan tenaga perusahaan secara keseluruhan. Memandangkan pengeluaran udara termampat menggunakan tenaga elektrik, penjimatannya memerlukan pengurangan kos pembelian sumber tenaga.
Satu ciri pengeluaran udara termampat ialah prestasi peralatan pemampat bergantung pada perubahan bermusim dalam ketumpatan udara atmosfera (pada musim panas, ketumpatan udara adalah 15-17% lebih rendah daripada musim sejuk) dan tekanan pelepasan.
Peningkatan tekanan daripada 5.0 kepada 6.0 kgf/cm2 membawa kepada penurunan produktiviti pemampat sebanyak 4-7%, manakala kos tenaga untuk pemampatan meningkat sebanyak 7-10%. Faktor penting yang menjejaskan operasi peralatan pemampat secara negatif ialah penggunaan udara termampat yang tidak teratur, yang jumlahnya mencapai sehingga 40% di beberapa stesen pemampat. Untuk memastikan operasi pengguna yang stabil, dengan kehadiran jumlah penggunaan tidak teratur yang ketara, kakitangan stesen pemampat terpaksa mengekalkan peningkatan tekanan udara termampat pada sumber. Di samping itu, beban bergantian pada peralatan dengan kitaran "memunggah dan memunggah" pemampat yang kerap membawa kepada kegagalan pramatang komponen individu, pemulihan yang memerlukan sumber kewangan, masa dan kos buruh yang ketara.
Ciri-ciri tenaga pemampat
Pada rajah. Rajah 4 menunjukkan ciri tenaga pemampat K-1500 sejurus selepas pemprosesan TSP CCD. Julat prestasi - 70...90 tm 3 /j. Julat tekanan ialah 6.0...6.6 kgf/cm 2 . Penunjuk penggunaan elektrik diambil dari meter komponen aktif elektrik. Semua bacaan direkodkan dengan instrumen standard.
Rajah 1 menunjukkan ciri-ciri yang sama berdasarkan keputusan ujian berulang pada 22 Julai 2012. Keadaan ujian adalah lebih teruk daripada yang sebelumnya, kerana suhu udara pengambilan ialah +24°C berbanding +3°C pada 30 April 2012 .
Selepas rawatan, pemampat berfungsi selama 1944 jam. Angka yang sama menunjukkan keluk penggunaan tenaga pemampat pada tahun 2011. Untuk perbandingan yang betul bagi keputusan penggunaan tenaga, nilai yang sama prestasi pemampat, iaitu penggunaan kuasa unit dibandingkan dengan volum pengeluaran yang sama.
Rajah 2 dan 3 menunjukkan perbandingan kadar penggunaan elektrik tertentu pada tiga titik masa (2011, 04/30/12, 07/22/12), dengan tiga nilai tetap pengeluaran udara (75 tm 3 / j, 80 tm 3 /j, 85 tm 3 /j).
Rajah 6 Garis masa pengeluaran udara termampat dipilih pada masa tertentu.
Rajah.7 Pengukuran penggunaan udara termampat pada talian saluran paip perapian terbuka ke perapian terbuka
Pada akhir pengukuran, keputusan berikut diperoleh:
· Aliran puncak di kawasan ini mencapai 12.5 m3/min.
· Walau bagaimanapun, graf menunjukkan bahawa kadar aliran minimum untuk rehat kerja pendek ialah 5.5 m3/min. Semasa rehat ini, pengguna yang dimampatkan memulakan semula ketuhar.
· Berikutan daripada ini bahawa nilai ini sepadan dengan kebocoran dalam rangkaian pneumatik bahagian ini. Sesungguhnya, semasa pemeriksaan visual tapak, kebocoran separa ditemui dalam injap penutup, pelanggaran paip, dalam silinder pneumatik.
· Menolak jumlah kebocoran, kami mendapat penggunaan sebenar dalam had atas sehingga 7 m3/min.
· Kadar aliran purata sebenar adalah antara 3.5 dan 5 m3/min. Asingkan nilai puncak jangka pendek sehingga 2 m3/min di atas nilai purata mengambil masa yang singkat, dalam selang antara 0.5 hingga 1.5 minit. Denyutan jangka pendek penggunaan udara termampat sedemikian mudah dikompensasikan oleh bekalan udara termampat dalam penerima udara daripada jumlah yang tersedia.
· Oleh itu, setelah mengurangkan jumlah kebocoran kepada sekurang-kurangnya 0.5 m3/min, kita boleh mengambil sebagai garis panduan kadar aliran purata dalam bahagian ini sebanyak 6.5 m3/min.
Rajah8 Pengukuran prestasi unit pemampat stesen pemampat.
Pengukuran prestasi unit pemampat telah dijalankan semasa syif kerja untuk mengecualikan pengaruh proses pengeluaran terhadap prestasi dan kebolehpercayaan pengukuran.
Keadaan yang sama dicipta untuk setiap pemampat. Di kedai perapian terbuka, injap dibuka untuk memastikan pelepasan udara termampat ke atmosfera. Pemampat dihidupkan satu persatu mengikut susunan yang ditunjukkan dalam graf di bawah. Masa tertentu telah diperuntukkan untuk pemampat mencapai mod operasi nominalnya. Tolok tekanan kawalan yang dipasang di stesen pemampat dan pada pengumpul udara menjejaki saat apabila tekanan dalam sistem menjadi stabil. Secara kerap, ini ialah tekanan 0.25 MPa (atau 2.5 bar). Selepas bekerja dalam mod ini selama 1-2 minit, agar meter aliran merekodkan prestasi yang stabil, pemampat dimatikan dan prosedur diulang dengan pemampat seterusnya
Keputusan berikut diperolehi:
· Prestasi terbaik didapati dalam pemampat No. 1 dan No. 3 - 18.47 dan 18.8 Nm3/min. masing-masing.
· Prestasi paling teruk pemampat No. 2 -16.65 Nm3/min. dan No 4 - 15.7 18.8 Nm3/min. Penunjuk prestasi rendah menunjukkan keadaan kumpulan omboh yang lemah dan sistem injap unit pemampat ini.
· Dengan peningkatan beban pada pemampat, iaitu, peningkatan tekanan dalam sistem pneumatik kepada tekanan kerja 6.5-7 bar, penunjuk prestasi akan menjadi lebih rendah atas sebab yang dinyatakan di atas.
Pemampat udara pengeluaran oksigen mempunyai pekali masa kerja yang tinggi, penggunaan produktiviti dan pengisian jadual tahunan, manakala stesen pemampat am kurang dimuatkan. Penunjuk yang diperoleh memberikan gambaran umum tentang operasi peralatan pemampat, tetapi tidak menilai sepenuhnya keadaan teknikal dan termodinamiknya.
Untuk menilai kesempurnaan pemampatan udara dalam pemampat yang disejukkan, adalah kebiasaan untuk menggunakan kecekapan, yang bergantung kepada beberapa faktor:
Bilangan kumpulan peringkat-bahagian yang tidak disejukkan;
Tahap peningkatan tekanan penuh;
Darjah peningkatan tekanan bahagian;
Bilangan intercooler4
Kehilangan tekanan di dalamnya;
Suhu udara awal dan air sejuk.
Kecekapan isometrik untuk pemampat ideal dengan 2 intercooler dan jumlah nisbah tekanan 8 ialah 90%. Berdasarkan keputusan tinjauan tenaga instrumental, kecekapan isometrik berjulat dari 61-69%, yang boleh diterima untuk pemampat 70- 80-an Loji Nevsky (NZL ).
Apabila mengira semula daripada kuasa berguna pemampat kepada kuasa elektrik, nilai kecekapan berikut telah diambil:
Kecekapan mekanikal s m \u003d 0.98-0.99;
Kecekapan kebocoran =0.96-0.97;
Kecekapan kereta api gear =0.98-0.99;
Kecekapan motor elektrik z el.dvig. =0.97
Kecekapan keseluruhan, dengan mengambil kira pemampatan udara politropik secara berperingkat, berkisar antara 72-82%.
Prestasi isipadu sebenar pemampat udara pengecas turbo pada musim panas adalah lebih rendah daripada pasport, perkara yang sama boleh dikatakan tentang tekanan di alur keluar pemampat. Operasi pemampat pada tekanan yang lebih rendah daripada yang nominal membawa kepada pengagihan tekanan tidak optimum secara berperingkat. Oleh itu, sisihan tahap peningkatan tekanan daripada yang optimum secara teorinya disertai dengan peningkatan dalam kerja khusus pemampat dan, secara amnya, membawa kepada penggunaan tenaga elektrik yang terlalu tinggi.
Intercooling udara yang tidak cekap dengan air dalam penukar haba juga membawa kepada peningkatan dalam kerja khusus pemampatan secara berperingkat dan kepada peningkatan dalam penggunaan kuasa.
Keputusan pemampat udara K-1500-62-2 telah dibentangkan.Data menunjukkan bahawa udara kurang penyejukan kepada suhu awal 35-40 0 C membawa kepada peningkatan kuasa yang digunakan sebanyak 1.5 dan 1.3 MW.
Kemungkinan penurunan dalam kerja khusus pemampatan dan kuasa elektrik pemampat udara akibat penyejukan udara kepada 40 dan 35 0 С. %.
Angka tersebut menunjukkan bahawa lebih 10 tahun operasi pemampat, kos tenaga yang diperlukan untuk mengendalikan sistem dengan ketara melebihi pelaburan awal. Angka ini menunjukkan bahawa penyelenggaraan menyumbang 7% daripada jumlah kos, tetapi adalah perlu untuk mencapai kecekapan maksimum mana-mana pemampat. Dalam loji perindustrian biasa, udara termampat menyumbang sehingga 10% daripada jumlah kos tenaga, dengan sesetengah industri mempunyai bahagian yang lebih tinggi.
Struktur kos ditentukan oleh keadaan tertentu. Bentuk anggarannya ditunjukkan dalam Rajah. satu.
Bahagian terbesar kos adalah bayaran untuk tenaga elektrik yang digunakan oleh pemampat. Jumlah ini ditentukan oleh dua faktor utama:
Tenaga yang dilaburkan untuk memampatkan 1 m3 udara, bergantung pada tekanan nyahcas (Gamb.),
Kos satu kilowatt-jam elektrik.
Jadi, dengan kos kilowatt-jam sebanyak 88 kopecks. dan tekanan pelepasan 7 bar, kos elektrik yang diperlukan untuk menghasilkan 1 m3 udara termampat ialah 1.2 UAH. Ini adalah had bawah julat kos setiap meter padu udara, apabila kos peralatan dan kos operasi tidak diambil kira. Malah, dengan mengambil kira item kos lain, jumlah kos 1 m3 udara termampat melebihi komponen "elektrik" sebanyak 1.5 - 2 kali ganda. Oleh itu, kos udara termampat adalah secara purata 1.4 UAH/m3. Sudah tentu, penyelewengan yang ketara daripada anggaran ini mungkin disebabkan oleh keadaan dalam perusahaan tertentu - kos satu kilowatt-jam, kos peralatan, kos penyelenggaraan, dll. Berbekalkan data ini, seseorang boleh menganggarkan tahap kerugian yang berkaitan dengan kebocoran udara. Mari kita pertimbangkan contoh khusus dari amalan audit pneumatik - barisan pembungkusan untuk produk kosmetik, yang terdiri daripada enam mesin. Pada rajah. 3 menunjukkan rekod aliran udara termampat yang memasuki talian.
Rajah dengan jelas menunjukkan dua mod operasi talian:
1. Talian sedang berjalan dengan kadar aliran udara puncak 6 - 7 m3/min.
2. Talian tidak bergerak, sementara ia menggunakan kira-kira 1 m3/min. Menurut dokumentasi, penggunaan udara mesin dalam mod berhenti hendaklah sifar. Malah, walaupun talian berhenti menggunakan udara termampat secara berterusan akibat kebocoran. Kehilangan udara berlaku dalam sambungan, dalam injap saliran kondensat, dalam pengedar dan penggerak pneumatik yang haus. Oleh itu, purata penggunaan terukur bagi salah satu mesin talian ini ternyata 2.4 kali lebih tinggi daripada yang ditunjukkan dalam dokumentasi. Apabila dimatikan, mesin menggunakan 170% daripada penggunaan udara operasi yang direka bentuk. Kerugian tahunan akibat kebocoran dalam barisan pembungkusan ini mencapai 260 ribu rubel, dan berpuluh-puluh talian sedemikian boleh beroperasi di perusahaan besar. Penyelesaian yang ideal untuk masalah ini ialah penghapusan lengkap kebocoran, yang, tentu saja, harus diusahakan. Walau bagaimanapun, tidak selalu mungkin untuk mencapai matlamat ini, jadi adalah mungkin untuk mengurangkan sebahagian daripada jumlah kebocoran dengan memotong bekalan udara ke cawangan rangkaian pneumatik yang tidak beroperasi buat sementara waktu. Oleh itu, apabila injap tutup dipasang di salur masuk mesin talian pembungkusan, tempoh bayaran baliknya hanya 2.5 bulan.
4 . penjimatan tenagaudara termampatpengeluaran industri
Keinginan untuk kebebasan tenaga dalam metalurgi memerlukan pengurangan elektrik yang dibeli untuk pengeluaran sumber tenaga sekunder, termasuk udara termampat. Pengeluaran metalurgi termasuk pensinteran (6 mesin pensinteran), relau letupan (4 relau letupan), bengkel perapian terbuka (9 relau) dan bengkel penyediaan komposisi tuang keluli. Pengeluaran rolling termasuk 4 kedai rolling yang direka untuk pengeluaran keluli lembaran gelek panas dan sejuk, jalur keluli, plat tin dan profil bentuk sejuk. Kapasiti pengeluaran maksimum untuk keluli tergelek panas adalah sehingga 3.7 juta tan, untuk keluli tergelek sejuk - 1.1 juta tan, untuk bahagian terbentuk sejuk - sehingga 500 ribu tan.
Mengurangkan produktiviti udara termampat akibat pembinaan peralatan pemampat baru.
Projek ini memperuntukkan pengurangan penggunaan elektrik melalui penggunaan peralatan moden yang cekap tenaga berdasarkan unit pemampat untuk unit pemisah udara Air Liquide untuk pengeluaran oksigen. Pengenalan unit pemampat akan membawa kepada pengurangan penggunaan elektrik sebanyak 1.33 kali berbanding penggunaan semasa iaitu daripada 99.8 kWj/1000 Nm 3 kepada 74.8 kW-g/1000 Nm 3 .
Terma Rujukan Projek
Projek ini menyediakan pembinaan dua unit pemampat baharu dengan pemacu elektrik dengan kapasiti 160 ribu 3 / jam setiap satu.
Projek untuk pembinaan stesen pemampat untuk pemisah udara Air Liquide termasuk pembinaan unit pemampat, motor elektrik mereka, peranti kawalan kelajuan pemampat, sistem penyenyap, peralatan pengambilan udara (injap, penapis, dll.), serta peranti untuk permulaan lembut. Jumlah pengeluaran tahunan (bakal) udara termampat ialah kira-kira 6,000 juta meter loji kuasa. Jumlah kapasiti terpasang motor elektrik kedua-dua pemampat ialah 23.95 MW.
Kecekapan projek
Matlamat utama projek ini adalah untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran udara termampat untuk loji pemisah udara Air Liquide untuk pengeluaran oksigen di JSC Zaporizhstal dan, dengan itu, mencapai pengurangan penggunaan tenaga, khususnya elektrik sebanyak 25 kWj/1000 nm 3 , atau sebanyak 70.1 juta kWj/tahun (dengan pengeluaran 2.8 bilion nm 3/tahun udara termampat pada dua pemampat).
Unit pemampat yang digerakkan oleh motor elektrik untuk pengeluaran dan bekalan udara termampat ke relau letupan
Projek ini melibatkan pengurangan penggunaan tenaga melalui penggunaan peralatan moden yang cekap tenaga berdasarkan unit pemampat untuk relau letupan yang digerakkan oleh motor elektrik. Pengenalan unit pemampat akan membawa kepada pengurangan penggunaan tenaga hampir 2 kali ganda berbanding penggunaan semasa, iaitu: daripada 45.3 kg. t./1000 m 3 sehingga 23.5 kg c.u. n. / 1000 m 3.
DP - relau letupan; ShG - penyenyap; Ko - pemampat; M - motor elektrik; SCP - pemula lembut; URCHO - unit kawalan kelajuan; F - penapis
Terma Rujukan Projek
Projek ini menyediakan pembinaan empat unit pemampat:
· satu dengan kapasiti 6500 m 3 /min untuk relau letupan No. 1;
tiga dengan kapasiti 4200 m 3 / min setiap satu untuk relau letupan No. 3, 4, 5.
Projek pembinaan stesen blower juga termasuk pembinaan unit pemampat, motor elektriknya, peranti kawalan kelajuan pemampat, sistem penyenyap, peralatan pengambilan udara (injap, penapis, dll.), serta pemula lembut.
Jumlah pengeluaran tahunan (perspektif) udara termampat untuk relau letupan ialah 10,000 juta m 3 /tahun.
Ia dirancang untuk menggunakan turboblower sedia ada yang digerakkan oleh turbin stim yang dipasang di CHPP sebagai peralatan blower sandaran. Ia dirancang untuk membekalkan kuasa elektrik kepada pemacu elektrik unit pemampat daripada loji kuasa kitaran gabungan sendiri, yang sedang dalam pembinaan. jumlah kapasiti terpasang motor elektrik empat pemampat ialah 26.39 MW.
Penunjuk teknikal dan ekonomi utama unit pemampat
Kecekapan projek
Objektif utama projek ini adalah untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran udara termampat untuk relau letupan dan dengan itu mencapai pengurangan penggunaan tenaga sebanyak 21.8 kg c.e. t/1000 m3, atau 218 ribu tce tan / tahun (dengan pengeluaran 10,000 juta m 3 / tahun udara termampat
Mengurangkan pengeluaran udara termampat kerana stesen bukan pemampat.
Projek ini menyediakan untuk mengurangkan penggunaan elektrik yang dibekalkan daripada grid dan dihasilkan berdasarkan bahan api fosil melalui pengenalan peralatan cekap tenaga moden berdasarkan turbin tanpa pemampat penggunaan gas (GUBT).
Terma Rujukan Projek
Projek ini termasuk pembinaan satu HUBT dengan kapasiti terpasang 20 MW. Projek untuk pembinaan HUBT untuk relau letupan No. 2 termasuk turbin gas, penjana, kotak gear, hentian masuk dan keluar serta injap kecemasan, sebagai serta sistem penulenan gas relau letupan. Tenaga elektrik yang dihasilkan di GUBT itu dirancang untuk digunakan untuk keperluan sendiri loji metalurgi.
Kecekapan projek
Pengenalan turbin tanpa pemampat penggunaan gas di loji metalurgi akan membolehkan sebahagian daripada tenaga yang dibelanjakan untuk pengeluaran udara termampat untuk relau letupan dengan menggunakan tekanan berlebihan gas relau letupan untuk menjana elektrik. Ini akan meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga primer, serta menjimatkan wang yang dibelanjakan untuk pengeluaran letupan relau letupan.
Matlamat utama projek ini adalah untuk mengurangkan kos pengeluaran udara termampat, atau pembelian elektrik.
Pengenalan DHBT pada relau letupan No. 2 akan membawa kepada penjanaan elektrik bebas bahan api dalam jumlah 123.2 juta kWj/tahun.
Kecekapan purata untuk loji penjanaan kuasa adalah kira-kira 80%.
Penunjuk teknikal dan ekonomi utama GUBT
|
Kapasiti terpasang GUBT, kW |
Kuasa keluaran turbin, kW |
Kuasa keluaran penjana, kW |
Penggunaan relau letupan, m 3 /jam |
Parameter gas relau letupan |
KKD, % |
|
|
3.5 atm 55 o C |
Terdapat tiga sebab penting mengapa perlu menghabiskan masa dan usaha untuk mengurangkan kos dalam sistem udara termampat:
• pengesanan dan penghapusan kebocoran dan penggunaan tidak rasional menjimatkan tenaga dan wang;
Ш meningkatkan kebolehpercayaan dan parameter prestasi sistem udara termampat;
Ø pengurangan penggunaan elektrik dan, oleh itu, pengurangan pelepasan karbon dioksida mengurangkan kesan berbahaya kepada alam sekitar.
Sistem udara termampat cekap tenaga yang direka bentuk dengan baik dan dikendalikan dengan baik boleh menjimatkan puluhan pengguna malah berjuta-juta Hryvnia dalam penjimatan tahunan. Selain itu, ia boleh meminimumkan risiko pemotongan pengeluaran dengan memastikan kebolehpercayaan bekalan udara dan menyelesaikan isu kesihatan dan keselamatan apabila bekerja dengan sistem bertekanan. Setiap Hryvnia penjimatan kos tenaga membawa penjimatan kos yang berterusan, meningkatkan keuntungan dengan berkesan. Daripada semua pembawa tenaga, ia adalah pemodenan sistem udara termampat yang membolehkan untuk mencapai penjimatan segera dalam mana-mana perusahaan. Di samping itu, kebanyakan langkah penjimatan tenaga tidak memerlukan pelaburan modal yang besar.
Soalan berikut sedang dipertimbangkan:
Ø kaedah pengurusan sistem udara termampat yang berkesan;
Ш contoh penggunaan tidak rasional dan penggunaan udara termampat yang tidak produktif;
Ш pengagihan udara termampat dari pemampat ke tempat penggunaan;
Ш cara untuk meningkatkan kecekapan peralatan pemampat;
Ш pengumpulan berkesan udara termampat;
Ш penapisan dan penyahlembapan udara termampat;
Ø pengumpulan dan penyingkiran kondensat.
Lampiran mengandungi glosari, algoritma untuk mengurangkan kos dalam sistem udara termampat, serta senarai soalan yang diperlukan untuk pemilihan peralatan pemampat dan beberapa maklumat latar belakang yang lain.
Dalam jadual. 1 menunjukkan aplikasi udara termampat utama di mana penjimatan boleh dicapai dengan kos minimum dan pelaburan modal yang sedikit. Penjimatan terbesar, biasanya sehingga 30%, boleh dicapai dengan mengurangkan kebocoran, tanpa kos memperkenalkan teknologi baharu. Membangun dan melaksanakan dasar udara termampat seluruh loji ialah cara paling kos efektif untuk mengurangkan kos sistem udara pengendalian. Unsur-unsur dasar sedemikian diperincikan dalam Bahagian 2. Dasar untuk penggunaan sistem udara termampat yang cekap mungkin termasuk banyak (atau semua) keputusan pengurusan yang disenaraikan dalam Jadual 2. satu.
Jadual 1. Peluang Penjimatan Tenaga untuk Sistem Udara Mampat Perindustrian Biasa
Mengaplikasi pendekatan sistem
Sistem udara termampat yang cekap tenaga ialah:
b sentiasa diselenggara dalam keadaan baik dengan penyelenggaraan tetap semua peralatan dan pemantauan parameter operasi;
l direka dengan baik (pelengkapan yang dipilih dengan betul, penapis, pengering, paip dan sambungan paip) untuk mencapai kehilangan tekanan minimum;
ь berfungsi dengan pemantauan berterusan atau tetap dengan penentuan penggunaan tenaga khusus berdasarkan data yang diterima;
b dikendalikan oleh kakitangan yang berpengetahuan tentang kos pengeluaran udara termampat dan terlatih dalam penggunaan cekap peralatan penggunaan udara termampat;
l adalah sebahagian daripada program pengesanan dan pembaikan kebocoran yang berterusan.
Setiap elemen sistem mesti menyumbang kepada penghantaran udara termampat ke titik penggunaan dengan ciri-ciri yang diperlukan dan tanpa turun naik tekanan. Operasi mana-mana elemen yang tidak cekap membawa kepada penurunan dalam parameter operasi sistem dan peningkatan dalam kos operasi. Setiap elemen sistem saling berkaitan dengan elemen lain dan tidak boleh dipertimbangkan secara berasingan.
Contohnya, memasang pemampat baharu yang cekap tenaga akan mempunyai kesan yang sangat terhad jika kadar kebocoran kekal tinggi atau jika prestasi pemampat dihadkan oleh talian bekalan udara bersaiz tidak betul. Kekurangan penyelenggaraan yang betul bagi mana-mana peralatan akan mengurangkan kecekapannya.
Pembelian peralatan cekap tenaga
Sebagai peraturan, peralatan yang lebih cekap kos lebih tinggi daripada rakan sejawatan yang kurang cekap. Pembekal peralatan selalunya tidak dapat memberikan maklumat tentang kos operasi sepanjang jangka hayat peralatan, jadi keputusan pembelian terlalu kerap dibuat berdasarkan harga jualan sahaja. Dasar perolehan berdasarkan pemilihan peralatan yang paling murah sering menghalang kecekapan tenaga dan faedah teknologi baharu. Di negara perindustrian, telah lama difahami bahawa perlu mengambil kira bukan sahaja kos awal peralatan, tetapi juga jumlah kos operasinya, yang sangat penting untuk peralatan intensif tenaga.
Selain mengurangkan penggunaan, cara penting untuk menjimatkan tenaga ialah meningkatkan kecekapan tenaga udara termampat. Biasanya, tekanan udara yang diperlukan di alur keluar pemampat ditakrifkan sebagai tekanan maksimum yang diperlukan oleh pengguna, ditambah kehilangan tekanan dalam talian pneumatik. Ingat bahawa kos udara termampat bergantung kepada tekanan.Oleh itu, mengurangkan tekanan daripada 7 kepada 6 bar mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 10%. Dari sudut pandangan penjimatan tenaga, tekanan yang dihasilkan oleh pemampat haruslah minimum yang diperlukan. Ia bukan perkara biasa bagi sebilangan kecil pengguna yang beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi untuk mengelakkan penurunan umum dalam tekanan dalam rangkaian pneumatik. Sekiranya bahagian udara yang digunakan oleh mereka adalah kecil, tekanan dalam rangkaian pneumatik boleh dikurangkan dengan membekalkan pengguna ini dengan penggalak tekanan tempatan.Dalam contoh yang ditunjukkan dalam rajah, tekanan dalam rangkaian dikurangkan daripada 6 kepada 3 bar, yang mengurangkan kos tenaga untuk pemampatan udara sebanyak 30%. Satu-satunya pengguna yang memerlukan tekanan 6 bar menerimanya daripada penggalak. Cara penjimatan tenaga ini memerlukan justifikasi pengiraan. Hakikatnya ialah penurunan tekanan, dalam satu tangan, mengurangkan penggunaan tenaga khusus untuk pemampatan udara, sebaliknya, ia meningkatkan penggunaan udara termampat, kerana sebahagian daripada kadar aliran digunakan untuk keperluan penguat itu sendiri. Untuk mencari penyelesaian optimum yang memastikan kecekapan maksimum, anda boleh menggunakan, sebagai contoh, program komputer SMC Energy Saving. Meminimumkan tekanan dalam rangkaian pneumatik juga bermakna meminimumkan kehilangan tekanan dalam talian pneumatik. Saiz saluran paip sepadan dengan beban aliran maksimum tertentu yang dibenarkan, dan lebihannya membawa kepada kerugian yang tidak wajar. Jadi, salah satu mesin barisan pembungkusan yang disebutkan di atas disambungkan kepada talian pneumatik biasa dengan paip ½". Dengan aliran operasi 1.9 m3/min, kehilangan tekanan dalam paip ini mencapai 1.1 bar. Kehilangan tekanan yang ketara sedemikian tidak membenarkan untuk mengurangkan tekanan dalam talian dan mengehadkan kemungkinan penjimatan tenaga. Peralihan ke paip ѕ” mengurangkan kehilangan tekanan sebanyak 8 kali. Perlu diingatkan bahawa diameter saluran paip d adalah faktor paling berkuasa yang mempengaruhi kehilangan tekanan Dp: Dr.~ 1/d5 Penyediaan udara termampat adalah faktor penjimatan tenaga yang penting. Bahan cemar yang terkandung dalam udara termampat mempunyai kesan negatif ke atas peralatan: haus pengedap mempercepatkan, mendapan zarah pepejal menghalang penutupan sepenuhnya injap, termasuk dalam peranti saliran kondensat, kondensat terkumpul dalam paip memaksa kakitangan membuka injap longkang untuk melepaskannya atau mengekalkannya secara berterusan ajar - semua ini disertai dengan kebocoran udara termampat. Penapisan tersumbat dengan cepat mengakibatkan kehilangan tekanan yang meningkat, yang mengurangkan kecekapan tenaga. Kepincangan fungsi dehumidifier menyumbang bukan sahaja kepada penampilan kondensat dalam rangkaian pneumatik, tetapi juga kepada penggunaan tenaga yang tidak wajar untuk operasi ketara mereka. Oleh itu, menurut data terkumpul semasa audit pneumatik yang dilakukan di perusahaan yang berbeza, 7 (tujuh!) daripada 10 pengering penyejukan yang beroperasi sebenarnya tidak mengurangkan takat embun, manakala kakitangan menganggapnya berada dalam keadaan baik. Penyediaan udara termampat yang berkualiti tinggi dan rasional adalah perkara wajib dan paling penting dalam senarai langkah penjimatan tenaga. Penjimatan tenaga untuk mengurangkan kos pengeluaran udara termampat dalam perusahaan bergantung bukan sahaja pada operasi pemampat. Adalah perlu untuk memberi perhatian kepada kecekapan dan prestasi semua elemen sistem.Elemen sistem (pemampat, rangkaian pengedaran, penerima, penapis, sistem pengumpulan dan penyingkiran kondensat). Serta pengurusan sistem udara termampat, kes penyalahgunaan dan kehilangan udara termampat diterangkan.
...Kapasiti pemampat ialah isipadu udara yang meninggalkannya, ditukar kepada keadaan sedutan fizikal. Sumber garaj universal udara termampat. Kitaran pemampat satu-silinder tunggal mendatar satu-tindakan tunggal.
abstrak, ditambah 02/04/2012
Penerangan kemudahan rawatan. Pengiraan saluran udara untuk udara tidak termampat. Penentuan kehilangan tekanan akibat geseran dan rintangan setempat di sepanjang dahan terpanjang. Tekanan pada saluran keluar stesen blower. Ketumpatan udara termampat di kawasan tersebut.
kertas penggal, ditambah 03/14/2015
Asas termodinamik proses mampatan, teorem Bernoulli. Prinsip operasi pemampat emparan. Pendikitan sebagai had pemampat fizikal tetap. Bim pemandu masuk. Gambarajah skematik biasa litar udara termampat.
pembentangan, ditambah 28/10/2013
Penyaman udara sebagai penciptaan dan penyelenggaraan automatik parameter dan kualiti udara yang diperlukan di premis yang diservis, tanpa mengira gangguan dalaman dan pengaruh luar. Analisis keperluan asas untuk penyaman udara.
pembentangan, ditambah 04/07/2016
Parameter utama udara yang mencirikan keadaannya ialah: suhu, tekanan, kelembapan, ketumpatan, kapasiti haba dan entalpi. Penentuan grafik dan analitik parameter udara lembap. Penentuan kadar aliran dan parameter udara bekalan.
tesis, ditambah 26/12/2011
Sejarah penciptaan dan perkembangan lanjut teknologi pemampat. Trend dunia dalam pembangunan teknologi udara termampat. Penunjuk klasifikasi dan penilaian yang digunakan dalam kawalan kualiti peralatan pemampat. Terma dan Definisi.
kertas penggal, ditambah 26/04/2011
Kajian tentang spesifikasi dan prinsip operasi sistem pengudaraan bekalan dengan peredaran semula udara, yang digunakan dalam kereta dengan penghawa dingin dan direka untuk menyediakan pertukaran udara, penyejukan dan pemanasan udara yang diperlukan.
abstrak, ditambah 11/24/2010
Analisis keperluan asas untuk sistem penyaman udara. Peralatan utama untuk menyediakan dan menggerakkan udara. Maklumat tentang penghawa dingin pusat dan klasifikasinya. Reka bentuk dan prinsip operasi bahagian utama mereka dan unit individu.
tesis, ditambah 09/01/2010
Penentuan isipadu gas, nilai khusus tenaga dalaman, entalpi dan entropi. Pengiraan kelajuan teori aliran keluar adiabatik dan aliran udara jisim, suhu udara mampatan adiabatik dan politropik. Tugasan mengenai topik pemindahan haba.
ujian, ditambah 03/06/2010
Kaedah untuk menstabilkan suhu udara di rumah hijau blok berkaca dengan sistem pemanasan air, di mana suhu udara dikawal dengan menukar suhu penyejuk menggunakan injap pencampur. Prinsip kawalan automatik.
Nampaknya dalam industri gas tidak ada yang lebih mudah daripada udara termampat. Malah untuk mentakrifkannya, seseorang tidak perlu bersusah payah, mengingati tahun pelajar. Jelas sekali, ia hanya udara di bawah tekanan.
Namun, bolehkah sesiapa menjawab secara ringkas mengapa udara termampat diperlukan?
Sudah tentu, terdapat banyak bidang permohonan. Dan ini tidak menghairankan, kerana kerja udara termampat terdapat hampir di mana-mana, sudah cukup untuk melihat jackhammer di jalan. Ya, dan statistik mengatakan bahawa di Eropah kira-kira 10% tenaga elektrik digunakan oleh industri untuk pengeluaran udara termampat. Ini sepadan dengan 80 terawatt-jam setahun. Sekurang-kurangnya, itulah yang dikatakan oleh Wikipedia.
Semua ini benar. Tetapi ini masih bukan jawapan kepada soalan "mengapa?".
Sementara itu, dia, jawapan yang begitu mudah, wujud. Udara termampat dalam sebilangan besar kes berfungsi untuk manusia untuk menghantar tenaga mekanikal. Dan juga untuk berfungsi sebagai repositorinya. Lagipun, menyimpan, sebagai contoh, elektrik tidak begitu mudah. Dan tenaga mekanikal agak mudah disimpan. Ia cukup untuk mengisi silinder gas dengan baik.
Oleh itu, dalam kata-kata Wikipedia yang sama: "Dari segi peranannya dalam ekonomi, udara termampat adalah setanding dengan elektrik, gas asli dan air. Tetapi satu unit tenaga yang disimpan dalam udara termampat berharga lebih tinggi daripada tenaga yang disimpan dalam mana-mana tiga sumber ini."
Terdapat sangat banyak contoh aplikasi "tenaga-mekanikal" sedemikian. Jadi, udara termampat digunakan untuk mengendalikan mana-mana penggerak pneumatik (iaitu semua dalam jackhammer yang sama). Ia juga diperlukan untuk pelbagai sistem pengangkutan: kedua-dua yang bergerak sendiri, dan untuk mekanisme yang bergerak, katakan, kargo pukal dengan bantuan udara.
Terdapat lebih banyak contoh eksotik penggunaan udara termampat. Jadi, ia digunakan untuk kajian seismik marin dan sungai: sebagai cara penerokaan untuk mineral. Ini memerlukan pemancar pneumatik, iaitu, penjana ayunan yang dicipta kerana tenaganya. Spektrum isyarat yang dipancarkan bergantung, khususnya, pada rejim aliran keluar udara termampat. Dan berdasarkan sifat gelombang yang dipantulkan atau dibiaskan oleh kerak bumi, sifat geologinya dinilai.
Ia akan kelihatan seperti kawasan baru! Tetapi jika anda fikirkan, sama juga pemindahan tenaga, cuma dalam persekitaran yang berbeza.
Walau bagaimanapun, terdapat kegunaan lain untuk udara termampat. Yang paling jelas ialah kegunaan untuk bernafas. Sebagai contoh, ia sangat diperlukan semasa menyelam, iaitu selam skuba.
Isu penting yang pasti perlu dibincangkan berkaitan dengan udara termampat ialah kualitinya.
Jika anda memikirkannya, soalan itu benar-benar logik. Orang ramai mengambil berat tentang kualiti udara yang perlu mereka hirup. Adalah wajar untuk menganggap bahawa mesin dan mekanisme udara segar juga "suka" lebih.
Sementara itu, bahan cemar secara semula jadi masuk ke dalam udara termampat. Pertama, pemampat yang "membuatnya" tidak selalu mempunyai sistem penyediaan salur masuk. Oleh itu, "bahan mentah" mengandungi kelembapan dan kekotoran mekanikal: habuk, pelbagai zarah, dsb.
Lebih-lebih lagi, pemampat, sebagai peraturan, juga tidak steril. Dalam kebanyakan unit ini, contohnya, minyak terdapat dalam kuantiti yang banyak. Sehubungan itu, zarahnya juga memasuki udara termampat.
Ini tidak selalunya proses yang tidak berbahaya. Kelembapan yang terkandung dalam udara termampat boleh membahayakan mekanisme di mana ia kemudiannya digunakan. Contoh paling mudah bagi proses sedemikian ialah kakisan konvensional.
Perkara yang sama berlaku untuk zarah mekanikal. Memasuki bahagian gosokan mekanisme, mereka sangat meningkatkan kehausan dan merendahkan prestasinya.
Dan minyak yang telah menembusi udara termampat tidak membawa apa-apa yang baik. Pendapat semasa bahawa disebabkan oleh ini mekanisme perlu dilincirkan kurang, menurut ramai pakar, adalah salah. Oleh kerana minyak ini sering terdedah kepada suhu tinggi dan lain-lain faktor buruk, produk penguraian muncul di dalamnya. Jadi ia tidak boleh lagi dianggap sebagai pelincir.
Di samping itu, minyak berinteraksi dengan lembapan dari udara termampat yang sama. Akibatnya, ia sendiri mula menyumbang kepada kakisan. Selain itu, mendapan pepejal terbentuk yang berbahaya kepada mana-mana mekanisme.
Secara ringkasnya, kualiti rendah (ketulenan tidak mencukupi) udara termampat boleh meningkatkan haus unit di mana ia digunakan, dan memerlukan lebih kerap berhenti untuk pembersihan. Akibatnya, semua ini secara serius meningkatkan kos operasi perusahaan yang menggunakannya.
Ia adalah keperluan untuk kesucian udara termampat yang terhasil yang dalam banyak kes menentukan pilihan pemampat yang digunakan untuk pembuatannya. Walau bagaimanapun, terdapat faktor lain yang mempengaruhi proses ini. Adalah penting dalam keadaan apa dan dalam industri apa pemampat akan berfungsi.
Terdapat banyak jenis pemampat yang berbeza.
Hampir mustahil untuk menganalisis kesemuanya dalam rangka satu artikel. Oleh itu, kami hanya akan memberi tumpuan kepada yang utama.
Skim yang paling intuitif ialah pemampat salingan. Enjin berputar (contohnya, elektrik), terima kasih kepada sistem mekanisme standard (katakan, melalui rod penyambung), menjana gerakan salingan piston. Pada asasnya, ini adalah enjin pembakaran dalaman begitulah sebaliknya". Dalam silinder, udara dimampatkan dan kemudian "dialihkan" melalui injap khas.
Pemampat omboh adalah pegun dan mudah alih. Skop permohonan mereka adalah besar. Oleh itu, ia sering digunakan pada blower pneumatik dalam proses menyediakan dan membekalkan mortar dan konkrit simen-pasir. Tetapi secara umum, unit sedemikian, sebagai peraturan, direka untuk menghasilkan udara termampat untuk keperluan teknikal dalam pelbagai sektor aktiviti ekonomi.
Walau bagaimanapun, pemampat sedemikian tidak banyak digunakan untuk kerja dalam pengeluaran gas (khususnya, untuk pengeluaran nitrogen dan oksigen). Pertama, mereka tidak begitu sesuai untuk kerja jangka panjang, dan lebih-lebih lagi kerja berterusan. Kedua, rintangan haus mereka juga, seperti yang mereka katakan, meninggalkan banyak yang diinginkan. Dan ketiga, mereka terpaksa menggunakan minyak yang banyak. Hasilnya ialah kualiti udara termampat yang tidak baik yang dihasilkan.
Oleh itu, pemampat skru yang dipanggil sering dipilih untuk berfungsi sebagai sebahagian daripada talian oksigen dan nitrogen. Dalam peranti sedemikian, udara memasuki kebuk mampatan, isipadunya secara beransur-ansur berkurangan apabila pemutar berputar.
Unit sedemikian juga berbeza bergantung pada penggunaan minyak di dalamnya.
Pemampat skru yang diisi minyak mempunyai ciri kecekapan dan prestasi yang agak tinggi. Tetapi kerana masalah pencemaran produk dengan minyak kekal di dalamnya, mereka sering dilengkapi dengan peranti tambahan yang memberikan ketulenan yang diingini di outlet. Untuk ini, penapis udara termampat, peti sejuk (biasanya digunakan untuk penyahlembapan, tetapi sesetengah peranti mengeluarkan sebahagian daripada minyak bersama-sama dengan kelembapan) dan juga penyerap karbon digunakan. Menurut beberapa pakar, ini sudah cukup untuk menyelesaikan pelbagai masalah yang agak luas.
Udara yang dihasilkan oleh pemampat skru bebas minyak tidak mengandungi minyak. Oleh itu, di beberapa kawasan, penyelesaian sedemikian mendapat aplikasi yang sesuai. Walau bagaimanapun, anda perlu membayar untuk ini. Pemampat bebas minyak adalah jauh lebih kompleks dan kira-kira dua kali lebih mahal. Di samping itu, mereka lebih kurang bersahaja.
Terdapat banyak jenis pemampat lain. Sebagai contoh, pemampat membran ialah pemampat yang direka untuk memampatkan pelbagai gas kering tanpa mencemarkannya dengan minyak dan produk haus bahagian yang menggosok. Unit sedemikian digunakan di mana terdapat keperluan khas untuk kesucian produk: contohnya, dalam penyelidikan saintifik, tetapi juga dalam beberapa perusahaan.
Secara berasingan, adalah perlu untuk mengatakan beberapa perkataan mengenai pemampat mudah alih.
Mereka digunakan dalam pelbagai industri yang sangat luas. Sebagai tambahan kepada peniup pneumatik dan alat pneumatik yang telah disebutkan, mereka diperlukan, sebagai contoh, untuk pemasangan pemasangan kabel dan saluran paip tanpa parit, serta peranti dan mekanisme pembinaan lain.
Lain-lain contoh yang menarik adalah stesen pemampat mudah alih yang digunakan di lapangan terbang. Di sana mereka diperlukan untuk mengisi bahan bakar sistem pesawat dengan udara termampat. Dengan cara ini, pemampat serupa digunakan untuk tujuan khas lain: membersihkan saluran paip, mengisi silinder alat pernafasan di jabatan bomba, mengisi kabel komunikasi dengan udara termampat, dll.
Secara ringkasnya, udara termampat sama sekali tidak semudah yang disangka. Dan pilihan teknologi sering ditentukan dengan tepat bagaimana ia harus berubah.
Udara termampat ialah jisim udara yang terkandung dalam bekas, manakala tekanannya melebihi tekanan atmosfera. Ia digunakan dalam industri dalam pelbagai operasi pembuatan. Sistem udara termampat biasa ialah sistem yang beroperasi pada tekanan sehingga sepuluh bar. Dalam kes sedemikian, jisim udara dimampatkan sepuluh kali ganda isipadu asal.
Pada tekanan tujuh bar, udara termampat boleh dikatakan selamat untuk beroperasi. Ia mampu memberikan daya penggerak yang mencukupi kepada alat serta suapan elektrik. Ini memerlukan kos yang lebih rendah. Di samping itu, sistem sedemikian dicirikan oleh tindak balas yang lebih pantas, yang pada akhirnya dapat menjadikannya lebih mudah. Walau bagaimanapun, ini memerlukan mengambil kira parameter di bawah.
Selalunya, pengeluar menggunakan tenaga jenis ini untuk membersihkan peralatan dengan cepat dan cekap daripada kotoran dan habuk. Di samping itu, udara termampat digunakan secara meluas untuk meniup paip di bilik dandang. Ia digunakan untuk membersihkan bilik, peralatan dan juga pakaian daripada habuk kayu. Di kebanyakan negara, piawaian untuk penggunaan tenaga jenis ini telah pun muncul, contohnya, di Eropah ia adalah CUVA, dan di Amerika Syarikat - OSHA. Di samping menggunakannya dalam operasi pengeluaran, alat yang berfungsi secara langsung di udara digunakan secara meluas - ini adalah pemutar skru, gerudi pneumatik, sepana (semasa pemasangan dan pembinaan peralatan), senapang semburan (semasa pembaikan besar). Di samping itu, udara termampat dalam kanister kini digunakan secara meluas dalam senjata pneumatik.
Apabila menggunakan udara termampat, langkah berjaga-jaga keselamatan berikut mesti dipatuhi.
Sekarang pertimbangkan apakah kelebihan menggunakan tenaga jenis ini pada barisan pengeluaran.
Untuk operasi optimum dan kecekapan ekonomi tinggi pemasangan, keperluan berikut mesti dipenuhi. Dalam sistem pneumatik, kerugian harus diminimumkan, di samping itu, udara harus datang kepada pengguna kering dan bersih, ini dicapai dengan memasang dehumidifier khas yang membolehkan kelembapan terkondensasi. Juga, perhatian khusus harus diberikan kepada saluran paip utama. Pemasangan saluran udara yang betul adalah kunci kepada ketahanan operasi, serta mengurangkan kos penyelenggaraan. Dengan meningkatkan tahap tekanan dalam pemampat, kejatuhan dalam saluran paip boleh dikompensasikan.
Sentiasa masukkan apa yang dipanggil penerima (pengumpul udara). Bergantung pada prestasi dan kuasa peralatan, sistem mungkin mengandungi beberapa penerima. Tujuan utama mereka adalah untuk melancarkan denyutan tekanan, di samping itu, jisim gas disejukkan di dalam pengumpul udara, dan ini membawa kepada kondensat. Pengiraan udara termampat adalah untuk menentukan penggunaan penerima. Ini dilakukan mengikut formula berikut:
Setakat ini, kami telah mempertimbangkan penggunaan udara termampat untuk melakukan kerja mekanikal, menerima dan memproses maklumat.
Dalam metalurgi, udara termampat melaksanakan fungsinya yang paling kuno dan mengambil bahagian dalam proses teknologi sebagai reagen yang mengandungi oksigen. Fungsi utama udara termampat dalam metalurgi adalah bertiup, i.e. bekalan udara termampat kepada pelbagai unit pengeluaran - relau letupan, relau perapian terbuka, penukar. Meniup adalah faktor yang diperlukan dalam proses teknologi dalam unit ini, kerana tanpa udara, atau sebaliknya tanpa oksigen, tidak ada pembakaran.
Yang pertama daripada proses ini ialah beneficiation bijih, i.e. peningkatan kandungan besi atau logam lain dan penurunan kandungan kekotoran berbahaya. Salah satu kaedah pengayaan ialah pengapungan. Ia dijalankan dalam mandi khas, di mana bijih yang dibahagikan halus diberi makan bersama air - pulpa. Udara termampat dihembus melalui pulpa ini. Pengapungan buih adalah berdasarkan fakta bahawa sesetengah mineral tidak dibasahi oleh air, melekat pada gelembung udara dan naik, manakala mineral lain dibasahi oleh air dan kekal dalam pulpa. Akibatnya, zarah logam terapung ke permukaan, dan batu buangan mendap di bahagian bawah tab mandi.
Dalam mesin pengapungan pneumatik, udara termampat dibekalkan melalui paip pada tekanan rendah. Pengapungan digunakan secara meluas untuk beneficiation bijih logam bukan ferus, di mana kandungan komponen utama adalah rendah. Dalam bijih besi, kandungan komponen utama jauh lebih tinggi, tetapi mereka juga perlu diperkaya. Dalam metalurgi ferus, pengapungan digunakan untuk memperkayakan bijih mangan dan pekat bijih besi yang mengandungi 70-72% besi.
Proses metalurgi seterusnya ialah pensinteran iaitu. pelet bijih halus dan berkelodak. Untuk melakukan ini, bijih berdebu disinter pada mesin pensinteran. Mesin pensinteran ialah penghantar logam, setiap pautannya dibuat dalam bentuk kekisi. Bijih halus yang dibasahi, dicampur dengan sedikit bahan api - kok, disalurkan dari bunker ke penghantar ini. Penghantar melepasi kipas berkuasa yang menyedut udara melalui lapisan campuran bijih kok. Kokas mula terbakar, bijih dipanaskan suhu tinggi dan dari yang halus ia bertukar menjadi jisim berliang yang kuat - aglomerat. Relau letupan di mana sinter digunakan menghasilkan lebih banyak besi daripada relau letupan tanpanya.
Besi dalam bijih adalah dalam bentuk oksida. Tujuan proses relau letupan adalah pembebasan besi dari oksigen yang berkaitan dengannya - pengurangan. Radas pemuatan menuang bahan bijih, bahan api (kok) dan fluks ke dalam relau letupan dalam perkadaran tertentu. Jenis bahan mentah yang berasingan dimuatkan dalam lapisan untuk meningkatkan permukaan sentuhannya, di mana tindak balas kimia berlaku.
Udara panas ditiup ke bahagian bawah relau letupan, ke dalam perapiannya, melalui lubang khas - tuyeres. Oksigen yang terkandung dalam udara berinteraksi dengan karbon kok, mengakibatkan pembentukan karbon dioksida CO 2 . Ia meningkat lebih tinggi, melalui kok, memasuki tindak balas dengannya, produknya ialah karbon monoksida CO. Meningkat lebih tinggi, ia mengambil oksigen daripada oksida besi yang terkandung dalam bijih dan mengikatnya. Besi yang dilepaskan bertindak balas dengan karbon untuk membentuk aloi - besi tuang.
Untuk membekalkan letupan, peniup emparan yang digerakkan oleh turbin stim paling kerap digunakan. Untuk satu tan besi tuang, 2500 - 3500 m3 udara digunakan, i.e. kapasiti blower adalah sehingga 8000 m 3 / min. Jumlah udara sejuk sedemikian akan menyejukkan relau letupan dan meningkatkan penggunaan bahan api, oleh itu, sebelum dibekalkan ke relau letupan, udara dipanaskan hingga 1100 - 1300 ° C dalam pemanas udara - cowpers. Mereka terletak di sebelah relau letupan.
Cowpers adalah menara bersalut logam sehingga 50 m tinggi dan sehingga 9 m diameter.Di dalamnya dibahagikan kepada dua bahagian: ruang pembakaran dan bahagian yang diisi dengan bahan refraktori. Bahan api dibakar di dalam kebuk pembakaran. Hasil pembakaran, melalui muncung, memberikan haba mereka dan menjadikannya panas. Apabila muncung dipanaskan pada suhu tinggi, bekalan bahan api dihentikan. Selepas itu, peniup berkuasa meniup udara sejuk ke dalam pemanas udara. Melewati muncung panas, udara dipanaskan, dan ia diarahkan ke saluran udara anulus yang mengelilingi relau letupan - tali pinggang tuyere. Dari sini, udara pada tekanan 0.35 - 0.4 MPa ditiup sama rata ke dalam relau letupan melalui tuyeres.
Ia mengambil masa tertentu untuk muncung menjadi panas. Oleh itu, untuk bekalan relau letupan tanpa gangguan dengan letupan panas, beberapa pemanas udara dipasang berhampirannya. Sebahagian daripada mereka memanaskan, manakala yang lain memanaskan udara. Perhatikan bahawa udara mengandungi 1/5 oksigen dan 4/5 nitrogen, dan nitrogen tidak mengambil bahagian dalam sebarang tindak balas kimia, tetapi haba dibelanjakan untuk memanaskannya. Adalah lebih berfaedah untuk meniup dalam proses relau letupan dengan udara yang diperkaya dengan oksigen atau oksigen tulen.
Penggunaan letupan oksigen memudahkan proses relau letupan dan mengurangkan penggunaannya bagi setiap unit bahan api. Ini memungkinkan untuk mengurangkan saiz dan kuasa blower, pemanas udara dan saluran paip, serta ketinggian relau letupan.
Kebaikan memperkayakan letupan dengan oksigen juga ditunjukkan oleh D.I. Mendeleev. Walau bagaimanapun, pelaksanaan praktikal letupan oksigen menjadi mungkin hanya pada 30-an - 40-an abad XX, apabila mesin yang cukup berkuasa dicipta untuk memisahkan udara menjadi oksigen dan nitrogen dalam kuantiti yang banyak. Merit mencipta industri oksigen domestik adalah milik Academician P.L. Kapitsa.
Udara termampat memainkan peranan yang sama penting dalam pembuatan keluli. Jika proses peleburan besi adalah proses pengurangan, maka peleburan keluli daripada besi babi dan besi buruk adalah proses oksidatif. Apabila keluli melebur, kekotoran dikeluarkan - karbon, silikon, mangan, yang teroksida. Pengoksidaan memerlukan oksigen.
Bessemer dan Thomas membangunkan kaedah "memasak" keluli yang cepat dan cekap - penukar. Ia terdiri daripada fakta bahawa besi cair cair ditiup dengan udara termampat, dan oksigen yang terkandung di dalamnya bergabung dengan karbon, silikon dan mangan.
Penukar adalah bekas keluli berbentuk pir, meruncing ke atas. Dari dalam ia dilapisi dengan bata tahan api. Terdapat lubang di bahagian bawah penukar yang melaluinya udara termampat dibekalkan di bawah tekanan tinggi. Besi cair dituangkan ke dalam penukar, dan kemudian ditiup dari bawah dengan udara termampat. Akibatnya, karbon cepat terbakar, dan aloi hampir sepenuhnya dinyahkarburkan - keluli terbentuk. Apabila oksigen bergabung dengan silikon dan mangan, haba dibebaskan. Ini menghapuskan keperluan untuk membazir bahan api dalam proses penukar.
DI. Mendeleev memanggil relau penukar Bessemer tanpa bahan api. Walau bagaimanapun, kaedah penukar, apabila menggunakan tiupan udara termampat besi tuang, mempunyai beberapa kelemahan. Apabila ditiup, logam itu tepu dengan nitrogen yang terkandung di udara. Ini meningkatkan kerapuhan keluli dan kecenderungannya kepada penuaan. Oksigen udara tidak menjejaskan kekotoran berbahaya - sulfur dan fosforus. Dengan kaedah Bessemer, bukan setiap besi tuang boleh digunakan, tetapi hanya yang mengandungi silikon dan mangan, yang, semasa pengoksidaan, mengeluarkan sejumlah besar haba. Oleh itu, adalah mustahil untuk memproses sekerap besi dengan kaedah penukar, tetapi hanya besi babi cecair boleh digunakan. Adalah lebih rasional untuk menggunakan bukan udara termampat, tetapi oksigen tulen untuk pembersihan dalam proses penukar. Walau bagaimanapun, pada masa Bessemer, mereka belum lagi belajar bagaimana untuk mendapatkannya dari udara dalam kuantiti yang banyak.
Atas semua sebab ini, kaedah penukar peleburan keluli memberi laluan untuk masa yang lama kepada kaedah perapian terbuka, yang membolehkan pemprosesan bukan sahaja besi babi, tetapi juga sekerap besi.
Bahan api untuk relau perapian terbuka ialah minyak bahan api atau campuran gas ketuhar kok yang dihasilkan dalam bateri ketuhar kok dan gas parut relau letupan. Kedua-dua campuran ini dan udara dipanaskan dalam penjana semula sebelum dimasukkan ke dalam perapian terbuka. Perbezaan antara penjana semula dan pemanas udara relau letupan ialah bahan api dibakar dalam pemanas udara untuk memanaskan udara, dan penjana semula menggunakan haba yang dijalankan dari relau perapian terbuka oleh produk panas pembakaran bahan api, i.e. pemulihan haba berlaku.
Penjana semula adalah ruang besar yang diperbuat daripada bahan refraktori dan diisi dengan sel bata refraktori - pembungkusan. Setiap relau perapian terbuka mempunyai dua pasang penjana semula untuk memanaskan gas dan udara. Semasa satu pasangan yang dipanaskan mengeluarkan haba kepada gas dan udara sejuk dan secara beransur-ansur menyejuk, pembungkusan pasangan penjana semula yang lain, yang melaluinya produk pembakaran yang meninggalkan relau perapian terbuka, dipanaskan oleh mereka. Apabila muncung dipanaskan pada suhu tertentu, arah aliran gas dan udara ditukar secara automatik. Penjana semula yang dipanaskan mula berfungsi - untuk mengeluarkan haba kepada gas dan udara, dan yang disejukkan dihentikan untuk pemanasan. Penukaran ini dibuat setiap 15 - 20 minit. Bahan api dibekalkan ke relau perapian terbuka sentiasa dengan lebihan udara, jadi sentiasa ada persekitaran pengoksidaan di dalamnya. Sudah dalam proses memuatkan besi tuang dan sekerap, pengoksidaan kekotoran bermula.
Produktiviti relau perapian terbuka ialah 100 tan keluli sejam. Penggunaan udara yang diperkaya dengan oksigen dan oksigen tulen memperhebatkan proses peleburan keluli dalam relau perapian terbuka dengan cara yang sama seperti peleburan besi dalam relau letupan.
Walau bagaimanapun, peningkatan dalam pengeluaran keluli di semua negara pada zaman kita adalah disebabkan oleh pembinaan bukan kedai perapian terbuka, tetapi kedai penukar oksigen. Penukar oksigen disusun dengan cara yang sama seperti yang Bessemer. Perbezaannya daripada Bessemer ialah bahagian bawahnya dikimpal sepenuhnya, dan oksigen dibekalkan bukan dari bawah, tetapi dari atas, di bawah tekanan tinggi (0.9 - 1.4 MPa). Badan dan bahagian bawah penukar oksigen dilapisi dengan bahan refraktori. Pancutan oksigen yang dibekalkan dimasukkan ke dalam logam cair dan bertindak balas dengan bendasing besi. Dalam 5-10 minit pertama, silikon dan mangan teroksida. Hasil daripada tindak balas pengoksidaan, haba dibebaskan, dan suhu logam dalam penukar meningkat kepada 1400 - 1450 ° C. Selepas itu, karbon cepat teroksida - ia terbakar. Oksigen terus disuntik sehingga kandungan karbon menurun kepada 2%. Dalam kes ini, logam dipanaskan hingga 1600 ° C. Tindak balas pengoksidaan yang berlaku dalam penukar memberikan terlalu banyak haba sehingga ia menjadi cukup bukan sahaja untuk memanaskan besi cair, tetapi juga untuk mencairkan sekerap besi.
Kaedah penukar oksigen, berbanding dengan perapian terbuka dan pembuatan keluli elektrik, mempunyai produktiviti yang lebih tinggi - sehingga 400 - 500 tan sejam. Selain itu, ia bebas daripada keburukan proses Bessemer dan sesuai untuk semua jenis besi tuang dan besi buruk.
Kaedah penukar digunakan bukan sahaja dalam peleburan keluli, tetapi juga dalam peleburan tembaga dalam metalurgi bukan ferus.
