Анализ технологического процесса
Содержание
Введение
1. Технологическая часть
1.1 Анализ технологического процесса
1.2 Анализ работы оператора
1.3 Расчетная схема механической части электропривода
2. Выбор систем электропривода и автоматизации
2.1 Расчет нагрузок механизмов установки
2.2 Предварительный расчет мощности двигателя
2.3 Патентно-информационный обзор
2.3.1 Общие сведения
2.3.2 Насосная станция перекачки с регулируемым электроприводом на основе ИМС
2.3.3 Насосная станция с регулируемым электроприводом по схеме АВК
2.3.4 Насосные станции с частотными электроприводами
2.3.5 Насосная станция с приводом на базе вентильного электродвигателя
2.3.6 Многоскоростные электродвигатели в насосных установках
2.4 Требования к автоматизированному электроприводу
2.5 Требования к системе автоматизации насосной установки
2.6 Обоснование выбора системы электропривода
2.6.1 Обоснование выбора системы электропривода
2.6.2 Предварительный выбор электродвигателя, преобразователя и устройств автоматизации
3. Технико-экономическое обоснование рациональной системы электропривода
3.1 Расчет капитальных вложений
3.2 Определение годовых эксплуатационных расходов
4. Проверка выбранных электродвигателей по перегрузочной способности и нагреву
4.1 Построение нагрузочных диаграмм и уточнение мощностей электродвигателей
4.2 Расчет параметров схемы замещения, построение естественной механической характеристики
|
|
|
4.3 Проверка выбранного электродвигателя по перегрузочной способности и перегреву
5. Расчет и проектирование силовой схемы автоматизированного электропривода
6. Расчет основных параметров и проектирование системы управления электроприводом
6.1 Функциональная схема электропривода
6.2 Математическое описание установки
6.3 Разработка структурной схемы и расчет ее параметров
6.3.1 Структурная схема системы стабилизации напора
6.3.2 Структурная схема системы управления электроприводом
6.3.3 Линеаризация структурной схемы и настройка регулятора
6.4 Построение статических характеристик
7. Анализ динамических характеристик электропривода насосной установки
8. Проектирование системы автоматизации насосной установки
8.1 Выбор принципов и проектирование схемы управления насосной установки
8.2 Формализация условий работы установки
8.3 Выбор аппаратов
8.4 Разработка функциональной схемы
8.5 Разработка программы управления установкой
9. Конструктивная разработка пульта управления насосной установкой
10. Проектирование схемы электроснабжения и защиты насосной установки
10.1. Проектирование схемы электроснабжения и защиты насосной установки
|
|
|
10.2. Выбор аппаратов и кабелей
10.3 Таблица перечня элементов производственной установки
11. Наладка и диагностика электропривода насосной установки
12. Техника безопасности и охрана труда
12.1 Техника безопасности при работе насосной установки
12.1.1 Общие сведения
12.1.2 Обеспечение электробезопасности насосной установки
12.2 Производственная санитария
12.3 Пожарная безопасность
13. Технико-экономические показатели
Заключение
Список использованых источников
Приложения
Введение
Рациональное использование водных и топливно-энергетических ресурсов, а также охрана окружающей среды определили направление развития систем водо - и теплоснабжения. При проектировании новых и реконструкции существующих систем водоснабжения все чаще предусматривается создание систем бессточного водопользования на базе замкнутых циклов. Основными энергетическими звеньями систем водоснабжения, обеспечивающими перемещение различных жидких сред по водопроводам, являются насосные станции.
Задачей настоящего курсового проекта является проектирование автоматизированного электропривода насосной установки системы горячего водоснабжения, т.е. насосной станции горячего водоснабжения (теплового пункта).
|
|
|
Значительная экономия топливно-энергетических ресурсов достигается при централизации теплоснабжения жилых, промышленных и общественных зданий в городах и других населенных пунктах. Рациональная концентрация и централизация производства горячей воды и пара для отопительных и технологических нужд, постепенная ликвидация нерентабельных мелких котельных, строительство ТЭЦ и крупных районных котельных - основные пути развития централизованного теплоснабжения. С этим развитием связано строительство протяженных и широко разветвленных тепловых сетей с многочисленными тепловыми пунктами разнородных потребителей жилого и промышленного секторов.
Теплоснабжение народного хозяйства и населения является одной из основных подсистем энергетики страны. Назначение системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты в виде пара и горячей воды требуемых параметров.
электропривод насосная установка автоматизация
В системах централизованного теплоснабжения (СЦТ) осуществляются следующие технологические процессы: производство и отпуск теплоты, транспортирование и использование теплоносителя.
|
|
|
Производство и отпуск теплоты осуществляются в теплоподготовительных установках источников теплоты - ТЭЦ и городских или промышленных котельных. В источниках теплоты используют органическое или ядерное топливо. Основное назначение источников теплоты - обеспечение экономичных режимов отпуска теплоты в тепловую сеть, надежная, бесперебойная и экономичная работа их агрегатов.
Транспортирование теплоносителя производится по тепловым сетям, соединяющим источник теплоты с потребителями. К тепловым сетям относят теплопроводы и сооружения на них - сетевые станции (подкачивающие, смесительные, дроссельные). СЦТ городов являются, как правило, водяными системами, где в качестве теплоносителя применяется вода.
Водяные системы теплоснабжения могут быть закрытыми и открытыми. В закрытых системах циркулирующая в тепловой сети вода используется только как теплоноситель, из сети для потребления она не отбирается; в открытых системах теплоноситель (вода) разбирается у потребителей для нужд горячего водоснабжения.
Для теплоснабжения городов от источников теплоты до данной группы потребителей, как правило, используются двухтрубные тепловые сети.
Назначение тепловых сетей - надежная, бесперебойная транспортировка теплоносителя при минимальных потерях теплоты и воды.
Использование теплоносителя (отпуск теплоты) осуществляется в теплоприемниках потребителей: в системах отопления, вентиляции, горячего водоснабжения. При отпуске теплоты потребителям осуществляется поддержание по заданному закону параметров нагреваемой среды.
В связи с возрастающей стоимостью электроэнергии тема данного проекта является актуальной.
Технологическая часть
Анализ технологического процесса
При описании технологической установки используются некоторые термины, являющиеся специфическими для данного типа установок:
- Насос - гидравлическая машина, создающая напорное перемещение жидкости при сообщении ей энергии.
- Насосный агрегат (НА) - совокупность насоса, электропривода и передаточного механизма (муфта, редуктор, шкив).
- Насосная установка (НУ) - комплекс оборудования обеспечивающий требуемый режим работы насосов одного или нескольких насосных агрегатов. НУ состоит из одного или нескольких насосных агрегатов, трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры, контрольно-измерительной аппаратуры, а также аппаратуры управления и защиты.
- Насосная станция (НС) - сооружение, включающее в себя одну или несколько насосных установок, а также вспомогательные системы и оборудование.
Насосные установки подразделяются на водопроводные, канализационные, мелиоративные, теплофикационные и др.
Теплофикационные насосные станции (тепловые пункты) предназначены для подачи потребителям горячей воды требуемых параметров.
Насосные установки ежегодно расходуют около 20% электроэнергии, вырабатываемой энергосистемами республики. В настоящее время большая часть насосных установок работают неэкономично. Потери электроэнергии составляют 10.15%, а иногда достигают 20.25% потребляемой электроэнергии.
Применение экономичных способов регулирования, основанных на изменении частоты вращения рабочих колес насоса, позволяет значительно сократить потери электроэнергии в насосных установках. В современных насосных установках изменение частоты вращения насосов осуществляется с помощью автоматизированного электропривода (АЭП).
Поступление горячей воды в систему хозяйственно-бытового потребления и характер распределения ее суточных расходов, неравномерны и зависят от степени благоустройства зданий и от числа жителей населенного пункта.
В открытых системах теплоснабжения жилых районов между центральным тепловым пунктом и тепловыми пунктами зданий прокладывается четырехтрубная тепловая сеть: два трубопровода - подающий и обратный - для подачи теплоты в системы отопления зданий и два трубопровода - подающий и циркуляционный - для подачи воды в системы горячего водоснабжения. Схема такого теплового пункта представлена на рис.1.1.
Режим работы насосной установки подачи горячей воды определяется режимом водопотребления и наличием напорно-регулирующих сооружений системы водоснабжения. В таблице 1.1 приведено примерное распределение среднесуточного расхода горячей воды по часам суток при среднем секундном их расходе 20 л/с и общем коэффициенте неравномерности водоотведения Кобщ=1,3 [1, стр. 193]. Если в сети водопотребителя нет регулирующей емкости, то для обеспечения потребителя водой в час максимального водопотребления (по таблице от 9 до 10 ч) часовую подачу установки необходимо принимать по максимуму, т.е. равной 5,6% объема суточного водопотребления. Общую подачу и мощность насосной станции можно уменьшить, если ввести в сеть потребителей водонапорную башню с регулирующей емкостью, но, в отдельных случаях, регулирующая емкость напорной башни может получиться непомерно большой, а ее строительство окажется экономически нецелесообразным. Оборудование насосных установок центробежными насосами, обладающими возможностью саморегулирования, позволяет использовать системы горячего водоснабжения без регулирующих емкостей.
Таблица 1.1.
Примерное распределение среднесуточного расхода горячей воды по часам суток при среднем секундном расходе 20 л/с и коэффициенте неравномерности водоотведения Кобщ=1,3.
| Часы суток | Часовой расход,% | Часы суток | Часовой расход,% |
| 0.1 | 3 | 12.13 | 4,7 |
| 1.2 | 2,5 | 13.14 | 4,1 |
| 2.3 | 2,5 | 14.15 | 4,1 |
| 3.4 | 2,6 | 15.16 | 4,4 |
| 4.5 | 3,5 | 16.17 | 4,7 |
| 5.6 | 4.1 | 17.18 | 4,1 |
| 6.7 | 4,5 | 18.19 | 4,5 |
| 7…8 | 4,9 | 19.20 | 4,5 |
| 8.9 | 4,9 | 20.21 | 4,5 |
| 9.10 | 5,6 | 21.22 | 4,8 |
| 10.11 | 4,9 | 22.23 | 4,6 |
| 11…12 | 4,7 | 23…24 | 3,3 |
Насосная станция системы горячего водоснабжения состоит из входного коллектора, к которому через щитовой затвор подведены всасывающие линии двух насосов (тип К90/20). Напорные линии насосов объединены напорным коллектором. Один из насосов является основным, второй - аварийным. Функции насосов периодически меняются. Насосную станцию с потребителями соединяют напорные водоводы. По заданию на данной насосной установке теплового пункта системы горячего водоснабжения используем насос типа К (горизонтальный центробежный консольный насос). Насосы типа К предназначены для подачи чистой воды и других чистых жидких сред температурой до 105°С. Приводятся в движение асинхронным двигателем типа 4А. Технические характеристики насоса приведены в таблице 1.2.
Табл.1.2.
Технические характеристики насоса типа К90/20.
| Подача м3/ч л/с | 60 | 80 | 100 |
| 16,7 | 22,2 | 27,8 | |
| Напор, м | 25,7 | 22,8 | 18,9 |
| Частота обращения рабочего колеса, об/мин | 2900 | ||
| Мощность насоса, кВт | 5,6 | 6,3 | 6,7 |
| КПД насоса, % | 76 | 79,5 | 77 |
| Допустимая вакуумметрическая высота всасывания, м | 5,4 | 5,3 | 4,2 |
| Диаметр рабочего колеса, мм | 148 | ||
Анализ работы оператора
Система автоматического управления может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. При работе системы в ручном режиме функция оператора заключается в ручной коммутации насосов в зависимости от напора жидкости в сети. Напор жидкости в сети в этом режиме может контролироваться по датчикам. Считаем, что температура жидкости контролируется автоматически на центральном тепловом пункте.
При работе системы в автоматическом режиме функция оператора заключается в визуальном контроле исправности системы управления.
Дата добавления: 2018-10-25; просмотров: 440; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!