Курсовая насосное оборудование. курсовая переделаная. 1 Теоретическая часть 1 Основные характеристики насосного оборудования

• Название: 1 Теоретическая часть 1 Основные характеристики насосного оборудования
• Анкор: Курсовая насосное оборудование
• Дата: 08.03.2022
• Размер: 349.02 Kb.
• Имя файла: курсовая переделаная.docx
• Тип: Документы; #386615
• страница: 3 из 3

Типы асинхронных двигателей на насосных станциях

В зависимости от необходимой мощности и условий эксплуатации на современных насосных станциях применяют асинхронные электродвигатели двух типов: короткозамкнутые и с фазным ротором.В агрегатах такого типа магнитное поле вращается с постоянной частотой, которая связана с этим показателем для входного тока силовой сети (стандартом является 50 Гц). При применении частотного регулятора входной показатель можно менять в широких пределах, плавно управляя оборотами двигателя. Такая система является прогрессивной и экономически оправданной. Частота вращения ротора отстает от статора на величину скольжения, которая составляет 0,012-0,06.Асинхронные агрегаты с короткозамкнутым ротором значительно дешевле электрических приводов других типов, но их применение возможно только для насосов небольшой мощности. Конструкция подразумевает прямой пуск без применения дополнительного оборудования, что значительно упрощает схему подключения и возможность автоматизации управления.При пуске таких электродвигателей наблюдается очень высокое значение токов. Так, при мощности 0,6 - 100 кВт и оборотах 750 – 3000 об/мин этот показатель может в 6 -7 раз превышать номинальный. Такие критические значения наблюдаются кратковременно и не очень опасны для обмоток агрегата, но резко понижают напряжение в сети. Падение напряжения может отключить другие важные потребители в аварийном порядке, если система не оснащена дополнительными элементами управления агрегатами. Такое падение напряжения в силовых сетях ограничивает применение электрооборудования такого типа до 100 кВт. Асинхронные электродвигатели с фазным ротором несколько дороже короткозамкнутых аналогов и их конструкция сложнее.Обмотка ротора выведена на наружный пусковой реостат через тройное кольцо, а контакт осуществляется при помощи скользящих щеток. При механическом регулировании перед пуском такого агрегата на реостате добавляют сопротивление, которое уменьшает силу пускового тока. По мере разгона сопротивление постепенно уменьшается. При достижении двигателем оборотов, близких к номинальным, сопротивление выводится, и агрегат начинает работать по схеме короткозамкнутого устройства. При пуске и разгоне электродвигателя с применением частотного регулятора плавность обеспечивает изменение частоты входного тока. Этот показатель контролируется процессором. Использование подобного устройства разгружает сети от ударных нагрузок и продлевает срок службы электрооборудования. Для определенных условий эксплуатации разработаны различные модификации техники: с высоким пусковым моментом; с высокими энергетическими данными, комплектуют насосы для круглосуточной работы; схема облегченного пуска и др.Выбор определенного агрегата полностью зависит от особенностей эксплуатации системы

Асинхронные двигатели изготавливаются в вертикальном и горизонтальном исполнении и применяются в зависимости от установки насосного оборудования. К корпусу насосов они крепятся болтами по фланцевым соединениям, а передача крутящего момента происходит через муфту. Охлаждение обмотки проводится вентилятором, закрепленным на валу ротора в кормовой части агрегата. Холодный воздух поступает как с кормовой, так и с носовой стороны.
1.4 Техника безопасности

В соответствии с инструкцией завода-изготовителя и другими действующими нормативными документами, относящимися к технике безопасности, предприятием-потребителем должны быть разработаны инструкции по безопасной эксплуатации и обслуживанию каждой насосной и компрессорной установки. Инструкции должны быть утверждены главным инженером предприятия. Рабочие, занятые эксплуатацией установок, должны быть (под расписку) ознакомлены с указанной инструкцией. Инструкция должна висеть на видном месте. Строгое выполнение всех пунктов инструкции является гарантией безопасной эксплуатации оборудования.

К самостоятельной работе на насосных и компрессорных установках допускаются лица не моложе 18 лет, обученные по соответствующей программе и имеющие удостоверение квалификационной комиссии на право самостоятельной работы.

Знания рабочих по вопросам техники безопасности и пожарной безопасности проверяет комиссия не реже одного раза в год. Лица, не сдавшие экзаменов по правилам техники безопасности и пожарной безопасности, отстраняются от выполняемой работы.

На рабочих местах персонал должен находиться в спецодежде с длинными рукавами (засучивать рукава запрещается). Голову необходимо закрыть головным убором. Промывку узлов и деталей нужно производить в резиновых перчатках и фартуке.В помещении машинного зала должна находиться аптечка с перевязочным материалом и медикаментами. Весь персонал обязан знать приемы оказания первой медицинской помощи при поражении электрическим током и других несчастных случаях.Без согласования с инспекцией Госгортехнадзора запрещается производить какие-либо изменения при усовершенствовании, модернизации, а также при производстве ремонтных и монтажных работ.Пуск в эксплуатацию оборудования должен производиться только с разрешения местной инспекции Госгортехнадзора.Ответственным за работу оборудования после пуска является дежурный машинист. При работе установки дежурному машинисту следует помнить, что причинами аварийных ситуаций могут быть повышение температуры и давления перекачиваемого газа или жидкости выше допустимых значений; искрообразование в среде взрывоопасных смесей; недоброкачественность материала; изношенность или недостаточная прочность оборудования и аппаратуры; применение не по назначению арматуры, сосудов и деталей оборудования при работе под давлением; отсутствие или выход из строя приборов и средств контроля и автоматической блокировки; воздушные и гидравлические удары; неисправности в работе смазочной системы и системы охлаждения.

Аварийные ситуации могут возникнуть при следующих обстоятельствах:

- низкое качество монтажа и нарушение правил эксплуатации (например нарушение порядка и очередности операций при пуске и остановке);

- небрежность при контроле технического состояния и низкое качество ремонтных работ;

- наличие неустраненных неисправностей оборудования установки;

- длительная вибрация оборудования.

Кроме действий, направленных на предотвращение указанных выше причин, способных повлечь за собой аварийную ситуацию при работе компрессорных и насосных установок, необходимо выполнять следующие правила.Перед каждым пуском машинист обязан осмотреть установку, убедиться в ее исправности, проверить смазочную систему и систему охлаждения, произвести пуск в соответствии с инструкцией. Запрещается оставлять компрессорные установки (кроме полностью автоматизированных) без надзора со стороны обслуживающего персонала.Каждую смену необходимо контролировать лубрикатором расход масла, регулярно производить наружный осмотр оборудования установки, обтирку и очистку наружных поверхностей от пыли и грязи. Утечки масла и воды, особенно попадания масла на фундамент, недопустимы. Причина утечек должна быть немедленно устранена.В качестве обтирочных материалов разрешается применять только хлопчатобумажные или льняные тряпки.Ремонт и очистка оборудования и трубопроводов, находящихся под давлением, воспрещается.При температуре в помещениях станции +2°С из охлаждающих систем неработающего оборудования должна быть спущена охлаждающая вода, а воздушные или газовые полости тщательно продуты.В помещении машинного зала компрессорной установки запрещается хранение бензина, керосина и других легковоспламеняющихся жидкостей.На всей территории компрессорной установки курить запрещается.На полу всех помещений установки не должно быть луж масла и прочих жидкостей. Все проходы и запасные выходы не должны загромождаться. Противопожарные средства должны содержаться в исправности и быть расположены на видных местах.Перед разборкой компрессора и вскрытием междуступенчатой аппаратуры должны быть обеспечены следующие меры безопасности:

- отключение компрессора от действующих коллекторов;

- полное отсутствие избыточного давления в компрессоре и межступенчатой аппаратуре - отсутствие напряжения в электрооборудовании и полное отключение от системы энергоснабжения (на пусковом устройстве должен быть вывешен плакат: «Не включать! Работают люди»);

- установка заглушек на всасывающей и нагнетательной линиях, отключение продувочных и пробоотборочных линий у компрессоров, работающих на опасных и токсичных газах;

- подтверждение анализом качества продувки компрессора и межступенчатой аппаратуры;

- ограждение участка работы и всех проемов;

- установление необходимых лесов и помостов.Отключение всех сосудов и другого оборудования, находящегося под давлением, необходимо производить двумя последовательно установленными задвижками при наличии между ними дренажного устройства (диаметром не менее 20 мм, имеющего прямое соединение с атмосферой).При разборке и ремонте оборудования необходимо, чтобы инструмент был исправным: гаечные ключи должны соответствовать размеру гаек и не иметь сработанных краев; поверхность бойков, кувалд и молотков должна быть гладкой, слегка выпуклой, без косины, сколов, выбоин и трещин. Запрещается наращивание ключа трубой или другим ключом, а также работа замасленными ключами.

При проведении работ во взрывоопасном помещении следует пользоваться только неискрящим инструментом. При обслуживании оборудования на высоте более 1,8 м от уровня пола следует пользоваться стационарными, съемными, откидными площадками или лестницами.Запрещается класть тяжелые детали на край верстака, применять непрочные подставки и ящики, класть инструмент на компрессорный агрегат.Детали массой более 50 кг нужно переносить двум рабочим, наиболее безопасна переноска на носилках или в подвешенном на ломике состоянии. При переноске длинных труб на плечах рабочие должны располагаться с одной стороны переносимого груза. Поднимать и опускать груз нужно по команде ответственного за проведение работ. Узлы и детали массой более 80 кг или поднимаемые на высоту более 3 м, должны перемещаться только механизированным способом.При ремонте оборудования необходимо иметь в виду, что наиболее опасными операциями являются: рубка и опиловка металла, работы на точильных станках, работы с электрическим и пневматическим инструментом. Указанные работы выполняются только рабочими, имеющими соответствующую подготовку с соблюдением необходимых правил техники безопасности.При выполнении ремонтных работ запрещается:

- становиться на барьеры, предохранительные ограждения, а также на трубопроводы и другие конструкции, не предназначенные для прохода по ним;

- вести работы на неостановленном оборудовании и механизмах, осуществлять чистку, обтирку, смазку и т. п. вращающихся или движущихся частей машин и инструмента;

- вести ремонтные работы без принятия мер против ошибочного включения оборудования в работу;допускать загромождение проходов, проездов и ремонтных площадок Перед внутренним осмотром, чисткой или ремонтом аппаратов они должны быть надежно отключены от коммуникаций, полностью освобождены от рабочего продукта.

Во время работ внутри аппарата все люки должны быть открыты и весь аппарат должен непрерывно вентилироваться.

Снаружи аппарата обязательно должен находиться напарник, который обязан постоянно следить за состоянием работающего внутри аппарата.

Работы внутри аппаратов могут производиться только по разрешению лица, ответственного за безопасную эксплуатацию, который должен выдавать специальный наряд, как на особо опасные работы. На аппарате, находящемся в ремонте или чистке, должен быть вывешен предупредительный плакат.Очистку аппаратов выжиганием производить запрещается.Работы с кислотами, щелочами, едкими и ядовитыми веществами и работы по снятию теплоизоляционных покрытий также относятся к опасным. Их могут проводить только рабочие, которые прошли соответствующий инструктаж.Техническая эксплуатация электрооборудования насосных и компрессорных станций должна производиться в соответствии с действующими «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ) и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТБ). Эти нормативные документы отражают вопросы организации эксплуатации электрооборудования (сроки, объемы и нормы его испытаний, а также основные правила техники безопасности при обслуживании электроустановок).К оперативному обслуживанию электрооборудования допускаются лишь лица, знающие схемы, эксплуатационные инструкции, особенности оборудования и прошедшие обучение и проверку знаний в соответствии с ПТЭ и ПТБ.При обслуживании электрооборудования наиболее частой причиной несчастных случаев является прикосновение к неизолированным токоведущим частям оборудования, попавшим под напряжение при отсутствии их заземления, кроме того, причиной поражения током является отсутствие или плохое качество защитных средств и заземляющих устройств.

Для обеспечения безопасности при обслуживании электрооборудования требуется надлежащая изоляция проводов, применение блокирующих устройств и элементов, применение защитных средств и заземления.Перед включением напряжения после монтажа или ремонта необходимо убедиться в исправности заземления — устройства, к которому надежно должны быть подключены металлические части электрооборудования и корпуса насосов и компрессоров. Назначением заземляющих устройств является обеспечение безопасности персонала при нарушении изоляции электрооборудования. Заземлению подлежат корпуса электрических машин, трансформаторов, светильников, каркасы электрошкафов и щитов управления.В установках с заземленной нейтралью защитное заземление осуществляется через специально выполненное соединение стальным, медным или алюминиевым проводником металлических частей установки. При этом обеспечивается автоматическое отключение (срабатывание плавких предохранителей) того оборудования, в котором произошло замыкание на корпус. Важным средством защиты от появления опасного напряжения на металлических частях технологического оборудования является защитное отключение. Это отключение осуществляется с помощью автоматических выключателей, контакторов и магнитных пускателей. Защита от междуфазных замыканий осуществляется плавкими предохранителями или автоматическими выключателями.Изолирующие средства - средства, изоляция которых может надежно выдерживать рабочее напряжение установки и при помощи которых допускается прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением. К числу этих средств относятся диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками и указатели напряжения.

Дополнительные защитные средства служат для усиления действия основных средств. К ним относятся диэлектрические сапоги, коврики и подставки.Работы по ремонту электрооборудования в отношении мер безопасности подразделяются на три категории: работы при полном снятии напряжения, работы при частичном снятии напряжения и работы без снятия напряжения. Особую опасность представляет наладка электрооборудования, так как для испытания различных узлов приходится работать без снятия напряжения. При проведении таких работ необходимо исключить случайное приближение работающих людей к токоведущим частям. При этом обязательно должны быть поставлены ограждения и вывешены плакаты «Стой! Опасно для жизни».К работам, которые могут проводиться без снятия напряжения, относятся смена плавких предохранителей, доливка масла в подшипники электродвигателей, смена ламп накаливания. При проведении этих работ надо пользоваться защитными средствами.

При открывании дверей электрошкафов устройствами блокировки должно сниматься напряжение питания.Включение сработавших аппаратов защиты (автоматов, тепловых реле), а также любой ремонт или замену элементов электрооборудования допускается производить только при отключенном вводном автомате.Следует помнить, что при отключенном вводном автомате на его верхних контактах, к которым подключены провода питающей сети, остается напряжение. Поэтому доступ к этим контактам разрешается только после отключения напряжения на цеховой сборке, от которой питается станция.В тех случаях, когда имеются открытые электрические контакты (выводы электрических машин, клеммные коробки, выключатели и другие части электрооборудования), они обязательно должны быть закрыты изолирующими крышками.

Электрооборудование, применяемое в насосных и компрессорных станциях, может являться одной из причин возникновения пожара, особенно в помещениях повышенной пожароопасности.

К основным причинам относятся токи коротких замыкании и перегрузка электрических аппаратов, вызывающие перегрев до температур воспламенения изоляции, искрение в электрических двигателях, плохое качество контактов в местах электрических соединений; электрическая дуга между контактами коммутационных аппаратов; перегрузка и неисправность обмоток трансформаторов при отсутствии соответствующей защиты, выбросы продуктов разложения масел при сильных перегревах малонаполняемых электрических аппаратов (трансформаторов, выключателей).

Расчетная часть

Насосный агрегат (НА)

Дано:

Вариант – 3 (Таблица 3.6.5)

Тип насоса – ЦН (центробежный)

Насосная станция с n_а=4

Перекачиваемая жидкость – вода пресная

Q_∑ = 0,3 м³/с

h_в = 2 м. ст. ж.

h_н = 3 м. ст. ж.



Операция – осушение резервуара (ОР)

Требуется:

• 
  Изобразить технологическую схему
  
• 
  Рассчитать и выбрать АД привода НА
  
• 
  Построить и проанализировать механические характеристики НА
  

Решение:

- Насосная станция (НС), состоящая из трех насосных агрегатов (НА), работающих автономно с одинаковой производительностью на общий напорный коллектор от всасывающего коллектора предназначена для заполнения резервуара. Расход нефти из резервуара через расходный коллектор. Резервуар имеет клапан вентиляции (КВ) на всасе и напоре НА установлены невозвратные клапаны. Один из трех «НА» находится в резерве, а суммарная производительность обеспечивается двумя. Упрощенная технологическая схема в соответствии с заданием представлена на (Рисунке 3.6.1).

- Рассчитывается и выбирается приводной АД насосного агрегата.

Р_ДР= K_з∙(Q∙H∙p∙q/ƞ_н∙ƞ_п )∙10^-3=1,5 ∙ (0,15 ∙11,7 ∙800 ∙9,81 /0,75 ∙ 1) ∙ 10 ^-30 = 19,8 кВт

Где Р_др – расчетная мощность насосного агрегата, кВт;

Q – производительность НА, м³/с;

Так как НС состоит из трех НА (при одном резервном), то для одного НА Q = Q_∑/2 =0,3/2= 0,15 м³/с;

Н - полный напор перекачиваемой пресной воды, м. ст. ж.;

Н = h_н+h_п+0,1∙H = 2+3+0,2∙Н;

1,5Н = 5,2; Н = 5,2/1,5= 3,5 м. ст. ж.

ρ = плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³

Для пресной воды принимается ρ = 1000 кг/м³.

q – ускорение свободного падения, м/с²; q – 9,81 м/с².

Давление на напоре Р_н∙ ρ∙q=3,5∙1000∙9,81=0,34∙10⁵ Па;

η_н – КПД центробежного насоса, отн.ед.

η_н = F(P_н)=F(0,92∙10⁵ Па)=0,75.

К₃=F(P_нас)=F(от 5 до 50 кВт)=1,15.

Для ЦН передача в данном случае не требуется

По таблице принимаем взрывозащищенный АД длительного режима

т. ВА180S2УХЛ2

1ЕхdIIвT4х

Р_ном = 20кВт

n_ном = 2810 об/мин

η = 90%

cosφ = 0,89

I_ном = 43,8А

V_ном = 380 В

М_ном = 73,2 Н∙м

М_n/М_ном =2

I_n/I_ном = 8

М_макс/М_ном =2,4

J=0,65 кг∙м²

m=203 кг

- По результатам расчета составляется таблица 1, определяются недостающие данные, заносятся в таблицу, строятся механические характеристики НА.

S_ном=1- n_ном /n_с =1-2800/3000=0,06

М_крит = М_макс = 2,4∙М_ном=2,4∙73,2=175,7 Н∙м;

М_н =2∙ М_ном=2∙73,2=146,4 Н∙м;

М_мин=1,2∙ М_ном=1,2∙73,2=87,84 Н∙м;

S_кр = S_ном ∙ ( λ_макс + )= 0,025 ∙ (3,0+ ) = 0,11;

S_мин = S_ном ∙ ( λ_макс + )= 0,025 ∙ (2,7+ ) = 0,89.

Построение М_на = F(S) осуществляется по трем произвольно выбранным точкам:

М₁=М_ном∙ =73,2∙ = 74,8 Н∙м;

М₂=М_ном∙ =73,2∙ = 67,7 Н∙м;

М₃=М_ном∙ =73,2∙ = 54,7 Н∙м;

При S₁=0,01; n₁=(1-0.01)∙3000=2870 об/мин;

При S₁=0,1; n₁=(1-0.1)∙3000=2600 об/мин;

При S₁=0,3; n₁=(1-0.3)∙3000=2100 об/мин.

Таблица 1.

Момент, Н∙м	Электропривод				Насос
	Мном	Мкрит	Ммин	Мп		М1	М2	М3
	73,2	175,7	87,84	146,4		74,8	67,7	54,7
Скольжение, отн. ед.	Sном	Sкрит	Sмин	Sп		S1	S2	S3
	0,06	0,14	0,92	1,0		0,01	0,1	0,3

Механическая характеристика НА

• 
  Расположение механических характеристик показывает:
  

- пуск ЦН осуществляется успешно при любом варианте.

- рабочая точка (РТ) практически соответствует номинальному режиму

М_рт=9550∙19,8/2870=65,9 Н∙м;

• 
  При отсутствии передачи (η_п=1) НА работает с
  

η_на= η_н∙ η=0,75∙90=0,68;

где η – КПД электропривода, отн. ед.

Ответ: Для заполнения пресной водой резервуара в качестве ЭП ПН выбран взрывозащищенный ВА 180М2 Р_ном = 20кВт, n _ном= 2810 об/мин ,

режим - S_1.

Заключение
Особенности конструкции и принцип действия различных насосов определяют диапазоны подачи и напора, в пределах которых целесообразно применять насосы того или иного типа. Наибольшее распространение в химической промышленности получили центробежные насосы из-за ряда преимуществ, которые были указаны выше. Поршневые насосы рекомендуется применять лишь при сравнительно небольших подачах и высоких давлениях, для перекачивания высоковязких, огне- и взрывоопасных жидкостей (паровые насосы), а также при дозировании жидких сред. В области больших подач (до 1500 м3/мин) при небольших напорах применяют пропеллерные насосы.

Центробежные и роторные насосы применяются в качестве генераторов гидравлической энергии в гидравлических передачах и системах гидропривода машин, в которых наряду с гидравлическими двигателями они являются основным элементом.

Использование трёх основных типов насосов характеризуется данными, указанными в табл.

При выборе промышленного насоса следует учитывать разброс параметров насоса по подаче и напору, в том числе при различной обточке рабочего колеса, а также возможность нахождения требуемого режима работы в пределах рабочей области его характеристики

Список литературы:

ГЭСНм-2001 Сборник 7 Компрессорные установки, насосы и вентиляторы

ГОСТ 26099-84 Насосы вакуумные поршневые. Типы и основные параметры

ГОСТ 17335-79 Насосы объемные. Правила приемки и методы испытаний

ГОСТ 15829-89 Насосы топливоподкачивающие поршневые дизелей. Общие технические условия

ГОСТ 17398-72 Насосы. Термины и определения

1. Абдурашитов С.А. Насосы и компрессоры.М.: Недра, 2017.

2. Бердюк В.В. Строительство и монтаж насосных и компрессорных станций магистральных трубопроводов. М., «Недра», 2017.

3. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов. М. Машиностроение, 2017.

4. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т. М

5. Гейер В. Г., Дулин В. С., Заря А. Н. Гидравлика и гидропривод: Учебное пособие для вузов. М.: Недра, 2017.

6. Верзилин О.И. Современные буровые насосы, М.: Машиностроение, 2017.

7. Ведерников М.И. Компрессорные и насосные установки химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности: Учебное пособие для сред. ПТУ. М.: Высш.шк., 2017 .

8. 3 а х а р е н к о С. Е. Поршневые компрессоры. М.—JI., Машгиз, 2017.

9. Караев М.А. Гидравлика буровых насосов, М.: Недра, 2015.

10.Киселев В. И. Насосы, компрессоры, вентиляторы. М., Металлургиздат, 2017.

11. Ломакин А. А Центробежные и осевые насосы, 2 изд М Л 2017.

12. Николич А.С. Поршневые буровые насосы, М.: Недра, 2017.

13. Скворцов Л.С.. Рачицкий В.А.. Ровенский В.Б. Компрессорные и насосные установки. М.: Машиностроение. 2017.

14. Степанов А. И Центробежные и осевые насосы, 2 изд, 2017.

15. X л у м с к и й В. Поршневые компрессоры. М., Машгиз, 2017.

16. Ч е р к а с с к и й В. М., Р о м а н о в а Т. М., К а у л ь Р. А. Насосы, компрессоры, вентиляторы. М., «Энергия», 2017.
интернет источники: интернет источники:

https://studopedia.ru/3_205392_nesimmetriya-napryazheniy.html

http://www.news.elteh.ru/arh/2004/29/06.php

http://electricvdome.ru/zachita-ot-perenaprjazhenija/impulsnie-perenaprjazhenija-v-seti.html

П риложение 1

П риложение 2

Приложение 3 Одноступенчатый центробежный насос

П риложение 4

Приложение 5

Приложение 6