Контрольні питання

1. Виділити основні технологічні передумови й технічні показники, що спричиняють необхідність застосування систем «м'якого» пуску СД.

2. Навести методику розрахунку економічного ефекту пускових систем синхронного двигуна кар’єрних екскаваторів.

3. Виділити основні технологічні передумови й технічні показники, що спричиняють необхідність застосування систем «м'якого» пуску СД.

4. Пояснити поняття «крокуючі екскаватори».

Література: [21 ], стор.223 – 230.

Практичне заняття №5

Тема. Економічна ефективність пускових систем синхронного двигуна компресорних установок

Мета роботи: набуття навичок та вмінь розрахунку економічної ефективності пускових систем з синхронними двигунами

Короткі теоретичні відомості

Часті пуски турбокомпресорів (ТК) негативно позначаються на працездатності турбомашин. Кожен некерований (прямий) запуск турбокомпресора знижує моторесурс ТК на 50 годин при плановому в 5600 годин. Таким чином, при щоденних запусках протягом року, моторесурс ТК вичерпується триразово. Саме тому тривалість безперервної роботи турбокомпресорів регламентується й становить не менш 25 діб.

Негативні наслідки пускових режимів будуть мінімальні у випадку, якщо процес пуску здійснюється настільки повільно, що виключаються основні причини зниження моторесурса – температурні перепади в робочих колесах ТК. Тривалість пуску при цьому повинна бути в межах 1 – 1,5 хв.

Таким чином, керований пуск дає можливість періодичних зупинок у міжзмінні перерви, вихідні й святкові дні без небезпеки прискореного зношування двигунів, компресорів. При таких остановах потужність із мережі не споживається, на відміну від розвантаження ТК шляхом відключення його від пневмомережі. У цьому, регламентованому правилами експлуатації режимі, потужність на валу ТК доходить до 30% від номінальної потужності.

Завдання до теми

Розрахувати економічну ефективність пускових систем синхронного двигуна (СД) компресорних установок, якщо – коефіцієнт завантаження двигуна при відключенні компресора від пневмомережі, – тривалість міжзмінної перерви, год, – число робочих днів у році; – вартість однієї електроенергії, грн. Час розгону двигуна з використанням впроваджуваного регулятора напруги – .

Таблиця 5.1 – Вихідні дані для розрахунку

Варіант	Втрати на збудження, , кВт	ККД двигуна,	Кількість агрегатів, п, шт.	Потуж-ність синхронного двигуна, Рн, кВт	Час уведення компресора в роботу, tвв, хв	Кількість змін, s	Вар-тість ТРН, Стрн,, грн	Вартість релейної шафи керування , грн
1	180	0,92	2	1550	10	3	66200	14900
2	190	0,90	3	1600	11	2	66300	14800
3	185	0,93	4	1500	12	3	66100	14750
4	180	0,94	2	1520	13	3	65200	14900
5	190	0,92	2	1450	10	2	66000	14830
6	186	0,90	4	1620	11	2	65400	14500
7	192	0,92	2	1550	11	3	65600	14930
8	186	0,94	3	1600	12	2	66250	15000
9	191	0,92	2	1550	11	3	63200	14800
10	194	0,93	3	1550	12	2	64200	14900

Приклад виконання практичного завдання

Потужність, споживана при неробочому ході одним двигуном компресора:

. (5.1)

Електроенергія, споживана компресорами за добу:

(5.2)

Вартість споживаної електроенергії за рік до впровадження тиристорного регулятора напруги визначається:

, (5.3)

.

Під час змінної перерви може працювати 1-2 компресора, інші можуть бути зупиненими.

Загальний час розгону одного агрегату складе:

. (5.4)

Якщо в роботі перебуває 2 компресори, то наступний (третій) уводиться в роботу в 6.12, четвертий – в 6.24, п'ятий – в 6.36, шостий – в 6.48, сьомий – в 7.00. Порядок уведення компресорів зображений на графіку (рис. 6.1):

Час простою всіх двигунів за одну перезміну:

години. (5.5)

Час не роботи всіх двигунів за добу (при тризмінному режимі роботи):

годин. (5.6)

Рисунок 5.1 – Порядок уведення компресорів у роботу

Електроенергія, споживана всіма компресорами за добу, :

(5.7)

де – час роботи компресора на холостому ходу протягом перерви.

Вартість електроенергії за рік при впровадженні тиристорного регулятора напруги (ТРН):

. (5.8)

Вартість комплектуючого устаткування й монтажних робіт для підключення СД визначається в такий спосіб.

Вартість високовольтних вимикачів розрахуємо як:

, (5.9)

де – необхідна кількість високовольтних вимикачів; – вартість одного вимикача.

Вартість ТРН: .

Вартість релейної шафи керування:

Вартість кабельної продукції:

Вартість монтажних робіт:

Вартість комплектувального устаткування й монтажних робіт для підключення СД турбокомпресорів:

(5.10)

Економія в рік з урахуванням амортизаційних відрахувань (термін служби устаткування 8,5 років):

(5.11)

Статистичні дані вказують, що 250–300 регламентованих запусків СД приводять до необхідності середнього, а частіше капітального ремонту СД по зазначених причинах.

Запуск синхронних двигунів від тиристорних регуляторів дозволяє здійснити повністю керований процес, що істотно знижує нагрів обмоток у процесі розгону. Виконані дослідження процесу пуску СД шляхом моделювання на ЕОМ синхронної машини типу СТД і СТМ показують, що перегрів обмоток при керуванні тиристорами не перевищує 110-130⁰С, тобто практично вдвічі знижуються екстремальні температури. За таких умов термін служби ізоляції збільшується в 3-4 рази. Це значить, що можна реально збільшити міжремонтний період СД, знизити в 3-4 рази аварійність електричних машин.

Ефективність за рахунок зниження витрат на ремонт компресора може бути отримана в такий спосіб: вартість одного капітального ремонту компресора – 250000 грн; ймовірність виходу з ладу турбокомпресора за рік – 0,3. Вартість ремонту СД – 16000 грн. Імовірність виходу з ладу СД за рік – 0,6. Оплата праці на ремонт компресорного агрегату – 125000 грн.

Тоді витрати на проведення ремонтних робіт складуть:

.

Установка тиристорного регулятора дозволяє збільшити міжремонтний період в 3-4 рази і зменшити витрати на проведення ремонтних робіт:

Ефективність за рахунок зниження витрат на ремонт ТК:

Річна економічна ефективність за рахунок економії електроенергії, ремонтних витрат і матеріалів:

грн.