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
Высота здания: .
Объем здания: .
Затраты на здание: ,
где - стоимость здания.
Затраты на строительство фундамента:
где - стоимость фундамента.
Суммарные капитальные затраты:
Оценка ежегодных эксплуатационных издержек
Расчёт оценки ежегодных эксплуатационных издержек ведётся на основе неточных данных и дает ориентировочное представление по данному вопросу.
Зарплата обслуживающего персонала(рабочих):
Цс,э=5·20 000·12+5·20 000·12·
где заработная плата одного рабочего 20 000 руб./мес.,
26% отчисления на социальное страхование.
Зарплата начальника цеха:
Цс,э=30 000·12+30 000·12·0,26=
где заработная плата начальника цеха 30 000 руб./мес
26% отчисления на социальное страхование
Зарплата обслуживающего персонала:
Цс,э=1 512 000+453 600=1 965 600 руб.,
Расходы на электроэнергию:
где Цэ=1,7 — цена электроэнергии, руб./ кВт*ч;
Тгод=2100 час/год — годовой фонд времени работы;
Nк=25 000 кВт—мощность, потребляемая компрессором.
Расходы на смазочные материалы:
где Мм1=1,2 тонн/год—расход масла на систему уплотнений;
См1=140 000 руб./тонна—цена масла для системы уплотнений.
Амортизационные отчисления:
Норма амортизации по основному оборудованию за срок эксплуатации 7 лет:
Норма амортизации по зданию за срок эксплуатации 15 лет:
Годовые амортизационные отчисления:
где - коэффициент расхода на текущий ремонт.
Налог на имущество:
Налог на имущество составляет 2% от его стоимости:
Прочие эксплуатационные расходы:
,
Суммарные эксплуатационные расходы:
Результат внедрения проекта
Выручка предприятия от перекачки газа..
где, Vк=295 м3/мин- производительность компрессора в минуту;
руб. — цена 1 м3 сжатого газа;
Т1=60мин- количество минут в часе;
Т2=2100часов-время работы компрессора в год.
Валовая прибыль:
Чистая прибыль учитывает налог на прибыль 24%:
Срок окупаемости:
Вывод:
В данном разделе рассмотрено внедрение нового нагнетателя природного газа, который позволяет перемещать значительные объемы сжатого газа (37 170 000 м3/год) при высоком давлении, поэтому проект окупит свою стоимость через 2 года и 3 месяца.
12. Технология изготовления РК первой ступени.
Маршрутно-технологическая карта.
00 Операция заготовительная.
Заготовка — поковка Æ920. Материал — Сталь 14Х2ГМР ГОСТ 4347-71
05 Операция контрольная.
Проверить поковку визуально на годность
10 Операция разметочная.
Разметить осевые диаметры .
15 Операция расточная.
Станок расточной.
20 Операция токарная черновая.
Станок токарно-винторезный.
25 Операция термическая.
Отжиг.
30 Операция токарная.
Станок токарно-винторезный.
.
35 Операция испытательная.
Произвести испытания механических свойств образца 1.
40 Операция термическая.
Отжиг.
45 Операция токарная.
Станок токарно-винторезный.
50 Операция механические испытания.
Произвести испытания механических свойств образца 2.
55 Операция токарная.
Станок токарно-винторезный.
60 Операция токарная.
Станок токарно-винторезный.
65 Операция долбежная.
Станок долбежный.
75 Операция травление
Произвести контроль макроструктуры.
70 Операция ультразвукового контроля.
Произвести ультразвуковой контроль.
00 Операция заготовительная.
Заготовка — поковка Æ920. Материал — Сталь 14Х2ГМР ГОСТ 4347-71 (Эскиз№1)
05 Операция контрольная.
Проверить поковку визуально на годность (отсутствие трещин, однородность структуры), проверить наличие маркировки, дать разрешение на запуск в работу.
10 Операция разметочная.
Разметить осевые диаметры и 4 лыски под кулачки на Æ920.
15 Операция расточная.
Станок расточной
Установ |
Позиция |
Переход |
Содержание перехода |
Режущий |
Мерительный |
Приспособление |
А |
1 |
Установить, закрепить, снять. |
||||
2 |
Фрезеровать лыску под кулачок (Эскиз№2) |
Фреза ВК8 |
Штангенциркуль |
|||
Б |
3 |
Переустановить. |
||||
4 |
Фрезеровать лыску под кулачок (Эскиз№2) |
Фреза ВК8 |
Штангенциркуль |
|||
В |
5 |
Переустановить. |
||||
6 |
Фрезеровать лыску под кулачок (Эскиз№2) |
Фреза ВК8 |
Штангенциркуль |
|||
Г |
7 |
Переустановить. |
||||
8 |
Фрезеровать лыску под кулачок (Эскиз№2) |
Фреза ВК8 |
Штангенциркуль |
20 Операция токарная черновая.
Станок токарно-винторезный.
Установ |
Позиция |
Переход |
Содержание перехода |
Режущий |
Мерительный |
Приспособление |
А |
1 |
Установить, закрепить, снять. |
4-х-кулачковый патрон, центры | |||
2 |
Точить торец на проход согласно эскизу №3 |
Правый проходной резец ВК8 |
Штангенциркуль |
|||
3 |
Точить поверхность Æ920 до Æ900 до кулачков согласно эскизу №3. |
Правый проходной резец ВК8 |
Штангенциркуль |
|||
Б |
4 |
Переустановить. |
4-х-кулачковый патрон, центры | |||
5 |
Точить торец на проход согласно эскизу №4. |
Правый проходной резец ВК8 |
Штангенциркуль |
|||
6 |
Точить поверхность лысок и Æ92 |
Правый проходной резец ВК8 |
Штангенциркуль |
|||
7 |
Расточить отверстие Æ170 до Æ190 согласно эскизу №3. |
Расточной резец ВК8 |
Штангенциркуль |
25 Операция термическая.
Отжиг.
30 Операция токарная.
Станок токарно-винторезный.
Установ |
Позиция |
Переход |
Содержание перехода |
Режущий |
Мерительный |
Приспособление |
А |
1 |
Установить, закрепить, снять. |
4-х-кулачковый патрон, центры | |||
2 |
Вырезать 1 пробное кольцо согласно эскизу №5. |
Резец ВК8 |
Линейка |
35 Операция испытательная.
Произвести испытания
40 Операция термическая.
Отжиг.
45 Операция токарная.
Станок токарно-винторезный.
Установ |
Позиция |
Переход |
Содержание перехода |
Режущий |
Мерительный |
Приспособление |
А |
1 |
Установить, закрепить, снять. |
4-х-кулачковый патрон, центры | |||
2 |
Вырезать 2 пробное кольцо согласно эскизу №6 |
Резец ВК8 |
Линейка |
50 Операция механические испытания.
Произвести испытания
55 Операция токарная.
Станок токарно-винторезный.
Установ |
Позиция |
Переход |
Содержание перехода |
Режущий |
Мерительный |
Приспособление |
А |
1 |
Установить, закрепить, снять. |
4-х-кулачковый патрон, центры | |||
2 |
Точить торец согласно эскизу №7. |
Правый проходной резец ВК8 |
Штангенциркуль |
|||
3 |
Расточить отверстие Æ190 до Æ200Н7 согласно эскизу №7. |
Расточной резец ВК8 |
Калибр-пробка Æ200Н7 |
60 Операция токарная.
Станок токарно-винторезный.
Установ |
Позиция |
Переход |
Содержание перехода |
Режущий |
Мерительный |
Приспособление | |
А |
1 |
Установить, закрепить, снять. |
Оправка | ||||
2 |
Точить торец согласно эскизу №8. |
Резец ВК8 |
Штангенциркуль |
||||
3 |
Точить поверхность Æ450 согласно эскизу №8. |
Резец ВК8 |
Штангенциркуль |
||||
4 |
Точить поверхность радиусом R82 согласно эскизу №8. |
Резец ВК8 |
Штангенциркуль |
||||
5 |
Точить поверхность Æ900 до Æ890 согласно эскизу №8. |
Резец ВК8 |
Штангенциркуль |
||||
65 Операция долбежная.
Станок долбежный.
Установ |
Позиция |
Переход |
Содержание перехода |
Режущий |
Мерительный |
Приспособление |
1 |
Установить, выверить с точностью 0,005 мм, закрепить, снять. |
4-х-кулачковый патрон, центры | ||||
2 |
Долбить шпоночный паз согласно эскизу №9. |
Долбяк Р18 |
Штангенциркуль |
70 Операция ультразвукового контроля.
Произвести ультразвуковой контроль.
75 Операция травление
Произвести контроль макроструктуры.
80 Операция копировально-фрезерная.
Станок копировально-фрезерный
Установ |
Позиция |
Переход |
Содержание перехода |
Режущий |
Мерительный |
Приспособление |
А |
1 |
Установить, закрепить, снять. |
Оправка | |||
2 |
Фрезеровать лопатку согласно эскизу №10 с припуском 1 мм на сторону. |
Фреза ВК8 |
Штангенциркуль, шаблон на профиль лопатки |
Диск делительный | ||
3 |
Фрезеровать лопатку согласно эскизу №10 в размер. |
Фреза ВК8 |
Штангенциркуль, шаблон на профиль лопатки |
Диск делительный |
85 Операция термическая.
Операция проводится для снятия напряжений.
90 Операция Слесарная
Запилить заусенцы.
95 Контрольная.
Предъявить ОТК.
13. Описание конструкции
Линейный центробежный компрессор – нагнетатель природного газа центробежный компрессор (ЦК) без разъема корпуса. Наружный корпус ЦК представляет собой стальной кованный цилиндр, который имеет всасывающий и нагнетательный патрубки. К нижней части цилиндра приварены опоры. Внизу, между опорами, параллельно оси компрессора выполнены шпоночные пазы для фиксации компрессора от поперечных смещений после центровки со СТ двигателя. С обоих концов корпус закрыт стальными кованными крышками. Крышки фиксируются в корпусе шпильками и разрезными стопорными кольцами. В корпусе компрессора на двух опорных и одном упорном подшипниках установлен ротор. В процессе изготовления ротор компрессора подвергается динамической балансировке во всем рабочем диапазоне частот на стенде с вакуумной камерой.