Схема установки молота, работающего на сжатом воздухе

Чтобы сравнить энергетику работы молота на паре и на сжа­том воздухе, примем за первоисточник энергии тепло топлива, вносимого в топку парового котла (рис. 7). При работе на сжа­том воздухе используются более совершенные котлы электро­централи, имеющие более высокий к. п. д. Можно принять следующие значения: к. п. д. котла—0,87; к. п.- д. паропровода, ра­ботающего без сотрясений—0,985;: к. п. д. турбогенератора, ра­ботающего на конденсацию—0,275; к. п. д. трансформаторов и электросети —0,9; к. п. д. электродвигателя — 0,95; к, п. д. комп­рессора—0.75; к. п. д. воздушной сети с аккумулятором и возду­хонагревателем—0,8 (без воздухонагревателя—0,85); к. п. д. молота - 0,3. Следовательно, для всей установки экономический к. п. д. =0,87*0,985* 0,275 * 0,9 * 0,95 * 0,75 * 0,85 * 0,3=0,039 (рис 8).

. Начальные капитальные затраты на установку молота, рабо­тающего на сжатом воздухе, выше, чем на установку молота, ра­ботающего по паровому варианту (см. рис 4 и 7).

В случае, когда воздухонагреватель не применяется, к. п. д. воздушной сети достигает 85% (меньше утечек). Однако при этом в ряде случаев необходимо подогревать цилиндр молота пе­ред работой (например, перед работой цилиндр обкладывают нагретыми заготовками, что небезопасно); в противном случае воздух в процессе расширения в цилиндре молота охлаждается настолько, что воздухораспределительное устройство и цилиндр молота могут «замерзнуть» (замерзают водяные пары, находящиеся

в сжатом воздухе, густеет масло). Стремление меньше охлаждать воздух в компрессоре, чтобы поступающий к молоту воздух имел более высокую температуру, и этим предотвращать замерзание молота не достигает цели. Сжатый воздух в этом случае хотя к получается более горячим (40—50^еС), но зато и более влажным.

Как известно, при достаточно интенсивном охлаждении воз­духа в компрессорах (до 20^° С и ниже) происходит конденсация значительной части содержащейся в нем влаги, и воздух осушается. При достаточно осушенном воздухе явления «замерза­ния» можно избежать. Начальная температура воздуха (50 С)

недостаточна, чтобы при его расширении в цилиндре молота ко­нечная температура была выше нуля. Поэтому использование в молотах недостаточно охлажденного итаким образом, не осу­шенного воздуха приводит к более интенсивному «замерзанию», чем, если бы применяемый воздух был осушен промежуточным [охлаждением. Кроме того, при недостаточном охлаждении воз­духа понижается к. п. д. компрессора, увеличивается расход электроэнергии, и, следовательно, экономический к. п. д. всей установки соответственно падает.

Для характеристики охлаждения воздуха и определения конечной температуры Т2 после его расширения в цилиндре молота рассмотрим следующий пример. Пусть воздух имеет начальную температуру T1=300^еК (27^еС) и давление p1 = 0,6 Мн /м²(6 ати); давление после расширения р₂ =0,2 Мн/м² (2 ати). Процесс расширения воздуха в цилиндре молота происходит за доли секунды, отчего существенного притока и отвода тепла нет, и процесс расширения можно считать практически адиабатическим.

Подогрев воздуха устраняет возможность «замерзания» моло­та и. несмотря на понижение при этом к. п. д. пневматической сети с 85 до 80% *, получается экономия в расходе электроэнер­гии для приведения в действие компрессоров, установочная мощ­ность которых при подогреве воздуха уменьшается. Нагрев воз­духа в случае использования поршневых компрессоров не дол­жен превышать 170° С, так как в сжатом воздухе имеются масля­ные пары, и они при температуре выше 170° С могут вспыхнуть, а при постепенном накоплении образовавшаяся взрывчатая смесь взорвется. При использовании воздуха от турбокомпрессоров, практически не содержащих масляных паров, подогрев может быть повышен до 200° С. но не выше температуры вспышки мас­ла, применяемого для смазки цилиндра молота.

Вопрос о получаемой экономии в расходе электроэнергии в случае работы молотов на специально подогретом воздухе рас­смотрим на примере. Предполагается подогрев воздуха отходя­щими от печей продуктами горения, и в некоторых случаях час­тично за счет сжигания дополнительного топлива. Молот расхо­дует W воздуха, сжатого до давления р. Рассмотрим два случая. В первом случае молот работает без подогрева воздуха при t1 во втором — на подогретом воздухе до t2. Определим, какое ко­личество воздуха нужно засосать компрессором из атмосферы при давлении р0 и t0, если воздух к молоту поступает не подогре­тым (при t1) и давлении р1. Если бы компрессор подавал сжа­тый воздух при температуре (Tо=273+tо), то объем засосанного воздуха Wо по закону сжатия был бы

* Повышаются утечки вследствие появления дополнительных неплотностей в соединениях воздухоподогревателя и большей подвижности горячего возду­ха, легче проникающего через неплотности.

Несмотря на то, что к. п. д. сети с применением воздухоподо­гревателя понижается от 0,85 до 0,8, все же получается экономия в расходовании воздуха, а следовательно, и электроэнергии на 26%. При этом учитывается, что подогрев может быть осуществ­лен продуктами горения, отходящими от нагревательных печей.