Энергетическое хозяйство завода состоит из паросилового цеха или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), компрессорной и кислородной станций, а также насосной для подачи воды.
Паросиловой цех или ТЭЦ имеют котельную и электростанцию. В котельной размещаются паровые котлы, вырабатывающие пар для питания турбин электростанции и паровых молотов в кузнечном цехе, лесосушильных камер, выварочных ванн или моечных машин, отопления цехов и удовлетворения других производственных нужд завода.
Количество котлов в котельной зависит от общей потребности пара на заводе и их производительности, которая выражается количеством вырабатываемого пара в тоннах в час. Как правило, сверх расчетного количества устанавливается не менее одного резервного котла.
Годовая потребность пара на отопление и вентиляцию может быть подсчитана по следующей формуле:
(97) где q — расход тепла на 1 м3 здания в ккал/ч·,
п — количество часов в отопительном периоде;
V — объем здания в м3;
Z — теплота испарения в ккал/кг (540 ккал/кг).
Расход пара другими потребителями определяется на основании паспортных, справочных или фактических данных.
Характеристика вырабатываемого пара (давление, температура перегрева) принимается по наиболее высоким параметрам пара, потребляемого тем или другим агрегатом. При этом должны учитываться потери давления и температуры пара в паропроводах. Для питания потребителей, использующих пар более низкого давления, применяется его редуцирование.
Электростанции. На заводах применяется переменный трехфазный ток 50 пер/сек. Как правило, заводы должны обеспечиваться электроэнергией от сетей энергосистем. Электростанции сооружаются на заводах лишь в случаях, когда нет возможности получить электроэнергию со стороны.
Электростанции могут быть паровые и дизельные. В качестве паровых двигателей используются, как правило, паровые турбины. Мощности электростанций вагоноремонтных заводов бывают в пределах 1000—6 000 кВт, в соответствии с чем применяются турбины различных мощностей и характеристик.
При получении электроэнергии от городских, районных и других энергосистем на заводах устраиваются только понизительные трансформаторные подстанции с распределительными устройствами.
Общая потребность в электроэнергии складывается из расхода ее для работы оборудования и для освещения.
Для определения расхода электроэнергии на работу оборудования подсчитывается суммарная установленная мощность и активная мощность на шинах низкого напряжения подстанции
(98) где Кс — коэффициент спроса, учитывающий недогрузку и неодновременность работы электроприемников, который для отдельных групп потребления может иметь значение от 0,15 до 0,75. В среднем по заводу он может быть принят равным 0,25 — 0,32.
Годовой расход электроэнергии на освещение определяется по нормам расхода в час на 1 м2 площади здания и территории и количеству часовой нагрузки в год, зависящей от географической широты.
Общий годовой расход электроэнергии будет
(99) где — сумма активных мощностей на шинах низкого напряжения в кВт;
Ф — действительный годовой фонд времени работы оборудования для одной смены в ч;
т— количество смен работы оборудования;
η— коэффициент загрузки оборудования по времени, который может быть принят равным 0,7 — 0,8;
W0 — расход электроэнергии на освещение.
Компрессорные станции. Для снабжения производственных цехов (вагоноремонтных, литейных, кузнечных и др.) сжатым воздухом давлением до 7 ат на заводах сооружается компрессорная станция.
Потребность в сжатом воздухе определяется количествомодновременно работающих приемников и расходом воздуха в единицу времени каждым приемником (табл. 68).
Таблица 68
Средний расход воздуха на единицу оборудования
Расход свободного воздуха в м/мин
Наименование оборудования | средний расчетный | максимальный |
Клепальные пневматические молотки типа КЕ16-КЕ32 (для заклепок диаметром 16 — 32 мм) | 1,0 | 1,1 |
Сверлильные машинки поршневые См22-См32 с диаметром сверления 22 — 32 мм ...................................................... | 1,0 | 1.5 |
Сверлильные машинки поршневые СМ-50 с диаметром сверления до 50 мм............................................................................ | 2,0 | 2,1 |
Шлифовальные машинки с диаметром шлифовального круга: | 0,6 | __ |
50 > | 1,0 | — |
125 » | 1,6 | — |
Пульверизационные аппараты для окраски при диаметре сопла: | 0,26 |
|
1,0 » ................................................................................ | 1,65 | — |
2,0 » ................................................................................. | 6,62 | — |
3,0 » | 14,88 | — |
Молоты кузнечные при весе падающих частей: | 1,2 | 8,2 |
500 ................................................................................... | 2,0 | 14.0 |
1 000 ............................................................................... | 2,8 | 17,8 |
2 000 » ............................................................................. | 4,8 | 30,0 |
Формовочные машины................................................................ | 50,0 |
|
Количество агрегатов и инструмента, работающего сжатым воздухом, подсчитывается по цехам исходя из производственной программы и производительности инструмента и оборудования.
Суммируя потребность всех работающих воздухоприемников и умножая полученную сумму на коэффициент одновременности работы, принимаемый 0,3 — 0,5, определяется общая теоретическая потребность воздуха по заводу.
Теоретическая потребность воздуха должна быть увеличена на 40—50% для питания воздухосборников, компенсации утечек в воздухопроводах, потерь вследствие износа инструмента и др.
Для выработки сжатого воздуха применяются компрессоры производительностью 6 — 100 м3/мин. При определении потребного количества компрессоров следует предусматривать необходимый резерв.
Компрессорная должна находиться вблизи наибольших потребителей сжатого воздуха, чтобы сократить длину воздухопроводов и потери воздуха при транспортировке.
Воздушная сеть укладывается с уклоном 0,0025 — 0,004 в направлении движения воздуха для стока конденсирующейся влаги, которая удаляется через специальные дренажные устройства в виде спускных и продувочных кранов.
При расчете диаметра труб воздухопровода скорость воздуха принимают 12 — 25 м/сек. Для выравнивания давления в воздухопроводе и смягчения пульсации в сеть включаются воздухосборники или воздушные аккумуляторы. Они обычно устанавливаются на выходе воздухопровода из компрессорной и у мест наибольшего разбора сжатого воздуха, причем желательно для установки выбирать место, где воздухосборник был бы максимально защищен от нагревания лучами солнца.
Объем воздухосборника в м3 может быть определен по следующим эмпирическим формулам:
от
при производительности компрессора Q до 15 м3/мин;
от
при производительности компрессора Q от 15 до 30 м3/мин;
от
при производительности компрессора от 30 до 100 м3 мин.
Кислородные станции создаются на вагоноремонтных заводах в случаях, когда отсутствует возможность получения кислорода со специализированных кислородных заводов. Производительность кислородных установок на вагоноремонтных заводах составляет 30—100 м3/ч.
Основными потребителями кислорода на заводах являются вагоноремонтные цехи, в первую очередь цех подготовки или правки грузовых вагонов и литейные цехи при работе вагранок с кислородным поддувом.
В цехи с наибольшим потреблением кислорода прокладываются кислородопроводы. Остальные цехи обеспечиваются кислородом в баллонах, которые должны храниться в специальных складах со стеллажами для баллонов.
Средний расход кислорода на единицу продукции может быть принят в следующих размерах:
на один четырехосный грузовой вагон заводского ремонта 15 — 20 м3; на один четырехосный пассажирский вагон заводского ремонта 2 м3; на 1 т стального (бессемеровского) литья 18 м3;
на 1 т чугунного литья 5 — 15 м3.