diplom[ishodniki] / dsadas / печать234567 / ПЕЧАТь

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ………………………………………………………………………47

5.2 Составление математических моделей (уравнений, структурных схем) объекта управления, датчиков и исполнительного устройства………………………………………………………………………53

5.3Расчет параметров объекта управления, датчиков и

6 РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА. 67

7

6.2 Расчет переходных процессов и определение показателей качества…………………………………………………………………………72

6.4Построение статических характеристик электропривода,

8.3Проектирование функциональной схемы системы

8

10 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА…………………………………………………………100

10.2Составление перечня элементов электрооборудования

12 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ…………………………………………………………………….113

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

10

сократить потери воды за счет исключения избытка давления в гидравлической сети.

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.

«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

12

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, 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:

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.

13

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

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

14

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.

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