П-2. Пример проработки технологического процесса
для проектирования СЭС объекта
Задание на проектирование:
Разработать систему электроснабжения машиностроительного завода.
На первом этапе необходимо определиться с отраслью машиностроения, номенклатурой выпускаемой продукции и производительностью производства.
В качестве примера рассмотрим завод по производству металлоконструкций. Предложенное для проектирования СЭС предприятие относится к мини заводам, которые выпускают массовые металлоизделия (каркасы, корпуса и т.д.) и металлические заготовки для отраслей промышленности.
Исходные данные на проектирование: перечень основных и вспомогательных цехов завода, указанных в ведомости электрических нагрузок и генеральном плане завода.
Перечень цехов основного производства:
литейный цех, термический цех, кузнечнопрессовый цех, электросварочный цех, цех механической обработки изделий, гальванический цех, механосборочный цех, цех окраски.
Общепроизводственные цеха: насосная станция, компрессорная, ремонтно-механический цех и др.
Обзор технологического процесса производства
Для разработки проекта необходимо в первую очередь провести углубленную проработку технологического процесса производства данного предприятия.
Цель проработки технологического процесса производства: обосновать характеристику окружающей среды, как подразделений предприятия, так и по промзоне в целом; определить технологические показатели электрических нагрузок; определить категории ЭП по надежности электроснабжения; определить вид и степень защиты электрооборудования с учетом категории его размещения. Технологическую блок-схему производства можно подобрать из технологических схем отраслей промышленности, представленных на рис. 2.1-2.7 главы 2 данного пособия.
Для примера примем упрощенную технологическую блок-схему производства мини-завода, представленную на рисунке П – 2.1.
Рис. П-2.1 Упрощенная блок – схема техпроцесса предприятия
При описании технологического процесса производства как основных, так и вспомогательных цехов можно ориентироваться на разделы 2.4 и 2.5 главы 2 данного пособия.
Цеха основного производства.
Литейный цех предназначен плавки металлов. Плавильный участок литейного цеха является основным участком производства.
Плавка черных металлов производится как в дуговых, так и в индукционных электрических печах. Расход электрической энергии в цехах существенно зависит от вида и марок выпускаемой продукции.
Основными электроприемниками литейного цеха являются: печи, конвейеры, насосы, краны, приточная и вытяжная вентиляция. Мощность электрических печей достигает 10 МВА. Электроприводы вентиляторов и насосов имеют диапазон мощностей 4,0-200 кВт, режим их работы продолжительный. Мощности электроприводов конвейеров и других транспортирующих механизмов составляют 1,7-22 кВт.
Напряжение питания электрических печей 6(10) кВ через печные трансформаторы. Напряжение питания остальных электроприемников цеха 0,4 кВ.
Категория приемников по электроснабжению – 1.
Условия среды – технологическая пыль, локальное воздействие высоких температура.
Категория размещения электрооборудования – 3.
Степени защиты электрооборудования – IP40-IP50 (избирательно).
Термический цех предназначен для термической обработки изделий.
Термический цех, как правило, состоит из трех участков: химико-термической обработки, механической обработки заготовок и закалки.
Основные электроприемники цеха: агрегаты для химико-термической обработки, соляные ванны, различные виды станков для механической обработки заготовок, закалочные установки, приточная и вытяжная вентиляция. Напряжение питания электроприемников цеха 0,4 кВ. Закалочные установки питаются от тиристорных преобразователей частоты. Режим работы электроприемников продолжительный.
Категория приемников по электроснабжению –1 (2).
Условия среды – технологическая пыль, локальное воздействие высоких температур.
Категория размещения электрооборудования – 3.
Степени защиты электрооборудования – IP40-IP50 (избирательно).
Кузнечнопрессовый цех служит для штамповки металлов. Основными электроприемниками цеха являются пресса. Кривошипные пресса холодной штамповки имеют мощность приводов 2,0-160 кВт, горячей
штамповки – 30-630 кВт. Наиболее мощными являются гидропресса. Мощность двигателей насосов гидропрессов составляет 250-1660 кВт.
В цехе так же присутствуют: насосы, подъемно-транспортные механизмы, приточная и вытяжная вентиляция. Напряжение питания электроприемников переменное 0,4 или 6(10) кВ.
Категория приемников по электроснабжению – 2 (3).
Условия среды – технологическая пыль, локальное воздействие высоких температур.
Категория размещения электрооборудования – 3 (4).
Степени защиты электрооборудования – IP20-IP40 (избирательно).
Сварочный цех предназначен для сварки заготовок и изделий. Основные электроприёмники цеха: электросварочные установки дуговой и контактной сварки, подъемно-транспортные механизмы, приточная и вытяжная вентиляции. Для дуговой сварки на переменном токе применяются сварочные трансформаторы. Для сварки на постоянном токе применяются электромашинные преобразователи. Мощность сварочных трансформаторов до 250 кВА. Мощность электромашинных преобразователей до 55 кВт. Мощность установок контактной сварки 3-1000 кВА.
В последнее время находит широкое применение аргонно-дуговая сварка. Единичная мощность подъемно-транспортных механизмов 0,4-11 кВт.
В цехе предусмотрена приточная и вытяжная вентиляции. Напряжение питания электроприемников цеха 0,4 кВ. Режим работы систем вентиляции продолжительный, сварочных установок и подъемно-транспортных механизмов повторно-кратковременный.
Категория приемников по электроснабжению – 2 (3).
Условия среды – технологическая пыль.
Категория размещения электрооборудования – 3 (4).
Степени защиты электрооборудования – IP20-IP40 (избирательно).
Цех механической обработки предназначен для механической обработки заготовок и изделий. Основные электроприемники цеха: привода различных металлообрабатывающих станков, автоматических линий, подъемно-транспортных механизмов, приточной и вытяжной вентиляций. Мощность отдельных станков 1,5-22 кВт. Напряжение питания приводов 0,4 кВ. Режим работы станков продолжительный, подъемно-транспортных механизмов повторно-кратковременный.
Категория приемников по электроснабжению – 2 (3).
Условия среды – технологическая пыль.
Категория размещения электрооборудования – 4.
Степени защиты электрооборудования – IP30-IP40 (избирательно).
Гальванический цех обеспечивает следующие виды гальванопокрытий: оцинкование, никелирование, хромирование, серебрение, химическое оксидирование и фосфатирование стали.
В цехе применяется различное оборудование: от отдельных ванн до автоматизированных линий, системы приточной и вытяжной вентиляций, подъёмно-транспортные механизмы.
Основной нагрузкой цеха являются преобразовательные установки с различным диапазоном выходного напряжения (от 24 до 220 В постоянного тока) и единичной мощностью до 2,5 МВ∙А. Коэффициент мощности установок обычно выше 0,85 при КПД 0,75-0,98. Необходимо учитывать и электропотребление вспомогательного оборудования цеха: систем приточной и вытяжной вентиляций и подъёмно-транспортных механизмов.
Напряжение питания преобразовательных установок 6(10) кВ. Остальные электроприемники 0,4 кВ. Режим работы преобразовательных установок и систем вентиляции продолжительный, подъемно-транспортных механизмов повторно-кратковременный.
Категория приемников по электроснабжению – 1.
Условия среды – химически-активная.
Категория размещения электрооборудования – 3 (4).
Степени защиты электрооборудования – IP40-IP50 (избирательно).
Механосборочный цех предназначен для сборки изделий, которая может осуществляться вручную, либо конвейерным способом.
В цехе может быть один или несколько сборочных участков или конвейеров.
Основные электроприёмники цеха: привода конвейеров, подъемно-транспортных механизмов, приточной и вытяжной вентиляций.
Электроснабжение цеха осуществляется напряжением 0,4 кВ.
Категория приемников по электроснабжению – 2 (3).
Условия среды – технологическая пыль.
Категория размещения электрооборудованию – 3 (4).
Степени защиты электрооборудования – IP30-IP64 (избирательно).
Цех окраски предназначен для нанесения на изделия или заготовки различных защитных покрытий (красок, лаков, порошков). В цехе применяются окрасочные камеры ручной или полуавтоматической окраски. Так как защитный материал обычно наносят распылением, то окрасочный цех является потребителем сжатого воздуха. Большое электропотребление вызвано применением вентиляционных систем и систем нагрева для сушки изделий.
Основные электроприёмники цеха: сушильные камеры, привода конвейеров, подъемно-транспортных механизмов, приточной и вытяжной вентиляций.
Электроснабжение цеха осуществляется напряжением 0,4 кВ.
Категория приемников по электроснабжению – 2 (3).
Условия среды – аэрозоли легковоспламеняющихся веществ.
Категория размещения электрооборудования – 3 (4).
Вид защиты электрооборудования – взрывозащищённое.