CC BY
13
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 621.867.8
Новые компрессорные агрегаты
для пневмотранспорта сыпучих материалов
А.П. Косован, чл.-корр. РАСХН, д-р экон. наук, Т.П. Турчанинова, канд. техн. наук,
П.С. Ейвин, аспирант
ГОСНИИ хлебопекарной промышленности
Д.Н. Рыбкин, В.М. Сизых, В.П. Кирилюк
ОАО «Падун-хлеб», г. Братск
На протяжении нескольких десятилетий был накоплен опыт транспортирования сыпучих продуктов с помощью пневматики. Его суммирование, а также необходимость внедрения современных методов обработки сырья, его учета и хранения, привязки оригинального к существующему производству потребовали создания нового более гибкого способа регулирования процесса перемещения сыпучих продуктов.
Экологическая безопасность на производстве требует применения все более чистых и безвредных процессов транспортирования и переработки пищевых материалов, а соответственно и оборудования.
Новые рецептуры, ингредиенты, единицы оборудования, требования по точности дозирования и по производительности диктуют производственникам необходимость замены оборудо-
Рис. 1. Компрессорный агрегат модельного ряда Ш2-МБКА
вания на новое, более современное, позволяющее решать поставленные задачи.
На пути совершенствования производственного процесса ГОСНИИХПом разработана практически идеальная с точки зрения энергоресурсосбережения и экологичности технология транспортирования основного сырья.
Совместно со специалистами авиационной отрасли разработана и внедряется на предприятиях пищевой индустрии новейшая система для пневматического транспортирования порошковых материалов на базе высокоскоростного малогабаритного безмасляного турбокомпрессорного агрегата модельного ряда Ш2-МБКА. О такой машине производства сжатого воздуха мечтали всегда: безрессиверная, безмасляная, с автономными системами охлаждения и управления, практически неограниченным ресурсом работы, высочайшими показателями КПД (не ниже 70 %), экологии, надежности.
На большинстве заводов России пневмотранспортные установки не соответствуют своему назначению (в том числе по чистоте сжатого воздуха) и весьма неэкономичны из-за применения непомерно больших скоростей воздуха, которые прямо пропорциональны затратам энергии (мощности).
Компрессорный агрегат модельного ряда Ш2-МБКА с автоматической системой управления, поставляемый на предприятия отрасли, обладает практически неисчерпаемым ресурсом в связи с отсутствием трущихся во время работы деталей. Отсутствие в процессе работы вибрации, малые шумы, габариты и масса не предъявляют особых требований к монтажу (рис. 1).
Разработанная система управления дает возможность автоматически настраиваться агрегату непосредственно под ту или иную пневмотрассу, которая в данный момент складывается из отдельных участков с переключателями направления, отводами и другими элементами, участвующими в технологи-
Ключевые слова: пневмотранспорт; компрессорный агрегат; сыпучий материал; склад бестарного хранения муки.
ческой цепочке подачи сыпучего продукта, обеспечивая постоянство расхода независимо от выходного давления воздуха. Это важное преимущество дает возможность гарантировать отсутствие завалов из-за несоответствия параметров воздушного потока, требуемых для конкретной линии. При этом нет дополнительных энергозатрат: система дает команду агрегату выработать именно столько сжатого воздуха и именно с такими параметрами, сколько и какого (по избыточному давлению) необходимо в данный момент для оптимального транспортирования сыпучего продукта. Обратная связь между агрегатом с системой управления обеспечивается высокоскоростными электронными датчиками, поэтому скорость реакции электроники заведомо превышает скорость изменения параметров потока сыпучего продукта и отсутствует вероятность запаздывания в срабатывании следящей системы.
В таблице приводится техническая характеристика компрессорных агрегатов модельного ряда Ш2-МБКА.
Для пищевых, химических и других предприятий, в основном работающих на устаревшем компрессорном оборудовании, которое имеет неоправданно завышенное энергопотребление и низкие экономическое показатели, создание энергосберегающих и экологически безопасных технологий для систем транспортирования весьма актуальная задача.
Турбокомпрессорные агрегаты модельного ряда Ш2-МБКА, которые в течение пяти последних лет прошли апробацию на различных предприятиях России, превосходят лучшие зарубежные и отечественные образцы соответствующего параметрического ряда. Они обладают высокой степенью надежности и экономичности и существенно снижают эксплуатационные расходы (энергопотребления, а также затраты на масло, воду, специальный обслуживающий персонал, содержание специальных помещений под компрессорную станцию и др.).
В основе работы турбокомпрессор-ного агрегата заложен принцип центробежного сжатия. Благодаря использованию авиационных технологий, удается получать необходимую степень сжатия в центробежной ступени при малых габаритах. Высокая частота вра-
ENGINEERING AND TECHNOLOGY
Рис. 2. Установка компрессорных агрегатов модельного ряда Ш2-МБКА-7/1,5 на хлебозаводе в г. Братске
щения (до 50 тыс. мин-1) достигается благодаря применению в качестве опор газодинамических подшипников скольжения, что снижает уровень шума при работе. Расположение высокоскоростного электродвигателя и компрессорного колеса на одном валу - конструктивная особенность данного агрегата, что приводит к уменьшению габаритов и массы изделия, увеличению КПД.
Серии таких агрегатов с 2005 г. успешно эксплуатируются на хлебокомбинатах в г.г. Москве, Калиниграде, Балаково, Плавске, Тюмени и др.
В 2008 г. институтом проведены работы по замене центральной компрессорной станции на хлебозаводе г. Братска и переводу всей системы пневмотранспорта завода на работу от компрессорных агрегатов Ш2-МБКА-7/1,5 (рис. 2).
Модернизация технологического процесса на хлебозаводе в г. Братске заключалась в замене существующей компрессорной станции высокого давления мощностью 150 кВт, расположенной в отдельном помещении, на новейшие агрегаты на базе скоростных безмасляных турбокомпрессоров.
После проведения реконструкции подача муки после просеивания обеспечивается одновременно по двум технологическим линиям двумя компрессорными агрегатами мощностью не более 7,5 кВт каждый. Независимо от производительности питателей (от 3 до 5 т/ч), дальности транспортирования, меняющейся в зависимости от места расположения производственного бункера, сопротивление рабочей трассы находилось в пределах 0,2-0,4 ата. Минимальные длины пневмотранспортеров составляют 40 м, максимальные - до 100 м. Однако система управления компрессорным агрегатом стабильно обеспечивает его выход на оп-
тимальный для каждой трассы рабочий режим.
Оба агрегата установлены на свободной площадке склада БХМ, поскольку они изготавливаются со степенью защиты 1Р54. Эксплуатационные преимущества новых турбокомпрессоров очевидны и экономически эффективны с момента их ввода в эксплуатацию.
Фактический экономический эффект от внедрения компрессорных агрегатов марки Ш2-МБКА-7/1,5 на Братском хлебозаводе составил 1,171 млн руб. Срок окупаемости дополнительных капиталовложений - 0,8 года.
Итак, можно выделить целый ряд преимуществ Ш2-МБКА:
• полная автоматизация процесса, позволяющая сократить количество обслуживающего персонала и исключить влияние человеческого фактора;
• экономичность (не требует использования дорогостоящих ресиверов, масловлагоотделителей, смазочных материалов, воды, шумоглушителей, устройства специальных помещений и фундаментов и т. д.);
• высокая производительность позволяет наращивать объемы производства и параллельные системы без создания дополнительных рабочих мест;
• удивительная «маневренность»-благодаря новаторским разработкам эта техника позволит вам осуществить практически бесконечное количество вариантов подключения новых пнев-молиний;
• рациональное использование площади благодаря компактности и универсальности оборудования;
• особенности, которые можно назвать дополнительным преимуществом оборудования: например, низкий уровень шума, отсутствие вибрации, безупречная чистота сжатого воздуха и т. д.;
Характеристика Ш2-МБКА-7/1,5 Ш2-МБКА-6,5/2
Расход воздуха (настраивается по требованию заказчика), м3/мин 5-8 5-7
Максимальное абсолютное давление, ата 1,5 2,0
Установленная мощность, кВт 7,8 15
Напряжение электросети, В 380+5%/-15%
Габаритные размеры с блоком охлаждения, мм
Длина 582 582
Ширина 607 607
Высота 1276 1430
Масса, кг, не более 77 93
Температура воздуха на выходе из компрессора, °С, не более 75 130
Показатели надежности и долговечности
Наработка агрегата на момент испытаний, ч, не менее 3885
Средний срок службы до капремонта, лет, не менее 3
Коэффициент готовности, не менее 0,9
Коэффициент технического использования 0,9
Срок службы до списания, лет, не менее 10
Исполнение электродвигателя компрессора IP54
• компактность - компрессорный агрегат можно с легкостью разместить на небольшой свободной площади склада БХМ;
• тщательно продуманная автоматическая система безопасности;
• надежность оборудования позволяет предприятию долгие годы работать без ремонта и сопутствующих ему проблем;
• энергосбережение - возможность небольшой загрузки, что позволяет использовать оптимальные режимы работы;
• быстрая окупаемость (несколько месяцев).
Применение в промышленности такого класса малогабаритных центробежных турбокомпрессорных агрегатов позволит качественно изменить компоновку пневмотранспортных установок и экологичность систем.
Таким образом, использование российской технологии высокоресурсных аппаратов для получения безопасным способом стандартизированного воздуха и техники, не требующей обслуживающего персонала, подтверждается на практике. Это новаторская разработка. Экономия энергии, воды и прочих ресурсов, повышение производительности оборудования становятся решающим фактором в процессе формирования концепции современных производств.
