СОДЕРЖАНИЕ
1 Введение ……………………….………………………………..
2 Особенности работы центробежных насосов …………………
3 Режим работы насосов и насосных установок
4 Общие данные насосной станции
5 Оснащение электроприводов преобразователями частоты
5.1 Регулирование скорости в системе преобразователь частоты – двигатель переменного тока
5.2 Преобразователи частоты SIMENS
6 Оснащение электроприводов устройствами плавного пуска
7 Потери электроэнергии в насосных установках
8 Экономико-организационный раздел
8.1 Обоснование необходимости разработки
8.2 Организация и планирование разработки
8.3 Расчет затрат на выполнение разработки
8.4 Оценка экономического эффекта
9 Автоматизация технологического процесса
9.1 Выбор структурной схемы контура регулирования тока
9.2 Выбор типа и параметров регулятора тока
9.3 Описание комплекса автоматизации
10 Силовая часть системы ТПН-АД
10.1 Выбор тиристоров
10.2 Проверка тиристоров по нагреву
11 Безопасность жизнедеятельности
11.1 Защита электропривода и особенности его эксплуатации
11.2 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов
11.3 Характеристика воздействия выявленных ОВПФ
11.4 Нормирование параметров ОВПФ
11.5 Производственная санитария
11.6 Техника безопасности
11.7 Эргономика, производственная эстетика и культура производства
11.8 Пожарная безопасность
12 Обеспечение безопасности при наладке электропривода
13 Заключение …………………………………………………
14 Список использованной литературы …………………..
1 Введение
1.1 В данном дипломном проекте необходимо разобрать пусковое устройство на базе тиристорного регулятора напряжения с фазовым управлением для частого пуска короткозамкнутых асинхронных электродвигателей насосов средней мощности.
1.2 Провести анализ и сравнение имеющихся (внедренных) способов регулирования подачи воды с разработанной системой регулирования на базе устройства для планового пуска асинхронных двигателей. На данном этапе в Челябинске на повысительных напорных станциях для микрорайонов в основном используется регулирование на повышенном давлении, но, в частности, на 63 насосной станции установлен преобразователь частоты фирмы «SIMENS», который позволяет регулировать давление воды на одном нужном уровне.
1.3 В последние годы резкое повышение цен на энергоносители делает актуальной проблему поиска высокоэффективных путей экономии электроэнергии и применения алгоритмов управления промышленными объектами, обеспечивающих повышенный срок службы технологического оборудования с целью снижения затрат на их обслуживание и ремонт.
2 Особенности работы центробежных насосов
2.1 Особенности работы центробежных насосов и требования их к электроприводу
2.1.1 Центробежные насосы являются массовыми и энергоемкими механизмами. На привод этих механизмов расходуется колоссальное количество энергии, составляющее около 20 % всей электроэнергии, вырабатываемой в стране [СП]
2.1.2 Мощность промышленных насосов лежит в пределах от единиц до нескольких десятков тысяч киловатт. Мощности питательных насосов тепловых электростанций и насосов гидротехнических сооружений доходят сегодня до 25 000 кВт и более [СП]
2.1.3 Насосы, как правило, работают на сеть с противодавлением, причем, статический напор в сети составляет обычно не менее 20 % полного напора. [СП] Исключением являются лишь циркуляционные насосы, которые могут работать на сеть, практически не имеющую статического напора.
2.1.4 Обычно напоры оснащаются нерегулируемым электроприводом. Регулировочные подачи осуществляются при этом практически единственным способом – дросселированием на стороне нагнетания.
2.1.5 Регулирование подачи насосов применяют при необходимости регулирования количества жидкости, подаваемой насосом, в связи с требованиями технологического процесса или в связи со случайным изменением потребности в жидкости. Например, подача насоса водоснабжения должна изменяться соответственно режиму водопотребления.
2.1.6 В том случае, когда не требуется регулирования подачи насоса во время работы, то обеспечение требуемого расхода связано с его первоначальной подрегулировкой. Например, если требуется для подачи жидкости на определенную высоту при постоянстве расхода и сопротивления гидросети насос с параметрами Q1 и H1, то выбирается по каталогу насос с ближайшим номинальным напором при данном расходе, т.е. Hном > H1, для работы с заданными параметрами напор насоса должен быть снижен с Hном до H1. Если насос работает при неизменной частоте вращения, то простейшим и повсеместно применяемым способом регулирования его подачи является дросселирование, т.е. неполное открытие задвижки на напорном трубопроводе насоса. Это соответствует увеличению вредного сопротивления сети.
Если задвижка открыта полностью, то рабочей точкой является точка А (рис. 2.1.), которой соответствуют максимальная подача Q1 и напор H1. Прикрывая задвижку, т.е. вводя дополнительное вредное сопротивление R3, вызывающее потерю напора ΔH3, можно снизить подачу и перейти к работе в новой точке В с параметрами Q2 и H2.
Этот способ регулирования подачи весьма прост, однако крайне невыгоден с энергетической точки зрения, поскольку ведет к существенному снижению КПД агрегата. Это происходит по двум причинам: из-за дополнительной потери мощности в задвижке; вследствие ухудшения КПД самого насосного агрегата, поскольку переход от работы в точке А к работе в точке В сопровождается ухудшением его КПД (рис. 2.2.).
2.1.7 Рассчитанные зависимости КПД от расхода при регулировании задвижкой и изменением частоты вращения приведены на рис. 2.1. Сравнение рассмотренных способов показывает чрезвычайную неэкономичность регулирования с помощью задвижек.[СП]
3 Режимы работы насосов и насосных установок
3.1.1 Режимы работы насосной установки существенно зависят от изменения режимов водопотребления или притока сточной жидкости. Это наглядно проявляется при работе систем водоподачи и водоотведения. Как правило, режимы водопотребления и притока сточных вод определяются многим, не зависящими друг от друга причинами: климатическими и погодными условиями, режимом работы предприятий и организаций города, числом культурно зрелищных мероприятий, содержанием их программ.
3.1.2 Режим водопотребления обычно характеризуется суточными, недельными и т.п. графиками водопотребления. На рисунке (3.1) представлен примерный суточный график водопотребления небольшого населенного пункта.
Q,м3/ч
Рисунок 3.1 Суточный график водопотребления
3.1.3 Кроме того, режим водопотребления характеризуется кривой распределения подач, которая дает представление о диапазоне изменения водопотребления за тот или иной промежуток времени (месяц, год и т.п.) и длительности работы системы с тем или иным водопотреблением (рис 3.2). Графики водопотребления характеризуются коэффициентами неравномерности. Максимальный коэффициент неравномерности: Кмакс=Qмакс/Qср, где Qмакс – максимальное водопотребление; Qср – среднее значение водопотребления. Минимальный коэффициент неравномерности Кмин= Qмин/Qср, где Qмин – минимальное водопотребление. Диапазон колебания водопотребления характеризуется отношением λ= Qмин/Qмакс, которое может быть также выражено через коэффициенты максимальной и минимальной неравномерности λ= Кмин/Кмакс.
14 Список использованной литературы
1 Справочник по автоматизированному электроприводу. Под ред. В.А.Елисеева и А.В.Шинянского. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – с.
2 Азарх Д.Н., Попова Н.В., Монахова Н.П., Ситнова А.Н. Справочник гидромашиностроения. – М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1959. – с.
3 Строительные нормы и правила водоснабжения. Наружные сети и сооружения СНиП 2.04.02-84. М.: Стройиздат, 1985. – с.
4 Паспорт задвижки клиновой с выдвижным шпинделем ПТ 13070-150-ПС-12.
5 Прайс фирмы SIEMENS на преобразователи SIMOVERT MV.
6 Лезнов Б.С. Экономия электроэнергии в насосных установках. М.: Энергоатомиздат, 1991. – 144 с.
7 Маурер В.Г. Элементы и устройства для плавного пуска асинхронных двигателей. – Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 1998. – 98 с.
8 Гафиятуллин Р.Х., Маурер В.Г., Мацин В.П. Теория автоматического управления: Методические указания к лабораторно-практическим занятиям. – Челябинск: ЧГТУ, 1995. – 62 с.
9 Гафиятуллин Р.Х., Цытович Л.И., Маурер В.Г., Рахматулин Р.Х. Интегрирующая развертывающая система импульсно-фазового управления тиристорными преобразователями для электроприводов с источниками питания ограниченной мощности // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 1. – Магнитогорск: Издательство МГМА, С.29-38.
10 Петров Л.П., Андрюшенко О.А., Капинос В.И. и др. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 200 с.
11 Грейвулис Я.П., Рыбницкий Л.С. Тиристорный асинхронный электропривод для центробежных насосов. – Рига: Зинатне, 1983. – 228 с.
12 Теория автоматического управления: Учебник для вузов. Под ред. А.А.Воронова. – М.: Высшая школа, 1986. – 367 с.
13 Усынин Ю.С. Управление замкнутыми электроприводами: Конспект лекций. Часть 1. – Челябинск: ЧПИ, 1975. – 71 с.
14 Цытович Л.И. Развертывающие преобразователи для систем управления вентильными электроприводами и технологической автоматики. – Дисс. докт. техн. наук. – Челябинск: ЧГТУ, 1996. – 465 с.
15 П.А.Долин. Справочник по технике безопасности. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – с.
16 Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Недошивин Р.П. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 401 с.
17 Гельман М.В., Лохов С.П., Худоносов Г.В. Проектирование тиристорного преобразователя для электропривода постоянного тока: Учебное пособие к курсовой работе для студентов спец. 0601 и 0628. – Челябинск: ЧПИ, 1986.– 96 с.
|
