Електропостачання

Оскільки теоретична індикаторна діаграма суттєво відрізняється від реальної, а отримання останньої не завжди можливо, то при визначенні потужності на валу компресора часто користуються наближеною формулою, де вихідними даними є робота ізотермічного і адіабатного стискання, а також ККД компресора , значення яких приводяться в довідниках, тобто формула для визначення потужності має вигляд:

Ai - ізотермічна робота стискання 1 м3 атмосферного повітря до

тиску Р2;

Aa - адіабатна робота стискання 1 м3 атмосферного повітря до

тиску Р1.

Потужність на валу компресора при орієнтовних підрахунках визначають за емпіричною формулою:

де m - показник політропи стискання, для турбокомпресорів з водяним охолодженням m=1,25-1,35; для нагнітачів без водяного

охолодження m=1,45-1,55;

P1 - абсолютний тиск газу або повітря на стороні всмоктування в кН /м2;

P2 - абсолютний тиск газу або повітря на стороні нагнітання в кН

/м2;

Q - продуктивність, віднесена до умов всмоктування, м3/хв;пол - індикаторний політропний ККД , рівний пол =0.6-0,8 ;

м - механічний ККД , рівний м =0,88 -0,92; Z – кількість ступенів стискання.

Потужність електродвигуна для приводу компресора будьякого типу і виконання повинна бути завжди більша потужності компресора і визначається за формулою:

81

електродвигунів великої потужності ; верхня - для малої і середньої

);

n - ККД передачі від електродвигуна до насоса ( при жорсткому з’єднанні валів двигуна і насоса муфтою n=0,98 , при клиноремінній передачі n=0,95 , при плоскоремінній n=0,9 ) .

2ПРОГРАМА РОБОТИ

2.1Записати технічні дані електродвигуна, компресора, апаратури управління.

2.2Зібрати електричну схему установки.

2.3Визначити потужність електродвигуна компресора.

2.4Включити установку і випробувати всі режими роботи компресорної установки.

3 ОПИС СХЕМИ УСТАНОВКИ

Схема лабораторної установки подана на рисунках 8.2 і 8.3. Схема забезпечує пуск двигуна компресора і керування поршневим компресором. Вмикається двигун компресора за допомогою автоматичного вимикача QF1 і кнопки SBC1, або з диспетчерського пункту за допомогою кнопки SBC2. Дозвіл на пуск електродвигуна здійснюється за допомогою реле KL2, якщо тиск в резервуарі повітря (ресивері) менше норми. При цьому замикаючий контакт давача тиску В1.1 замикається котушка реле KL2 отримує живлення, і замикає контакт KL2 в колі котушки лінійного контактора KM1. Котушка контактора KM1 отримує живлення і замикає силові контакти КМ1, приєднюючи електродвигун компресора до мережі. Одночасно замикається блок-контакт КМ1.1, що шунтує кнопку SBC2.

Крім того, замикається контакт КМ1.2, напруга подається на трансформатор Т і через випрямляч VD – в коло електрогідравлічного клапана КЕГ. Отримує живлення також реле часу КT, яке з витримкою часу замикає контакт КТ. Реле КL4 отримує живлення, замикає контакт КL4 і вмикає

82

електрогідравлічний клапан КЕГ. Цей клапан закриває вихід повітря з компресора в атмосферу. Витримка часу реле КT трохи перевищує час пуску електродвигуна, завдяки чому клапан КЕГ відкритий, тому пуск електродвигуна полегшується.

Якщо розхід повітря невеликий і тиск в ресивері перевищує норму, то замикається контакт В1.2 в колі котушки реле KL3. Останнє знеструмлює коло реле KL2. Коло контактора KM1 втрачає живлення, і електродвигун вимикається. Коли споживання повітря зростає, і тиск в ресивері зменшиться в порівнянні з нормою, давач тиску замикає контакт В1.1 і подає живлення на котушку реле KL2. Котушка контактора KM1 знову отримає живлення, і вмикає електродвигун компресора в роботу.

На рис 8.3 подана схема аварійного вимкнення електродвигуна. Якщо за межі норми виходять тиск повітря в холодильнику, тиск охолоджуючої води і масла, що підводиться до корінних підшипників, а також температура масла. Вказані параметри контролюються за допомогою давачів тиску повітря В2, реле тиску охолоджуючої рідини В3 і давача температури В4.

При порушенні нормального режиму роботи компресора замикаються контакти відповідних давачів. Отримують живлення реле KL5 або KL6, або KL7 і одночасно загоряються сигнальні лампочки HL2, HL3, HL4. Замикаючі контакти реле KL5 або KL6, або KL7 замикаються, отримує живлення котушка реле KL8. Розмикаючий контакт реле KL8 розмикається, знеструмлює котушку контактора КМ1 і двигун вимикається.

4ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

4.1Зібрати схему керування (рис.8.2 і 8.3).

4.2Перевірити схему керівником роботи.

4.3Увімкнути автомат QF і здійснити пуск двигуна за допомогою кнопок SBC1 або SBC2.

4.4Визначити потужність двигуна згідно завдання (табл.

8.1).

5 ЗАВДАННЯ ДЛЯ ВИБОРУ ПОТУЖНОСТІ ДВИГУНА

83

~3 х 220

АВ С

Рисунок 8.2 – Принципова схема компресорної установки

86

Рисунок 8.3 - Схема аварійного вимкнення компресорної установки

87

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №9

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ВЕРСТАТАКАЧАЛКИ

Мета роботи: Вивчення схеми керування електродвигуном верстата-качалки, вибір потужності двигуна.

1 ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

Насосна експлуатація свердловин здійснюється за допомогою штангових плунжерних насосів. В глибиннонасосному устаткуванні плунжерний глибинний насос підвішується на колоні насосних труб. За допомогою колони штанг плунжеру насосу передається зворотньо-поступовий рух з передачею плунжеру енергії від балансира верстатакачалки або верстата-гойдалки. Верстат-качалка з електродвигуном і редуктором перетворює обертовий рух в зворотньо-поступовий рух балансира.

Насос складається з циліндра, в середині якого переміщується плунжер. При ході плунжера вверх відкривається нижній клапан при закритому верхньому клапані плунжера. Рідина із свердловини засмоктується в циліндр насосу. При ході плунжера вниз клапан закривається, а нафта через клапан, що відкривається, видавлюється в простір насосних труб.

Колона штанг в нижній частині з’єднана з плунжером насосу, а на гирлі свердловини через шток з’єднана з головкою балансера верстата-качалки. Балансир з допомогою шатунів зв’язаний з кривошипами, вал яких через редуктор і клино-пасову передачу з’єднаний з електричним двигуном.

88

Для зрівнювання навантаження системи верстаткачалка електродвигун при ході колони штанг вниз і вверх використані балансирна і кривошипна противаги. Частоту коливань балансира можна змінювати шляхом встановлення шківів різних діаметрів. Діапазон зміни коливань для різних верстатів-качалок складає від 4.7 до 15 хв.

В даний час випускається 9 моделей /20 типорозмірів/ верстатів-качалок від СК 1 до СК 9 з найбільш допустимим навантаженням від 1 до 20 т. Потужність електродвигунів для приводу верстатів-качалок знаходиться в межах від 1.7 до

55кВт.

Для визначення потужності двигуна є декілька емпіричних формул. Енергетичним інститутом Академії Наук Азербайджану на основі експериментальних даних розроблена емпірична формула для визначення потужності електродвигуна верстата-качалки:

де n - число коливань балансира за 1 хв.; d- діаметр плунжера насосу, см;

S - довжина ходу штоку, м;

Q - добовий дебет різних свердловин, т; Hд - динамічний рівень рідини, км;

- коефіцієнт подачі насосу;

k - коефіцієнт, що характеризує тип верстата-качалки

/k=1.2-1.3/;

- коефіцієнт, що залежить від довжини колони штанг;- коефіцієнт, що залежить від номінального ковзання

двигуна. Так для асинхронних двигунів з нормальним

89

ковзанням =1, для двигунів з підвищеним ковзанням

=0.75.

2 ПРОГРАМА РОБОТИ

2.1Ознайомитись з електричними машинами та апаратами, необхідними для дослідження схеми.

2.2Визначити потужність електричного двигуна.

2.3Вибрати за каталогом електричний двигун. Запустити електричний двигун, знайти неполадки в схемі керування.

2 ОПИС СХЕМИ УСТАНОВКИ

Промисловість випускає блоки керування електроприводами верстатів-качалок, які можуть бути використані як при груповому автоматичному повторному увімкненні, так і при відсутності його, на номінальні струми

15, 20, 40 і 100А.

В металевій шафі змонтована вся апаратура блоку, зовні закріплений привод з ручкою для увімкнення автоматичного вимикача QF.

Керування електродвигуном здійснюється за допомогою універсального перемикача SA (рис. 9.1), який має одне фіксоване (нульове) положення з поверненням в дане положення (таблиця 9.1). Для запуску двигуна (після увімкнення QF) SA переводять в праве положення, при якому контакти 1-1 і 2-2 замикаються. Котушка контактора KM отримує живлення і силовими контактами KM підключає електродвигун до мережі. Одночасно замикається блокконтакт KM1 і розмикається блок-контакт KM2.

90