diplom[ishodniki] / dsadas / All in

7

6.4Построение статических характеристик электропривода,

7.1Построение точной нагрузочной диаграммы электропривода за

7.2Проверка электродвигателя по нагреву и перегрузочной

8.5Проектирование схемы электрической соединений системы

8.6 Полное описание функционирования системы автоматизации…………………………………………………………………..…..93

9

ВВЕДЕНИЕ

На данном этапе технического прогресса во всех развитых странах мира в последние годы принято направление, согласно которому необходимо как можно эффективнее распределять и использовать все виды энергоресурсов. Это позволяет не только сберечь потраченные средства, но и рационализировать производство посредством его модернизации.

Так основными мероприятиями по энергосбережению и в частности в данном дипломном проекте являются: оптимальный выбор мощности электродвигателя насосной установки, а также использование частотно-

регулируемого электропривода.

Турбомеханизмы являются машинами массового применения. Около

25% всей вырабатываемой электроэнергии расходуется на электропривод насосов, вентиляторов и компрессоров. Техническое совершенство и экономичность электроприводов турбомеханизмов в значительной степени определяют рациональность использования электроэнергии в народном хозяйстве. Под экономичностью электропривода следует понимать не только его минимальную стоимость и высокие энергетические показатели, но и такое качество электропривода, как регулируемость. Высокая экономичность электропривода позволяет турбомеханизмам производить работу, необходимую по технологическим условиям, с наименьшими энергетическими затратами.

Большинство насосных установок стран постсоветского пространства использует нерегулируемый электропривод, что приводит к лишним затратам электроэнергии. Использование регулируемого электропривода насосных агрегатов показало, что регулирование скорости рабочего колеса насосов позволяет существенно повысить энергетические показатели установок,

получить значительную экономию электроэнергии, и сократить потери воды за счет исключения избытка давления в гидравлической сети.

10

Таким образом производится модернизация действующих насосных установок, применяя в цепи питания преобразователи частоты, позволяющие регулировать скорость двигателя. При этом используются преобразователи как иностранных, так и отечественных фирм-производителей.

Целью данного дипломного проекта является проектирование частотно-

регулируемого электропривода насосной установки. Применение частотно-

регулируемого электропривода турбомеханизмов позволяет обеспечить требуемые технологические показатели при существенном сокращении затрат электроэнергии. Тема данного дипломного проекта является весьма актуальной в настоящее время.

ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ И ФОРМУЛИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ ЭЛЕКТРОПРИВОДУ

«Мозырский нефтеперерабатывающий завод» (полное наименование Открытое Акционерное Общество «Мозырский нефтеперерабатывающий завод») — одно из двух белорусских нефтеперерабатывающих предприятий.

Завод расположен в промышленной зоне города Мозыря в 15 км к югу от жилых массивов города. Предприятие является крупномасштабным, и для правильного ведения технологического процесса всего завода, необходимо своевременное, и

в достаточном количестве поступление как технологической, так и питьевой воды на территорию завода и близ расположенных объектов. Для решения этой проблемы были применены насосы для подъёма и транспорта воды на необходимые расстояния.

1.1 Описание промышленной установки

Для обеспечения водой завода и околозаводных объектов используется оборудование, расположенное на станции «Насосная II – IV подъёма». На станции размещены насосные установки для обеспечения подачи питьевой и технологической воды. По сути станция и разделена на два типа перекачиваемой жидкости. Второй этап подъёма говорит о менее тщательной фильтрации воды,

в отличие от четвёртого, где вода фильтровалась как минимум трижды.

Часть насосов, расположенных в машинном отделении перекачивает воду для обеспечения рабочего персонала чистой питьевой водой. Другие насосы необходимы для подачи технологической воды на блоки первичной и вторичной переработки нефти, производства химических веществ, и других установок, не требующих высокого качества фильтрации воды. Причём, если для технологической воды станция является вторым этапом подъёма, то для питьевой воды это уже четвёртый. В зависимости от вида используемой воды,

12

для её забора используются различные источники, такие как природные водоёмы, реки, родники, после чего поступает в резервуары, также разделённые по типу находящейся в них воды, и по объёму.

Представим общий вид промышленной установки на следующем рисунке 1.1:

Рисунок 1.1 – Общий вид промышленной установки с размещением оборудования

На рисунке 1.1 приняты следующие условные обозначения:

Н1 … Н9 – насосы, соответственно 1 … 9;

М1 … М9 – двигатели, соответственно 1 … 9.

В данном дипломном проекте стоит задача модернизации процесса подачи питьевой воды на Мозырский нефтеперерабатывающий завод

13

1.2 Анализ технологического процесса промышленной установки и выбор управляемых координат электропривода

В нашем технологическом процессе применяется 4 параллельно установленные насосные установки. Однако при этом один насос работает постоянно (Н6 или Н7), а третий включается при аварийном останове одного из рабочих насосов. Четвёртый насос (Н9) необходим на случай пожарных ситуаций и постоянно выключен. Насос Н6 является основным рабочим насосом,

который постоянно поддерживает необходимый напор в сети, определяющийся режимом водопотребления. Насос Н7 предназначен для поддержания (подкачки)

заданного напора, когда необходимо сменить насос Н6, с целью равномерного износа двигателей. Насос Н8 является резервным, который вступает в работу в случае выхода из строя насоса Н6 или насоса Н7.

Управляемой координатой в данной установке является поддержание давления в заданных пределах. Текущее значение давления в напорной части водопровода поступает от датчика давления. В соответствии с поступившим значением давления контроллер дает задание на преобразователь частоты и подключает его к одному из трех насосов.

Наиболее широкое распространение получили установки с центробежными насосами.

В спиральном корпусе насоса помещается рабочее колесо с лопатками.

При вращении колеса двигателем жидкость, поступающая к центру колеса из заборного резервуара через всасывающий трубопровод и открытую задвижку,

центробежной силой выбрасывается по лопаткам на периферию корпуса. В

результате в центре рабочего колеса создается разряжение, жидкость засасывается в насос, снова выбрасывается и далее подается в напорный трубопровод. Таким образом, в системе при открытой задвижке создается непрерывное течение, и центробежный насос имеет равномерный ход.

14

Приведём принципиальную схему центробежного насоса на рисунке 1.2

с описанием работы механизма и указанием на нём основных элементов,

участвующих в технологическом процессе.

Рисунок 1.2 - Принципиальная схема центробежного насоса

1 - рабочая камера; 2 - рабочее колесо; 3 - направляющий аппарат; 4 - вал; 5 - лопатка рабочего колеса; 6 - лопатка направляющего аппарата; 7 - нагнетательный патрубок; 8 -

подшипник; 9 - корпус насоса (опорная стойка); 10 - гидравлическое торцовое уплотнение вала

(сальник); 11 - всасывающий патрубок.

На рабочем колесе имеются лопатки (лопасти), которые имеют сложную форму. Жидкость подходит к рабочему колесу вдоль оси его вращения, затем направляется в межлопаточный канал и попадает в отвод. Отвод предназначен для сбора жидкости, выходящей из рабочего колеса, и преобразования кинетической энергии потока жидкости в потенциальную энергию, в частности в энергию давления. Указанное выше преобразование энергии должно происходить с минимальными гидравлическими потерями, что достигается специальной формой отвода.

Корпус насоса предназначен для соединения всех элементов насоса в энергетическую гидравлическую машину. Лопастный насос осуществляет преобразование энергии за счет динамического взаимодействия между потоком