diplom[ishodniki] / dsadas / All in
.pdf
115
Произведем расчет потребляемой мощности основной насосной установкой, работающей согласно диаграмме 3.3:
- Произведем расчет потребляемой мощности насосной установкой, с
расходом Q = 280м3/ч.
Потребляемая мощность насосом:
|
|
|
280 |
|
280 |
3 |
|
|
РТ / М |
68400 |
0,1 |
|
|
|
|
|
61996Вт. |
|
|
|
||||||
|
|
|
300 |
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Как рассчитывалось ранее в п. 3.5, при расходе Q = 280м3/ч. насосная установка работает с рабочим моментом М(Q=280м3/ч) = 187,9 Н·м. Определим коэффициент загрузки:
Кзагр М(Q 280 м3 /ч) 187,9 0, 65,
Мн 291
откуда из рисунка 12.1 следует, что ƞАД ≈ 0,915.
Потери двигателя:
P |
90000 |
1 0,915 |
8361Вт. |
|
|||
АД 2 |
0,915 |
|
|
|
|
||
Потери в преобразователе частоты:
P |
90000 |
1 0,97 |
2784Вт. |
|
|||
ПЧ |
0,97 |
|
|
|
|
||
Тогда потребляемая мощность при расходе в 280м3/ч будет равна:
P(Q 280 м3 /ч) 61996 8361 2784 73141Вт.
- Произведем расчет потребляемой мощности насосной установкой, с
расходом Q = 250м3/ч.
Потребляемая мощность насосом:
116
|
|
|
250 |
|
250 |
3 |
|
|
РТ / М |
68400 |
0,1 |
|
|
|
|
|
45283Вт. |
|
|
|
||||||
|
|
|
300 |
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Как рассчитывалось ранее в п. 3.5, при расходе Q = 250м3/ч. насосная установка работает с рабочим моментом М(Q=250м3/ч) = 149,8 Н·м. Определим коэффициент загрузки:
Кзагр М(Q 250 м3 /ч) 149,8 0,51,
Мн 291
откуда из рисунка 12.1 следует, что ƞАД ≈ 0,9.
Потери двигателя:
PАД 2 90000 1 0,9 10000Вт. 0,9
Потери в преобразователе частоты:
P |
90000 |
1 0,97 |
2784Вт. |
|
|||
ПЧ |
0,97 |
|
|
|
|
||
Тогда потребляемая мощность при расходе в 250м3/ч будет равна:
P(Q 250 м3 /ч) 45283 10000 2784 58067Вт.
- Произведем расчет потребляемой мощности насосной установкой, с
расходом Q = 200м3/ч.
Потребляемая мощность насосом:
|
|
|
200 |
|
200 |
3 |
|
|
РТ / М |
68400 |
0,1 |
|
|
|
|
|
24827Вт. |
|
|
|
||||||
|
|
|
300 |
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Как рассчитывалось ранее в п. 3.5, при расходе Q = 200м3/ч. насосная установка работает с рабочим моментом М(Q=200м3/ч) = 95,9 Н·м. Определим коэффициент загрузки:
117
Кзагр М(Q 250 м3 /ч) 95,9 0,33,
Мн 291
откуда из рисунка 12.1 следует, что ƞАД ≈ 0,86.
Потери двигателя:
P |
90000 |
1 0,86 |
14651Вт. |
|
|||
АД 2 |
0,86 |
|
|
|
|
||
Потери в преобразователе частоты:
PПЧ 90000 1 0,97 2784Вт. 0,97
Тогда потребляемая мощность при расходе в 200м3/ч будет равна:
P(Q 200 м3 /ч) 24827 14651 2784 42262Вт.
Количество потребляемой электроэнергии за год работы насосной станции, при регулировании с помощью ПЧ:
WПЧ АД |
|
|
P t |
|
(73141 6 58067 9 42262 9) 365 |
489, 76МВт ч. |
(12.6) |
|
1000 |
1000 |
|||||||
|
|
|
|
|
||||
Теперь рассчитаем потребляемую мощность при регулировании производительности насосной станции с помощью задвижки.
Потребляемая электроэнергия при регулировании производительности насосной станции задвижкой:
WЭП |
PТ/М (Q) t Рном |
t. |
(12.7) |
|
|
|
Pт/м(Q) - потребляемая мощность турбомеханизма, определяемая по естественной характеристике насоса (рисунок 3.1).
По рисунку 3.1 определяем потребляемую мощность насосом при расходе Q = 280м3/ч:
PТ/М(Q 280 м3 /ч) 71000Вт.
118
Определяем потребляемую мощность насосом при расходе Q = 250м3/ч:
PТ/М(Q 250 м3 /ч) 65000Вт.
Определяем потребляемую мощность насосом при расходе Q = 200м3/ч:
PТ/М(Q 250 м3 /ч) 59000Вт.
Количество потребляемой электроэнергии за год работы насосной станции, при регулировании производительности при помощи задвижки:
Wз. (71000 6 64000 9 58000 9) 365 562,8МВт ч. 1000
Проанализировав данные, полученные из вышеприведенного расчета,
можно заметить заметную экономию электроэнергии за год работы насосной станции, при использовании ПЧ:
W WЗ WПЧ-АД 562,8 489, 76 73, 04МВт ч, |
(12.8) |
что в процентом соотношении равняется:
W% |
|
W |
100% |
73 |
100% |
15%. |
(12.9) |
|
|
|
|||||||
WПЧ АД |
489,8 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Стоимость электроэнергии рассчитывается по следующей формуле::
|
Cэ ЦкВт ч W , |
(12.10) |
где |
Ц кВт ч - цена кВт·ч электроэнергии. |
ЦкВт ч 1 329,9руб для |
промышленных и приравниваемых к ним потребителям, с присоединенной мощностью до 750кВА [??].
Годовая стоимость электроэнергии при регулировании производительности задвижкой:
C Э.З 1 329,9 562800 748467720 руб.
119
Годовая стоимость электроэнергии при регулировании производительности преобразователем частоты:
CЭ ПЧ 1 329,9 489760 651331824 руб.
Годовая экономия при использовании преобразователя частоты:
C 1 329,9 73000 97082700 руб.
Величина суммарных затрат по внедрению частотного регулируемого
электропривода насосной станции определяется как:
|
C ЭП кДОП СПЧ , |
(12.11) |
где СПЧ |
- цена преобразователя частоты и устройств автоматизации, руб., |
|
к ДОП - |
коэффициент увеличения затрат на дополнительные проектно- |
|
конструкторские работы, монтаж, наладку и запуск оборудования, в зависимости от мощности преобразователя, к ДОП 1,15 1,25. Принимаем кдоп = 1,15.
Срок окупаемости проекта рассчитывается по формуле:
T |
C ЭП |
. |
|
|
|
||
OK |
C |
|
|
|
(12.12) |
||
|
|
|
|
Стоимость преобразователя частоты равна [??]:
CПЧ 60200000 руб.
Стоимость программируемого логического реле равна [??]:
CПЛР 1500000 руб.
По формуле (12.11) определим величину суммарных затрат по внедрению частотно-регулируемого электропривода:
C ЭП 1,15 (60200000 1500000) 70955000 руб.
120
Тогда срок окупаемости модернизации насосной установки, за счет экономии электроэнергии, по составит:
70955000
TOK 97082700 0, 73года.
Плановая продолжительность ремонтного цикла (ремонтный цикл – наработка электрического оборудования, выраженная в годах календарного времени между двумя капитальными плановыми ремонтами) определяется по следующей формуле [?]:
|
TПЛ TТАБЛ 0 , |
(12.14) |
|
|
|
||
где TТАБЛ - продолжительность ремонтного цикла, TТАБЛ ДВ |
9 лет (для |
||
асинхронного электродвигателя), TТАБЛ ПЧ 6 лет (для преобразователя частоты); |
|||
0 |
- коэффициент, учитывающий уменьшение ремонтного цикла |
||
основного |
оборудования, 0 0,85 для |
ремонтного цикла, |
0 0, 7 для |
межремонтного периода. |
|
|
|
Плановая продолжительность ремонтного цикла для асинхронного |
|||
электродвигателя составляет: |
|
|
|
|
TПЛ ДВ TТАБЛ ДВ 0 |
9 0,85 7, 65года. |
|
Плановая продолжительность ремонтного цикла для преобразователя частоты составляет:
TПЛ ПЧ TТАБЛ ПЧ 0 6 0,85 5,1года.
Плановая продолжительность межремонтного периода определяется формулой [?]:
t |
ПЛ tТАБЛ 0 , |
(12.15) |
|
|
|
|
|
121 |
где tТАБЛ - |
продолжительность межремонтного периода, tТАБЛ ДВ 9 |
мес. |
||
(для асинхронного электродвигателя), |
tТАБЛ ПЧ 18 мес. (для |
преобразователя |
||
частоты); |
|
|
|
|
Плановая продолжительность межремонтного периода для асинхронного |
||||
электродвигателя составляет: |
|
|
|
|
|
tПЛ ДВ tТАБЛ ДВ 0 9 0, 7 6,3мес. |
|
|
|
Плановая |
продолжительность |
межремонтного |
периода |
для |
преобразователя частоты составляет: |
|
|
|
|
tПЛ ПЧ tТАБЛ ПЧ 0 18 0, 7 12, 6мес.
По полученным величинам можно рассчитать количество капитальных и текущих ремонтов в расчете за 1 год по следующей формуле:
|
|
M P |
|
|
1 |
. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
TПЛ |
(12.16) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для асинхронного электродвигателя количество капитальных ремонтов в |
||||||||||
год составляет: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M K P ДВ |
|
1 |
|
|
1 |
0,13. |
||||
|
|
|
|
|
||||||
TПЛ ДВ |
7, 65 |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||
Для преобразователя частоты количество капитальных ремонтов в год составляет:
M K P ПЧ |
1 |
|
1 |
|
0, 20. |
|
TПЛ ПЧ |
5,1 |
|||||
|
|
|
||||
Количество текущих ремонтов для асинхронного электродвигателя
составляет:
MТ P ДВ |
1 |
|
1 |
|
0,16. |
|
tПЛ ДВ |
6,3 |
|||||
|
|
|
||||
122
Количество текущих ремонтов для преобразователя частоты составляет:
MТ P ПЧ |
|
1 |
|
1 |
|
0, 079. |
||
|
|
|
|
|||||
tПЛ ПЧ |
12, |
6 |
||||||
|
|
|
|
|||||
По заданному количеству ремонтов в год, а также по заданной норме трудоемкости определяется годовая трудоемкость ремонтов. Годовая трудоемкость капитальных и текущих ремонтов электрических машин рассчитывается по формуле [?]:
|
|
|
TP M P HP K , |
(12.17) |
||
где H P |
- норма трудоемкости, чел·ч, HКP. ДВ 17чел ч - норма трудоемкости |
|||||
для капитального |
ремонта |
электродвигателя, |
HКP.ПЧ 35чел ч. - |
норма |
||
трудоемкости |
для |
капитального ремонта |
преобразователя |
частоты, |
||
HКP. ДВ 7чел ч. - норма трудоемкости для текущего ремонта электродвигателя, |
||||||
HТP.ПЧ 10чел ч. - норма трудоемкости для текущего ремонта преобразователя |
||||||
частоты; |
|
|
|
|
|
|
K - |
поправочный коэффициент, учитывающий частоту вращения |
|||||
электродвигателя, K 1 для |
электродвигателей |
с |
частотой вращения 3000 |
|||
об/мин. |
|
|
|
|
|
|
Т.к. в нашей насосной установке используется 3 электродвигателя,
работающих посменно, то формула для расчета капитальных и текущих ремонтов электродвигателей примет следующий вид:
TP 3 M P HP K . |
(12.18) |
Для асинхронного электродвигателя годовая трудоемкость капитальных ремонтов составит:
TК P ДВ 3 MК P ДВ HК P ДВ K 3 0,13 17 1 6, 63чел·ч.
123
Для преобразователя частоты годовая трудоемкость капитальных ремонтов составит:
TК P ПЧ MК P ПЧ HК P ПЧ 0, 2 35 7чел·ч.
Годовая трудоемкость текущих ремонтов для асинхронного электродвигателя составляет:
TТ P ДВ 3 MТ P ДВ HТ P ДВ K 3 0,16 7 1 3,36чел·ч.
Годовая трудоемкость текущих ремонтов для преобразователя частоты составляет:
TТ P ПЧ MТ P ПЧ HТ P ПЧ 0, 079 10 0, 79чел·ч.
Годовая трудоемкость технического обслуживания принимается равной
10% от нормы трудоемкости текущего ремонта оборудования без учета поправочных коэффициентов:
TТ O ДВ 3 0,1 HТ P ДВ 12 3 0,1 7 12 25, 2чел·ч,
TТ O ПЧ 0,1 HТ P ПЧ 12 0,1 10 12 12чел·ч.
Для удобства сравнения выполненного расчета, полученные данные трудоемкости ремонта и технического обслуживания, для двух вариантов систем регулирования производительности насосной установки, сведены в таблицу 12.2.
Таблица 12.2 - Сравнение выполненного расчета трудоемкости ремонта и технического обслуживания
Способ |
регулирования |
Задвижка |
|
Преобразователь |
производительности |
|
|
частоты |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Годовая трудоемкость капитальных ремонтов, чел·ч |
|
|||
|
|
|
|
|
Электродвигатель |
|
6,63 |
|
6,63 |
|
|
|
|
|
Преобразователь |
|
− |
|
7 |
|
|
|
|
|
124
Окончание таблицы 12.2
Годовая трудоемкость текущих ремонтов, чел·ч
Электродвигатель |
3,36 |
|
3,36 |
|
|
|
|
Преобразователь |
− |
|
0,79 |
|
|
|
|
Годовая трудоемкость технического обслуживания, чел·ч |
|
||
|
|
|
|
Электродвигатель |
25,2 |
|
25,2 |
|
|
|
|
Преобразователь |
− |
|
12 |
|
|
|
|
Суммарная трудоемкость обслуживания |
35,19 |
|
54,98 |
оборудования |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
По известной годовой трудоемкости эксплуатации оборудования,
учитывая тарифную ставку ремонтного рабочего, а также соответствующие налоги, можно определить затраты на заработную плату ремонтных рабочих за
1 год по формуле:
CЗП СТАР СНАЛ Т , |
(12.19) |
По известной годовой трудоемкости эксплуатации оборудования,
учитывая тарифную ставку ремонтного рабочего, а также соответствующие налоги, можно определить затраты на заработную плату ремонтных рабочих за
1 год по формуле:
CЗП СТАР СНАЛ Т , |
(12.19) |
где СТАР - часовая тарифная ставка ремонтного рабочего (по четвертому разряду СТАР 25000 часруб );
СНАЛ - коэффициент, определяющий затраты на выплату налогов в связи
сначислением зарплаты, СНАЛ 1, 4 ;
Т- суммарная трудоемкость эксплуатации оборудования.