Do an cap gas huy

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CẤP GAS & KHÍ NÉN HOÀNG THỊ HIỀN

TRẦN QUỐC HUY _ MSSV: 677153

0

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG VIỆN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

**********

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN

CẤP GAS & KHÍ NÉN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : HOÀNG THỊ HIỀN

SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRẦN QUỐC HUY

MSSV : 6771.53

LỚP : 53HK

Hà Nội ,2011



1

ĐỒ ÁN CẤP KHÍ NÉN

PHẦN I: NHU CẦU DÙNG KHÍ VÀ LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN

1.1 Nhu cầu dùng khí cho các phân xưởng.

Thống kê số họng khí sử dụng và lưu lượng một họng:

Bảng 1.1. Nhu cầu dung khí cho ác phân xưởng.

STT Phân xưởng Số

họng

Lưu lượng 1 họng

qmax (m3/h)

Lưu lượng cực đại

(m3/h)

1 Phân xưởng vỏ 20 5,4 108

2 Phân xưởng ống 15 5,4 81

3 Phân xưởng máy cơ khí 18 5,4 97,2

4 Phân xưởng mộc hoàn thiện 12 5,4 64,8

5 Phân xưởng gia công chi tiết 32 5,4 172,8

6 Phân xưởng sơ chế tôn 15 5,4 81

7 Khu cầu tàu số 2 7 5,4 37,8

8 Bàn lắp ghép ngoài 18 5,4 97,2

1.2 Nhu cầu dung khí tính toán cho từng phân xưởng.

-) Chọn thời gian thực hiện cấp khí của một họng là 20 (s)/lần. Một họng thực hiện cấp

45 lần/h.

Vậy hệ số thời gian1 họng cấp là:

1

20 36K 0,2

3600



2

1.3 Sơ đồ cấp khí.

( Được thể hiện trên bản vẽ kèm theo).

1.4 Lưu lượng tính toán cho các đoạn ống nhánh, xác định lưu lượng cho các đoạn

ống trên ống tuyến chính.

-) Lưu lượng cực đại của 1 họng là:

cd

q = 5,4 (m3/h).

-) Lưu lượng cực đại của tất cả họng trong 1 nhánh hay 1 phân xưởng:

cd

Q = cd

n × q (m3/h).

-) Lưu lượng trung bình của 1 họng là:

0 cd 1

q = q × K = 5,4 × 0,2 = 1,08 (m3/h).

-) Lưu lượng trung bình của 1 nhánh hay 1 phân xưởng là:

0 cd 1

Q = Q × K (m3/h).

-) Lưu lượng tính toán cực đại của từng nhánh trong phân xưởng được cho bởi công

thức:

TT cd 2q = Q × K (m

3/h).

-) Trong đó:

TTq

: Lưu lượng tính toán cực đại, (m

3/h).

cdq

: Lưu lượng cực đại của một họng, (m

3/h).

q0 : Lưu lượng trung bình

n : Số họng.

2

K

: Hệ số lưu lượng cực đại đồng thời.

( Tra biểu đồ 3.1 trang 34 giáo trình “Trạm khí nén và mạng lưới khí nén của tác giả

Hoàng Thị Hiền).

-) Lưu lượng tính toán cực đại của phân xưởng:

Được xác định như tổng lớn nhất của lưu lượng tính toán cực đại của một trong các

nhóm điểm dùng cộng với lưu lượng trung bình của tất cả các nhóm còn lại.

TT TT i 0 0 i

Q = max(q ) + Q -(q ) ; (m3/h)

Trong đó:

TT i

max(q ) : Lưu lượng tính toán cực đại của nhánh thứ i; (m3/h)

-) Lưu lượng tính toán cực đại của cơ sở đóng tàu:

Được xác định bằng tổng lớn nhất của lưu lượng tính toán cực đại của một trong các

phân xưởng cộng với lưu lượng trung bình của tất cả các phân xưởng còn lại.

Dựa trên sơ đồ cấp khí ta lập được bảng sau: (Coi một nhánh như một phân xưởng).



Bảng 1.2. Tính toán lưu lượng khí nén.

Tên

phân xưởng Tên nhánh

Số họng

khí n

Lưu lượng max (m3/h)

Hệ số sử

dụng theo

thời gian K1

Lưu lượng trung bình

(m3/h) Hệ số lưu

lượng cực

đại đồng

thời (K2)

Lưu

lượng

tính toán

qTT

(m3/h)

Lưu lượng

tính toán

toàn phân

xưởng Qtt

(m3/h)

1 họng Toàn bộ 1 họng Toàn bộ

cdq cd

Q 0q 0

Q

1. Phân xưởng

vỏ

Nhánh 1.1 5 5,4 27 0,2 1,08 5,4

0,8 21,6

37,8

Nhánh 1.2 5 5,4 27 0,2 1,08 5,4

0,8 21,6

Nhánh 1.3 5 5,4 27 0,2 1,08 5,4

0,8 21,6

Nhánh 1.4 5 5,4 27 0,2 1,08 5,4

0,8 21,6

0Q 21,6

2. Phân xưởng

ống

Nhánh 2.1 5 5,4 27 0,2 1,08 5,4

0,8 21,6

32,4 Nhánh 2.2 5 5,4

27 0,2 1,08 5,4 0,8

21,6

Nhánh 2.3 5 5,4 27 0,2 1,08 5,4

0,8 21,6

0Q 16,2

3. Phân xưởng

máy cơ khí

Nhánh 3.1 6 5,4 32,4 0,2 1,08 6,48 0,84 27,22

40,18 Nhánh 3.2 6 5,4

32,4 0,2 1,08 6,48 0,84

27,22

Nhánh 3.3 6 5,4 32,4 0,2 1,08 6,48

0,84 27,22

0Q 19,44



4. Phân xưởng

mộc hoàn

thiện

Nhánh 4.1 4 5,4 21,6 0,2 1,08 4,32 1 21,6

30,24 Nhánh 4.2

4 5,4 21,6 0,2 1,08 4,32 1 21,6

Nhánh 4.3 4 5,4 21,6 0,2 1,08 4,32 1 21,6

0Q 12,96

5. Phân xưởng

gia công chi

tiết

Nhánh 5.1 8 5,4 43,2 0,2 1,08 8,64

0,75 32,4

58,32

Nhánh 5.2 8 5,4 43,2 0,2 1,08 8,64

0,75 32,4

Nhánh 5.3 8 5,4 43,2 0,2 1,08 8,64 0,75 32,4

Nhánh 5.4 8 5,4 43,2 0,2 1,08 8,64

0,75 32,4

0Q 34,56

6. Phân xưởng

sơ chế tôn

Nhánh 6.1 7 5,4 37,8 0,2 1,08 7,56 0,71 26,84

39,96 Nhánh 6.2 8 5,4 43,2 0,2 1,08 8,64 0,75 32,4

0Q 16,2

7. Khu cầu tàu

số 2

Nhánh 7.1 4 5,4 21,6 0,2 1,08 4,32 1 21,6

24,84 Nhánh 7.2 3 5,4 16,2 0,2 1,08 3,24 1 16,2

0Q 7,56

8. Bản lắp

ghép ngoài

Nhánh 8.1 9 5,4 48,6 0,2 1,08 9,72 0,67 32,56

42,28 Nhánh 8.2 9 5,4 48,6 0,2 1,08 9,72 0,67 32,56

∑Q0 19,44



5

1.5. Lưu lượng tính toán của cơ sở đóng tàu Nam Triệu:

*) Lưu lượng tính toán cực đại của cơ sở đóng tàu Nam Triệu:

58,32 + 21,6 + 16,2 + 19,44 + 12,96 + 16,2 + 7,56 + 19,44 = 171,72 (m3/h).

*) Lưu lượng trung bình của cơ sở đóng tàu Nam Triệu:

21,6 + 16,2 + 19,44 + 12,96 + 34,56 + 16,2 + 7,56 + 19,44 = 147,96 (m3/h).



6

PHẦN II: TÍNH TOÁN THỦY LỰC.

2.1. Xác định lưu lượng tính toán cho các đoạn ống trên tuyến ống chính.

-) Để xác định đường kính từng đoạn ống của các mạng lưới giữa các phân xưởng và

mạng lưới bên trong phân xưởng, trước tiên phải xác định lưu lượng khí nén trên từng

đoạn ống riêng biệt của mạng lưới.

-) Lưu lượng khí nén có tính đến tổn thất trên đoạn ống (25%) được nhận như tổng lớn

nhất của lưu lượng tính toán cực đại của một trong các phân xưởng cộng với lưu lượng

trung bình của các phân xưởng còn lại.

-) Đối với từng đoạn ống lưu lượng tính toán được nhân như tổng lưu lượng lớn nhất của

các phân xưởng với lưu lượng trung bình các phân xưởng còn lại có tính đến tổn thất trên

đoạn. Trường hợp phân xưởng có nhiều nhánh thì lưu lượng tính toán bằng tổng lưu

lượng lớn nhất của một nhánh với lưu lượng trung bình các nhánh còn lại. Các đoạn ống

được kí hiệu trên bản vẽ. Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 2.1. Lưu lượng tính toán cho các đoạn ống trên tuyến ống chính.

Phân xưởng (đoạn ống) Lưu lượng tính toán cực đại (m3/h)

Lưu lượng trung

bình (m3/h)

PX ống–K1 32,4 × 1,25 = 40,5 16,2 × 1,25 = 20,25

PX máy cơ khí–K1 40,18 × 1,25 =50,23 19,44 × 1,25 = 24,3

K1–K2 50,23 + 20,25 = 70,48 -

PX hoàn thiện–K2 30,24 × 1,25 = 37,8 12,96 × 1,25 = 16,2

K2–K4 50,23 + 20,25 + 16,2 = 86,68 -

PX sơ chế tôn–K3 39,96 × 1,25 = 49,95 16,2 × 1,25 = 20,25

Khu cầu tàu số 2–K3 24,84 × 1,25 = 31,05 7,56 × 1,25 = 9,45

K3–K4 49,95 + 9,45 = 59,4 -

K4–K5 50,23 + 20,25 + 16,2 + 20,25

+ 9,45 = 116,38 -

Bản lắp ghép ngoài–K5 42,28 × 1,25 = 52,85 19,44 × 1,25 = 24,3

K5–K6 52,85 + 20,25 + 24,3 + 16,2 + 20,25 +

+ 9,45 = 143,3 -

PX gia công chi tiết–K6 58,32 × 1,25 = 72,9 34,56 × 1,25 = 43,2

K6–K7 72,9 + 20,25 + 24,3 + 16,2 + 20,25 +

+ 9,45 + 24,3= 187,65 -

PX vỏ-K7 37,8 × 1,25 = 47,25 21,6 × 1,25 = 27

K7–Trạm khí nén

72,9 + 20,25 + 24,3 + 16,2 + 20,25 +

+ 9,45 + 24,3+ 27 = 214,65

-



7

-) Việc tính toán thủy lực mạng lưới khí nén có thể tiến hành theo 2 phương pháp:

+) Phương pháp đồ thị.

+) Phương pháp giải tích.

Tính toán đường ống dẫn khí nén bằng giải tích là quá phức tạp, còn lập bảng tính với 4

biến số độc lập là không thể được. Do đó để thuận tiện cho quá trình tính toán ta áp dụng

phương pháp đồ thị.

2.2. Vận tốc các đoạn ống:

*) Vận tốc cho phép:

-) Đối với đường ống giữa các phân xưởng: không vượt quá 25m/s;

-) Đối với đường ống bên trong phân xưởng: không vượt quá 8 ÷ 12 m/s;

*) Vận tốc hợp lí:

-) Đối với đường ống giữa các phân xưởng 8 ÷ 15 m/s và đối với đường ống bên trong

phân xưởng 4 ÷ 8 m/s.

2.3. Tính toán thủy lực – xác định đường kính các đoạn ống và tổn thất áp suất của

mạng lưới khí nén:

Tính toán thủy lực được tiến hành nhờ các đồ thị (phụ lục 2 – 5)_Trang 56 sách Trạm khí

nén và mạng lưới khí nén – HOÀNG THỊ HIỀN.

-) Đường kính đoạn ống được xác định đồng thời với vận tốc khí và phụ thuộc vào lưu

lượng, áp suất và vận tốc (đồ thị phụ lục 3 và 4)_Trang 57 sách Trạm khí nén và mạng lưới

khí nén – HOÀNG THỊ HIỀN.

-) Tổn thất áp suất tổng cộng từ máy nén đến phân xưởng xa nhất (mạng lưới giữa các phân

xưởng) không vượt quá 10% áp suất công tác (làm việc) của trạm khí nén.

-) Đường kính ống được xác định theo công thức:

D = tt4 × Q

3600 π v (m).

Trong đó:

D: Đường kính tính toán của đoạn ống, (m).

Q: Lưu lượng tính toán của đoạn ống, (m3/h).

v: Vận tốc cho phép chảy trong ống (m/s).



8

2.3.1. Tổn thất áp suất ma sát:

-) Từ các đại lượng Q (lưu lượng khí nén), P (áp suất khí nén), D (đường kính chọn theo

tiêu chuẩn) ta đi xác định lại vận tốc thực của đoạn ống.

-) Theo (đồ thị_phục lục 2_Trang 56 sách Trạm khí nén và mạng lưới khí nén – HOÀNG THỊ

HIỀN): với P (áp suất khí nén) và v (vận tốc thực) ta đi xác định dòng khí nén nằm trong

miền ống nào. (Miền ống nhám và miền chuyển tiếp)

-) Nếu thuộc miền ống nhám thì ta dựa vào (đồ thị_phục lục 4_Trang 58 Trạm khí nén và

mạng lưới khí nén – HOÀNG THỊ HIỀN) để xác định tổn thất áp suất riêng R (kg/m2)

trên 1m dài ống.

-) Nếu thuộc miền chuyển tiếp thì ta dựa vào (đồ thị_phục lục 3_Trang 57 Trạm khí nén

và mạng lưới khí nén – HOÀNG THỊ HIỀN) để xác định tổn thất áp suất riêng R (kg/m2)

trên 1m dài ống.

-) Dựa vào công thức: ms

ΔP = R × l ; (kg/m2)

Trong đó:

l : chiều dài ống; (m).

R : tổn thất áp suất riêng trên 1 m dài ống.

2.3.2. Tính tổn thất áp suất cục bộ :

-) Tổn thất áp suất cục bộ trong đường ống dẫn khí nén xác định theo độ dài tương đương

(phục lục 6_Trang 60 sách Trạm khí nén và mạng lưới khí nén – HOÀNG THỊ HIỀN) kí

hiệu độ dài tương đương là: ltđ (m)

- Dựa vào công thức: cb td

ΔP = R× l ; (kg/m2)

2.3.3. Tính tổn thất áp suất tổng cộng :

-) Tổn thất áp suất chung (tổng cộng) của đường ống dẫn khí nén bằng tổn thất riêng (trên

1 m dài ống) nhân với độ dài quy ước của đoạn :

qu tđΔP = R × l = R × (l +l )

Trong đó:

ΔP : Tổn thất áp suất chung (tổng cộng) của đoạn ống; (kg/m2)

td

l , l : Độ dài thực tế ( l ) và độ dài tương đương (td

l ) của đoạn ống; (m)



9

2.4. Tính toán thủy lực:

2.4.1. Xác định đường kính đoạn ống bên ngoài phân xưởng:

Bảng 2.2: Đường kính các đoạn ống bên ngoài phân xưởng.

STT Đoạn ống Qtt

(m3/h)

v chọn

(m/s)

D

(mm)

D chọn

(mm)

v thực

(m/s)

1 PX ống–K1 40,5 8 42,32 50 5,73

2 PX máy cơ khí–K1 50,23 8 47,14 50 7,11

3 K1–K2 70,48 11 47,62 50 9,98

4 PX hoàn thiện–K2 37,8 8 40,89 50 5,35

5 K2–K4 86,68 11 52,81 65 7,26

6 PX sơ chế tôn–K3 49,95 8 47,00 50 7,07

7 Khu cầu tàu số 2–K3 31,05 8 37,06 40 6,87

8 K3–K4 59,4 8 51,26 65 4,97

9 K4–K5 116,38 11 61,19 65 9,75

10 Bản lắp ghép ngoài–K5 52,85 8 48,35 50 7,48

11 K5–K6 143,3 13 62,45 65 12,00

12 PX gia công chi tiết–K6 72,9 8 56,78 65 6,11

13 K6–K7 187,65 15 66,53 76 11,50

14 PX vỏ-K7 47,25 8 45,72 50 6,69

15 K7–Trạm khí nén 214,65 15 71,16 76 13,15

-) Vận tốc thực hầu hết nằm trong khoảng vận tốc hợp lí (8÷15) m/s, nên đường kính ống

đã chọn là có thể chấp nhận được. Nếu giảm đường kính ống để đảm bảo yếu tố kinh tế

thì vận tốc trong ống tăng nên và như thế thì gây phá hoại đường ống.

-) Chọn tuyến ống chính là truyến dài nhất và có tổn thất áp suất lớn nhất (tuyến bất lợi

nhất). Dựa vào mặt bằng cấp khí nén cho cơ sở đóng tàu ta xác định được tuyến ống

chính của mạng lưới là tuyến: PX ống → K1 →K2 →K4 →K5 → K6 →K7 →Trạm khí nén.



10

-) Áp suất tại điểm dùng là: 7,5 bar = 7 5

1 01325

,

, (atm) = 7,4 (atm).

-) Do yêu cầu chọn máy nén thì áp suất cuối cùng của khí ra khỏi máy nén được phép cao

hơn áp suất tại điểm dùng không quá 3÷4 (atm).Vậy ta chọn 1,6 atm để đảm bảo yếu tố

kinh tế. Suy ra áp suất tại đoạn cuối của đường ống chính tức là đoạn PX ống→K1 có áp

suất là: 7,4 + 1,6 = 9 (atm). Và vì tổn thất áp suất tổng cộng từ máy nén đến phân xưởng

xa nhất không vượt quá 10% áp suất công tác của máy nên áp suất máy nén sơ bộ chọn

được 9 × 1,1 =10 (atm).

2.4.2.Tính toán tổn thất áp suất cho tuyến ống chính:

a. Xác định chiều dài tương đương của các đoạn ống chính:

- Dựa vào phục lục 6_Trang 60 sách trạm khí nén và mạng lưới khí nén_HOÀNG THỊ

HIỀN và các phụ tùng bố trí trên các đoạn ống của tuyến ống chính ta có bảng thống kê

độ dài tương đương như sau:

ST

T Đoạn ống

Đường

kính đoạn

ống D

(mm)

Độ dài tương đương td

l (m) Số phụ tùng trên đoạn ống

tdl

(m) Ngoặt cong

(90°) R= 4d

Chạc

3

Van

(khóa)

song song

Ngoặt cong

(90°) R= 4d

Chạc

3

Van

(khóa)

song song

1 PX ống-K1 50 1 4,5 0,6 2 1 2 7,7

2 K1 - K2 50 1 4,5 0,6 0 1 1 5,1

3 K2 - K4 65 1,21 5,85 0,87 1 1 1 7,93

4 K4 - K5 65 1,21 5,85 0,87 0 1 1 6,72

5 K5 - K6 65 1,21 5,85 0,87 0 1 1 6,72

6 K6 - K7 76 1,364 6,84 1,068 0 1 1 7,908

7 K7 -Trạm

khí nén 76 1,364 6,84 1,068 1 1 1

9,272

2.2.2.2.Tính tổn thất áp suất tổng cộng trên đường ống chính.

- Dựa vào phương pháp tính toán đã nêu, chú ý áp suất trên đoạn ống lấy theo áp suất vừa

tính toán được P = 9 atm. Từ đó ta có bảng tính toán tổn thất áp suất tổng trên đường ống

chính như sau:



11

Bảng 6: Tính toán tổn thất áp suất tổng cộng trên đường ống chính.

STT Đoạn ống Qtt

(m3/h)

Qtt

(kg/h)

D

(mm)

v thực

(m/s)

P

(atm)

Miền

chuyển

động rối

R (kg/m2)

trên 1m

dài ống

l

(m)

ltd

(m)

∆P

(kg/m2)

1 PX ống-K1 40,5 48,56

50 5,73 9 Chuyển

tiếp 0,12 122

7,7 15,564

2 K1 - K2 70,48 84,51 50 9,98 9 Ống nhám 0,25 59 5,1 16,025

3 K2 - K4 86,68 103,9

3 65 7,26 9

Chuyển

tiếp 0,1 149

7,93 15,693

4 K4 - K5 116,3

8

139,5

4 65 9,75 9 Ống nhám 0,19 147

6,72 29,207

5 K5 - K6 143,3 171,8

2 65 12,00 9 Ống nhám 0,3 49

6,72 16,716

6 K6 - K7 187,6

5

224,9

9 76 11,50 9 Ống nhám 0,48 121

7,908 61,876

7 K7 -Trạm khí

nén

214,6

5

257,3

7 76 13,15 9 Ống nhám 0,6 60

9,272 41,563

8 ΔP 196,644

Ghi chú: Đổi đơn vị: 1(m3/h) = 1,199 (kg/h).

III. TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI KHÍ NÉN BÊN TRONG PHÂN

XƯỞNG (GIA CÔNG CHI TIẾT):

Documents

Do an cap gas huy