yandex.metrica
Теплотехника

Производство сжатого воздуха

Использование, получение и транспортирование сжатого воздуха

Сжатый воздух используют для дутья в доменные печи, для работы пневматических машин и пневмоинструмента, для сжигания топлива в обжиговых, нагревательных и термических печах.

Для дутья в доменные печи необходим воздух давлением 0,3-0,4 МПа, он вырабатывается на паровоздуходувных станциях ПВС, совмещенных с ТЭЦ (ТЭЦ-ПВС). Воздуходувные станции оборудованы многоступенчатыми центробежными воздуходувными машинами. Количество ступеней определяется величиной требуемого давления. Основной тип привода доменных воздуходувок — паровая турбина. Турбины, используемые для этих целей, работают на паре давлением 3,5 МПа или 9 МПа с температурой, соответственно, 435 °С или 535 °С. Иногда применяют приводы других типов. Перед подачей в доменную печь воздух после сжатия нагревают до температуры около 1000 °С в доменных воздухонагревателях (кауперах).

Для привода пневмомашин и пневмоинструмента используют воздух давлением 0,6-1,0 МПа. Сжатый воздух таких давлений получают централизованно на компрессорных станциях с помощью поршневых и центробежных компрессоров. Центробежные компрессоры предпочтительней, так как обеспечивают непрерывную подачу газа, надёжны и просты в обслуживании, не загрязняют сжатый воздух маслом.

Поршневые компрессоры обеспечивают большую степень сжатия газа при одинаковых габаритах с центробежными компрессорами, но имеют меньшую производительность и менее надежны.

Для сжигания топлива в обжиговых, нагревательных и термических печах используют сжатый воздух давлением 0,003-0,01 МПа, подаваемый центробежными нагнетателями (вентиляторами), устанавливаемыми в непосредственной близости от потребителя.

Сжатый воздух к потребителям транспортируют с помощью развитой сети воздухопроводов, с воздуходувной и компрессорной станций раздельно. Воздухопроводы к доменной печи теплоизолированы, так как температура воздуха после сжатия повышается до 200 °С. Эти воздухопроводы имеют диаметры, достигающие 1500 мм.

Общее требование для сжатого воздуха — отсутствие механических примесей, влаги, паров масла. Очистка от механических примесей осуществляется с помощью фильтров, а от влаги и паров масла — путём охлаждения сжатого воздуха. Однако при этом не вся влага конденсируется, и её наличие в трубопроводах может привести к образованию ледяных пробок.

Получение сжатого воздуха требует значительных затрат. Так, например, стоимость доменного дутья составляет около 30% стоимости чугуна.

Компрессорные машины

Применяемые для получения сжатого воздуха компрессорные машины можно подразделить

  • по степени повышения давления на:
    • — вентиляторы (степень повышения давления 1,15);
    • — компрессоры (степень повышения давления превышает 1,15) ;
  • по принципу действия на:
    • — объёмные (поршневые и роторные);
    • — лопастные (центробежные и осевые);
    • — струйные.

На металлургических заводах находят применение, в основном, центробежные и поршневые компрессорные машины.

Компрессорная установка состоит из компрессора с двигателем, маслоотделителя, газосборника (ресивера), охладителя, предохранительного клапана и контрольно-измерительной аппаратуры.

Поршневые компрессорные машины классифицируют

  • по давлению:
    • — низкого (до 0,25 МПа);
    • — среднего (0,25-10 МПа);
    • — высокого (более 10 МПа) давления;
  • по производительности:
    • — малой производительности (менее 160 м3/ч);
    • — средней производительности (160 — 4000 м3/ч);
    • — высокой производительности (более 4000 м3/ч);
  • по способу действия: простого и двойного действия;
  • по положению цилиндров: с горизонтальным и вертикальным положением цилиндров;
  • по числу ступеней: одно- и многоступенчатые;
  • по способу охлаждения: с воздушным и водяным охлаждением;
  • по назначению: для сжатия воздуха, кислорода, других газов.

Центробежные компрессорные машины работают в широком диапазоне давлений. Для получения давлений, больших 15 кПа, применяют многоступенчатые компрессоры.

В центробежных компрессорных машинах сжимаемый воздух движется по направлению от оси к периферии колеса, а у осевого компрессора — вдоль оси.