
- •1 Технологическая часть
- •1.1 Анализ технологического процесса
- •1.2 Описание промышленной установки
- •Кинематическая схема электропривода
- •2. Выбор систем электропривода и автоматизации промышленной установки
- •2.1. Литературный обзор по теме дипломного проекта
- •2.2. Форлулирование требований к автоматизированному электроприводу и системе автоматизации
- •2.3. Проектирование функциональной схемы автоматизированного электропривода
- •2.4. Определение возможных вариантов и выбор рациональной системы электропривода
- •3. Выбор электродвигателя
- •3.1. Построение нагрузочной диаграммы электропривода
- •4 Проектирование силовой схемы автоматизированного электропривода и выбор комплектного преобразователя электрической энергии
- •4.1 Определение возможных вариантов и обоснование выбора типа комплектного преобразователя
- •4.2. Расчет параметров и выбор элементов силовой цепи
- •5. Проектирование системы автоматического управления.
- •5.1. Разработка математической модели автоматизированного электропривода
- •5.2.Расчет параметров объекта управления
- •5.3.Определение параметров и структуры управляющего устройства
- •6. Анализ динамических и статических характеристик электропривода
- •6.1. Разработка имитационной модели электропривода
- •6.2. Расчет и определение показателей качества переходных процессов
- •6.3. Построение статических характеристик электропривода
- •8. Выбор и проектирование системы автоматизации производственной установки
- •8.1. Формализация условий работы установки
- •8.2. Разработка алгоритма и программы управления
- •8.3. Разработка функциональной логической схемы
- •9. Проектирование конструкции узла системы автоматизированного электропривода
- •10. Проектирование схемы электроснабжения и защиты установки
- •10.1. Выбор аппаратов, проводов и кабелей
- •10.2.Таблица перечня элементов электрооборудования производственной установки
- •11. Охрана труда
- •11.1 Производственная санитария
- •11.2 Техника безопасности
- •11.3. Пожарная безопасность
11.3. Пожарная безопасность
В соответствии со ОНТП 24-88 данное производство по пожарной, взрывной и взрывопожарной опасности можно отнести к категории Д. Категория Д – это производства, в которых обрабатываются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. Согласно СНиП 2.01.02-85 здание, в котором предполагается размещение данного насоса, можно отнести ко II степени огнестойкости. Согласно указанному СНиП допускается использовать один эвакуационный выход, если число работающих соответствует приведенному в таблице 11.5.
Ширина эвакуационного прохода составляет не менее 1 м., коридор или переход в другое здание – не менее 1,4 метра. Ширина лестничных маршей не менее ширины выхода на лестничную площадку с наиболее населенного этажа, но не менее 1 метра. Максимальное расстояние от наиболее удаленного рабочего
Таблица 11.5
Степень огнестойкости здания |
Предельное число эвакуируемых человек с одного этажа здания при числе этажей | ||
2 |
3 |
4 и более | |
II |
70 |
35 |
15 |
места до эвакуационного выхода должно составлять 50 метров.
В качестве способа предотвращения распространения огня, здание оборудовано огнестойкими противопожарными перегородками 1 типа.
Помещение,
в котором располагается насос, оборудовано
первичными средствами пожаротушения.
В качестве таких средств можно применять
углекислотные и порошковые огнетушители,
предназначенные для тушения различных
материалов установок под напряжением
до 1000В (например, ОУ-2А, ОХП-10, ОК-10).
12. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
В данном дипломном проекте сравниваются насосные станции с нерегулируемым и регулируемым приводами, поэтому необходимо доказать экономическую целесообразность замены. Самым наглядным способом будет сравнение графиков потребления электрической энергии обоих вариантов. Используя формулу (1.1) для нерегулируемого привода, когда система трубопровод-насос в зависимости от расхода Q скользит по естественной характеристике насоса
,
где Q― расход в м3, H― напор развиваемый насосом в соответствии со своей характеристикой в атмосферах, γ=удельный вес воды, γ=9,81·103 Н/м3, η― КПД насоса в относительных единицах. При частотном регулировании скорости насоса для стабилизации напора потребляемая мощность рассчитывается по формуле:
,
где ηiФ― фиктивный КПД, определяемый по графику η(Q) для QiФ, Qiф― фиктивный расход, который находится на параболе равного КПД с рабочим значением Qi и рабочим напором Hр:
;
,
где НiФ, РiФ― значения напора и мощности нерегулируемогонасоса в приQ=QiФ. Используя характеристики насоса КМ 80-65-160 получим графики рис.12.1. потребляемой мощности. Зная график водопотребления, можно подсчитать сэкономленную электрическую энергию.
Таблица 12.1
Потребление и экономия электроэнергии в течении суток.
Время Суток |
00-04 |
04-07 |
07-12 |
12-17 |
17-00 |
Q― расход воды |
30 |
40 |
65 |
35 |
25 |
Р-нерулируемый |
5,091 |
5,636 |
7,336 |
5,364 |
4,828 |
Р-регулируемый |
4,229 |
4,874 |
7 |
4,576 |
3,908 |
ΔР―сэкономленная мощность |
0,862 |
0,685 |
-0,336 |
0,788 |
0,910 |
ΔW―сэкономленная энергия |
3,448 |
2,055 |
-1,68 |
3,94 |
6,37 |
За сутки экономится 15,813 кВт·ч, что при стоимости электроэнергии для промышленных предприятий 84 руб за кВч·ч, составит 1328,292 руб., а за год 484826,58 руб. При цене 1973$ преобразователь ACS 400 окупится через 8 лет. Это не учитывая эффект от улучшения качества водоснабжения молокозавода, что скажется на потребительских качествах продукции, и условиях эксплуатации оборудования. В период с 7-12 часов происходит экономия установленной мощности, следующим по мощности является насос КМ 100-80-160 с подачей 132-100-65, напором 28-32-36, мощностью 15 кВт, его цена 1170 тыс. руб., а насос КМ 80-65-160 стоит 573 тыс. руб.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На примере дипломного проекта показано, что использование частотных преобразователей на насосных станциях водоснабжения промышленных предприятий оправдано не только с точки зрения улучшения водоснабжения, но и с точки зрения экономии электроэнергии. Однако при установке преобразователей для многодвигательных систем следует выбирать из двух вариантов одновременного управления преобразователем всеми двигателями и управления одним и включения остальных по мере иссякания возможностей управления, при этом, когда включается новый насос необходимо его довести до рабочего давления системы, что избежать обратного тока жидкости. В этом режиме не избежать ступенчатости, из-за ограниченности рабочей зоны насоса, эффективность перекачивания при расходе ниже рабочей зоны очень низкая. Хотя при регулируемом приводе лучше, чем нерегулируемом. В случае одновременного управления необходим преобразователь суммарной мощности двигателей что при улучшении регулирования, увеличивает капитальные затраты на преобразователь и коммутационное оборудование.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Руководство по программному обеспечению для преобразователей частоты серии ACS 400. ABB Industry Oy.1999.
АО БелНасосПром: Насосы, задвижки…2002.
STARVERTiH LG: Решения для эффективного водоснабжения. 2000.
Т.С. Камалов, М.М. Хамудханов. Система электропривода насосных установок машинного орошения. Ташкент. 1985.
Б.И. Фираго. Учебное методическое пособие по теории электропривода. 1993.
Грейвулис Я.П., Рыбницкий Л.С. К вопросу регулирования скорости вращения центробежных насосов на повысительных водонасосных станциях в сети городского водоснабжения. Моделирование и автоматизация электрических систем. Рига. 1979.
Рыбницкий Л.С. регулирование скорости вращения асинхронных короткозамкнутых двигателей средней мощности для привода центробежных насосов. Рига. 1976.
Ильинский Н.Ф. Повышение эффективности промышленных установок средствами электропривода. 1987.
Ильинский Н.Ф. проблемы энергосбережения в проектировании и эксплуатации новых видов электропривода. 1986.
Лопастные насосы: справочник. 1986.
Правила устройства электроустановок