Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Февраля 2013 в 16:28, дипломная работа
Центробежные компрессоры применяются для обеспечения многих производственных процессов (доменного производства, производства аммиачных удобрений, пластмасс, получения продуктов нефтехимии и т.п.), при добыче нефти и газа, на магистральных газопроводах, для наддува двигателей внутреннего сгорания, в газотурбинных установках, для получения сжатого воздуха, имеющего силовое назначение (пневматический инструмент, молоты, прессы и т.д.). На привод центробежных компрессоров приходится значительная доля всей потребляемой энергии. Например, только 4200 центробежных компрессоров газоперекачивающих агрегатов (ГПА) ОАО «Газпром» имеют суммарную мощность более 40 млн. киловатт и требуют для своего привода энергию на сумму несколько миллиардов долларов ежегодно. Таким образом, проблема оптимального проектирования центробежных компрессоров имеет очень большое значение для национальной экономики.
Стр.
1.Введение………………….…………………………………...……
4
2.Техническое задание.……………………...…………………....…..
14
3. Выбор варианта машины……………………………………….…..
15
3.1. Определение физических констант газа………………….………….....
15
3.2. Вариантные расчеты. ……….….…………………………..……......
16
3.3. Оптимизационный расчет выбранного варианта
проточной части компрессора…………………………...……….………..
26
3.4. Расчет семейства характеристик при переменных числах оборотов ротора…………………………………………………………………....
56
4. Расчет газодинамических параметров в сечениях ступеней...…..
66
5. Профилирование лопаток рабочего колеса ……………………...
71
5.1. Профиль лопатки РК первой ступени…..…..…………….………........
71
5.2. Профиль лопатки РК второй ступени...………….………………....….
76
6. Расчет камер компрессора...…………………………...……….…..
80
6.1. Расчет всасывающего патрубка...……….......………….……………...
83
6.2. Расчет выходной камеры …….…..…..…………….……………........
90
7. Расчет осевого усилия, действующего на ротор компрессора…..
91
8. Расчеты на прочность……………………………………………....
93
8.1. Расчет критической частоты ротора……..………………………….....
93
8.2. Расчет минимальной толщины стенки корпуса………………………...
97
9. Расчет подшипников на удельное давление………………………
100
9.1. Расчет опорных подшипников………………………………………...
100
10. Обеспечение безопасности при эксплуатации компрессорного оборудования…………………………………………………………..
102
10.1. Вентиляция………………………………………………………..
104
10.2. Освещение………………………………………………………...
106
10.3. Вибрация………………………………………………………….
107
10.4. Шум……………………………………………….………………..
110
10.5. Электробезопасность………………………………………………..
112
10.6. Обеспечение безопасности при эксплуатации систем, находящихся под давлением………………………………………………………………..
112
10.7. Взрыво- и пожаробезопасность……………………………………..
114
10.8. Защитная оснастка компрессора……………………………………
116
10.9 Регулирование компрессора………………………………………...
118
10.10. Список нормативных документов……………………….………...
118
11. Технико-экономическое обоснование проекта………………...
119
12. Технология изготовления РК первой ступени………………...
125
13. Описание конструкции……………………………………………
132
Список литературы……………………………………………………
133
Могут применяться
средства индивидуальной защиты: спецодежда,
фильтрующие и изолирующие
10.2. Освещение
В соответствии со СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» освещенность определяется из условий выбора объектов различения. При эксплуатации компрессорной установки этими объектами являются предметы около 1 мм (стрелки контрольно-измерительных приборов). В машинном зале отсутствуют постоянные рабочие места, следовательно, освещённость при общей системе освещения выбрано 50 люкс, на операторском пульте предусмотрена система местного освещения, обеспечивающая в сумме с общей системой 150 лк.
Для освещения
помещения следует
Норма проектирования естественного и искусственного освещения
Характеристика зрительной работы |
Наименьший размер объекта различения, мм |
Разряд зрительной работы |
Подразряд зрительной работы |
Контраст объекта с фоном |
Характеристика фона |
Искусственное освещение | |
Освещённость, лк | |||||||
комбинированное |
общее | ||||||
Средней точности |
Св. 0,5 до 1,0 |
IV |
а |
Малый |
Темный |
750 |
300 |
б |
Малый Средний |
Средний Темный |
500 |
200 | |||
в |
Малый Средний Большой |
Светлый Средний Темный |
400 |
200 | |||
г |
Средний Большой |
Светлый Средний |
300 |
200 |
10.3. Вибрация
Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машины неуравновешенные силовые воздействия. Их источниками в компрессорной установке являются: некачественная балансировка роторов, износ подшипников, неравномерность газового потока.
Диапазон вибрационной чувствительности человека от 1 до 12000Гц с наибольшей чувствительностью от 200 до 250 Гц.
Нормы вибрации определены в СНиП 2.2.4/2.1.8.566-96 “Вибрация. Общие требование безопасности”.
Оценку вибробезопасности машины производят на основе контроля ее вибрационной характеристики. Нормируемыми параметрами вибрационной характеристики являются среднеквадратичное значение виброскорости или соответствующий логарифмический уровень (дБ) и уровень виброускорения (дБ) — для локальной вибрации в октавной полосе частот, а для общей вибрации в октавной или третьактавной полосе.
Для того чтобы воздействие вибрации не ухудшало самочувствие работающего и не привело к появлению виброболезни, необходимо соблюдать предельно допустимый уровень вибрации (ПДУ). ПДУ - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья. Соблюдение ПДУ вибрации не исключает нарушение здоровья у сверхчувствительных людей.
Для уменьшения вибрации в конструкции компрессорной установки предусмотрены следующие детали и работы:
Бороться с вибрацией можно как в источнике ее возникновения, так и по пути распространения. Чтобы уменьшить колебания в самой машине необходимо применять материалы, имеющие большое внутреннее сопротивление. Для борьбы с вибрацией по ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общие требования», установка помещается на блочный фундамент, который не должен быть связан с фундаментом помещения. Масса фундамента под компрессор подбирается таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента не превышала 0,1—0,2 мм, что соответствует допустимой норме по “Нормы вибрации. Общие требования”.
Для защиты человека от вибрации необходимо ограничить параметры вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих, исходя из физиологических требований, исключающих возможность возникновения вибрационной болезни. За это отвечают гигиенические нормы вибрации, которые установлены для длительности рабочей смены 8 часов.
Нормируемые параметры:
Среднеквадратичное значение виброскорости или соответствующий логарифмический уровень - , определяемый по формуле:
где - пороговое значение скорости.
Уровень виброускорения - , определяемый по формуле:
где - пороговое значение ускорения.
Значения скорости и ускорения определяются по формулам:
где а – перемещение, м, f – частота вибрации:
где - рабочая частота вращения ротора.
Установлены гигиенические нормы (уровень виброскорости) технологической вибрации, которая возникает при работе в производственном помещении с источниками вибраций (категория – 3, технический тип – а) (при работе стационарных машин) в стандартном октавном диапазоне со среднегеометрическим значением частоты – 16 Гц не должны превышать 93-92 дБ.
Таким образом,
чтобы нормы выполнялись
10.4. Шум
Причины, вызывающие появление шума при эксплуатации компрессорной установки:
Шум не должен превышать своих предельных норм. Нормы устанавливают ПДУ звукового давления в октавных полосах, а также уровни звука в зависимости от:
Предельно допустимый уровень шума (ПДУ) - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.
Предельно допустимые уровни звукового давления и уровни звука для рабочего места по СН 3223-85 “Санитарные нормы предельно допустимого звукового давления на рабочих местах”:
Вид трудовой деятельности, рабочее место |
Уровни звукового давления, дБ |
Уровень звука, дБА | ||||||||
среднегеометрическая частота в октавной полосе, Гц | ||||||||||
31,5 |
63 |
125 |
25 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 | ||
Работа, требующая сосредоточенности; работа с повышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производственными циклами. Рабочие места в помещениях лабораторий с шумным оборудованием, в помещениях шумных агрегатов. |
103 |
91 |
83 |
77 |
73 |
70 |
68 |
66 |
64 |
75 |
Для уменьшения шума в
конструкции компрессорной
По ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности» предусмотрены следующие меры для снижения шумового воздействия:
Проводятся организационные мероприятия — применение знаков безопасности, которыми обозначаются зоны повышенного шума, а также выбор рационального режима труда и отдыха, предусматривающего ограничение времени шумового воздействия, введение перерывов на отдых в течение рабочей смены.
Также возможно использование индивидуальных средств защиты от шума, таких как, шлемы, наушники, затычки.
10.5. Электробезопасность
Электробезопасность —
система организационных и
Причины возникновения электротравм:
Для устранения
опасности поражения
По правилам устройства электроустановок, сопротивление заземления принято RЗ=4Ом.
10.6. Обеспечение безопасности при эксплуатации систем,
находящихся под давлением
Система, находящаяся под давлением должна обладать герметичностью, т.е. невозможностью проникновения газа через стенки, трубопроводы и их соединения из внутреннего объёма во внешнюю среду. Герметичность обеспечивается применением различных уплотнений.
Трубопроводы, передающие газ под давлением должны соответствовать следующим требованиям:
Техническое освидетельствование включает в себя:
Должны выполняться требования к установленным на установке и трубопроводах манометрам для измерения давления: