Повышение эффективности рудничных компрессорных установок на основе совершенствования их систем охлаждения

Рисунок 7. Охладитель всасываемого компрессором воздуха
1-сторона подвода охлаждающей воды, 2-корпус, 3-трубки, 4-сторона выхода охлаждающей воды
а) вид спереди, b) общий вид, c) вид сверху
В этом случае охладитель всасываемого воздуха устанавливается перед компрессором между фильтром и первой ступени компрессора.
В программе SOLIDWORKS Flow Simulation нами была исследована величина снижения температуры, при искусственном охлаждении всасываемого компрессором воздуха на теплообменном устройстве при помощи холодной воды, получаемой от градирни.
На рисунке 8 представлены результаты, полученные в программе SOLIDWORKS Flow Simulation для температуры атмосферного воздуха 35°C и 40°C при температуре охлаждающей воды 20°C.

а)

b)

Рисунок 8. Результаты, полученные в программе SOLIDWORKS Flow Simulation,
a) t_атм=35°C, t_охл=20°C; b) t_атм=40°C, t_охл=20°C.
Исследования проводились для температур воздуха на входе к компрессору (t₁) с величиной 25°C, 30°C, 35°C, 40°C, 45°C и с температурами охлаждающей воды, получаемой от градирни (t_охл) 5°C, 10°C, 15°C, 20°C и 25°C.
На рисунке 9 показана графическая зависимость изменения температуры воздуха (t₂) на выходе из охладителя от температуры охлаждающей воды (t_охл), составленная на основе результатов, полученных с помощью программы SOLIDWORKS Flow Simulation.

Рисунок 9. Графическая зависимость изменения температуры воздуха (t₂) на выходе из охладителя от температуры охлаждающей воды (t_охл).
Выполненные исследования по определению снижения температуры, при искусственном охлаждении всасываемого компрессором воздуха холодной водой, получаемой от градирни, показали, что предлагаемый метод способствует снижению температуры всасываемого воздуха в зависимости от температуры охлаждающей воды на 5-10°C.
Градирные охладители в летний период года охлаждают оборотную воду до температуры 15-20°C.
Из графика, приведенной на рисунке 9 наблюдается, что при температуре охлаждающей воды, поступающей от градирни 15 °C, температура потока воздуха на выходе из охладителя составляет 25°C при начальной температуре 30°C, а при начальной температуре воздуха 45 °C температура воздуха на выходе составляет 37 °C.
Таким образом, предлагаемый нами метод искусственного охлаждения воздуха, поступающего в компрессор, позволяет снизить температуру воздуха на входе в компрессор в среднем на 5-9 °C, в зависимости от температуры охлаждающей воды.
С целью определения эффективности искусственного охлаждения всасываемого компрессором воздуха нами выполнен расчет, в качестве исследуемого объекта выбран компрессор с производительностью 100 м³/мин и мощностью привода 630 кВт. Расчеты выполнены для различных величин температуры атмосферного воздуха и температур охлаждающей воды поступающего из градирни.
Результаты выполненных расчетов приведены графически на рисунке 10.