ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ВОЗДУШНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ АО «БСК» С РАЗРАБОТКОЙ ВЫБОРА ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ. 2-Расчетно-техническая часть. 2 расчётнотехническая часть 1 Расчет мощности и выбор электродвигателя насоса

• Название: 2 расчётнотехническая часть 1 Расчет мощности и выбор электродвигателя насоса
• Анкор: ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ВОЗДУШНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ АО «БСК» С РАЗРАБОТКОЙ ВЫБОРА ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ
• Дата: 22.05.2023
• Размер: 0.5 Mb.
• Имя файла: 2-Расчетно-техническая часть.docx
• Тип: Документы; #1149675
• страница: 1 из 6

2 РАСЧЁТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет мощности и выбор электродвигателя насоса

Мощность двигателя насоса Р, кВт, определяется по формуле:

(2.1)

где к - 1,1-1,35 – коэффициент запаса мощности;

Q – подача насоса, м³/с;

Н – напор, развиваемый насосом, м;

 - плотность, перекачиваемой жидкости, кг/м³;

А=102;

_н – 0,89 - КПД насоса;

_п - 0,98 – при соединении муфтой, КПД передачи от вала двигателя к валу насоса.



Из условия Р  Р_н выбираем двигатели типа А4-400Х-4МУЗ и СТД-630-2-ЗУХЛ4.

Таблица 2.1 – Паспортные данные электродвигателя

Тип двигателя	Рн, кВт	Uн, кВ	cosφ	η, %	n, об/мин	Цена, руб
А4-400Х-4МУЗ	500	6	0,88	94,7	1500	638 498
СТД-630-2-ЗУХЛ4	630	6	0,90	95,7	3000	1380000

При выборе привода насоса сравнивают несколько типов электродвигателей. В данном дипломном проекте сравнивается два двигателя: синхронный типа СТД-630-2-ЗУХЛ4 и асинхронный типа А4-400Х-4МУЗ.

Целью технико-экономического обоснования является определение оптимального типа электродвигателя. От правильного выбора электродвигателя зависят капитальные вложения, эксплуатационные расходы и суммарные приведенные затраты.

2.2 Исследование экономической целесообразности выбранного типа двигателя насоса

Для исследования экономической целесообразности одного из электродвигателей производится технико-экономический анализ в следующей последовательности:

Рассчитываются потери активной мощности ∆P_а ,кВт:

∆Р_а =Р (2.2)

где Р – средняя годовая нагрузка на валу двигателя, кВт;

η – КПД электродвигателя.

Рассчитывается нагрузка двигателя Q_a ,кВАр:

Q_a = tgφ (2.3)

tφ= (2.4)

При необходимости компенсации реактивной мощности, определяется экономический эквивалент реактивной мощности К_эк ,кВт/кВАр:

К_эк = ∆Р_уп = Р + ∆Р_у (2.5)

где ∆Р_уп– удельные приведенные потери;

Р – значение коэффициента, оптический для статических конденсаторов;

Р=0,225 – для АД;

Р=0,21 – для СД;

К_ук– капитальные вложения на установку конденсаторов;

ϒ– стоимость 1кВт.час электроэнергии, руб.

(2.6)

где С_уэ– стоимость 1кВт.час электроэнергии, руб/кВт.час.;

Т_г– число часов работы установки в году, равное для 3-х сменной работы 6000ч/год, для 2-х сменной работы 4000ч/год;

∆Р_у– удельные потери, равные 0,003кВт/кВАр;

К_ук = 600 руб.;

С_уэ = 4,8 руб/кВт.час.

Приведенные потери активной мощности асинхронного двигателя ∆Р_а^’,кВт:

∆Р_а^’= ∆Р_а +К_эк Q_a (2.7)

Приведенные потери активной мощности синхронного двигателя ∆Р_с^’ ,кВт:

∆Р_с^’= ∆Р_с-К_эк Q_c (2.8)

Стоимость годовых потерь электроэнергии С_э ,руб/год:

С_э = ∆Р_а^’ (2.9)

Годовые затраты З ,руб/год:

З = К + ∆Р_а^’ (2.10)

где К–стоимость электродвигателя, руб.;

=0,225 для АД;

=0,21 для СД.

Разность годовых затрат ∆З ,руб/год:

∆З = З₂ -З₁ (2.11)

Степень экономичности одного электродвигателя определяется по формуле:

= 100% (2.12)

где - нормированный коэффициент эффективности, равный 1,5.

Исходные данные и результаты расчетов сводятся в таблицу основных показателей электродвигателей. Расчеты и анализ подобных исследований показывают, что если требуется компенсация, реактивная нагрузка не требуется, то экономически конкурентно-способным оказывается высокоскоростной электродвигатель.

Расчет первого электродвигателя - А4-400Х-4МУЗ:

Определяем потери активной мощности АД ∆Р_а ,кВт:

∆Р_а =Р

∆Р_а= 464,1· = 29,23 кВт

Определяем реактивную нагрузку, кВАр:

Q_a = tgφ

tgφ=

tgφ= =0,53

Q_a = 0,53=261,67 кВАр

Т.к требуется компенсация реактивной мощности, то экономический эквивалент реактивной мощности определяется по формуле:

К_эк = ∆Р_уп = Р + ∆Р_у

К_эк = ∆Р_уп = 0,225 +0,003=0,00768 кВт/кВАр



=4,8 6000=28800 руб

Определяем приведенные потери активной мощности, кВт:

∆Р_а^’= ∆Р_а +К_эк Q_a

∆Р_а^’=29,23 0,00768∙261,67 =58,74 кВт

Определяем стоимость годовых потерь электроэнергии С_э ,руб/год:

С_э = ∆Р_а^’∙

С_э =58,74 ∙28800=1691712 руб/год

Определяем годовые затраты З, руб/год:

З = ∙К + ∆Р_а^’∙

З =0,225∙638498+58,74 ∙28800=1835374,05 руб/год

Расчет второго электродвигателя - СТД-630-2-ЗУХЛ4

Определяем потери активной мощности СД ∆Р_а ,кВт:

∆Р_а =Р

∆Р_а =464,1· =24,1 кВт

Определяем реактивную нагрузку С.Д, кВАр:

Q_a = tgφ

tgφ =

tgφ= =0,48

Q_a = ∙ 0,48=234,49 кВАр

Т.к требуется компенсация реактивной мощности, то экономический эквивалент реактивной мощности определяется по формуле:

К_эк = ∆Р_уп = Р + ∆Р_у

К_эк = ∆Р_уп = 0,21∙ +0,003=0,00737 кВт/кВАр



=4,8∙6000=28800 руб

Определяем приведенные потери активной мощности, кВт:

∆Р_а^’= ∆Р_а +К_эк∙Q_a

∆Р_а^’=24,1 +0,00737 ∙234,49 =25,82 кВт

Определяем стоимость годовых потерь электроэнергии С_э ,руб/год:

С_э = ∆Р_а^’∙

С_э =25,82 ∙28800=743616 руб/год

Определяем годовые затраты З, руб/год:

З = ∙К + ∆Р_а^’∙

З =0,21∙1380000+25,82 ∙28800=1033416 руб/год

Определяем разность годовых затрат ∆З ,руб/год:

∆З = З₂ –З₁

∆З=1835374,05 - 1033416=801958,05 руб/год

Определяем степень экономичности одного электродвигателя по формуле:

= ∙100%

= ∙100%=72,10%

Таблица 2.2 - Результаты расчетов основных показателей электродвигателей

Показатели	Единица измерения		Обозначение		Формула				Варианты
									С А.Д		С С.Д
1	2		3		4				5		6
Номинальная мощность	кВт		Рном		Исходные данные				500		630
Нагрузка на валу	кВт		Р		Исходные данные				464,1		464,1
Коэффициент загрузки двигателя	-		Кз						0,92		0,73
Продолжение таблицы 2.2
1	2		3		4				5		6
Капитальные вложения	руб		К		Прейскуранты цен(88)				638498		1380000
Суммарный коэффициент отчислений	-		Р		Справочник например(84)				0,225		0,21
КПД дв-я	%		η		Каталог				88%		95%
Коэффициент мощности	-		cosφ		Каталог		0,88				0,90
Потери активной мощности	кВт		∆Ра		Р=1-				29,23		24,1
Реактивная нагрузка	кВАр		Qa		Расчеты				261,67		234,49
Экономический эквивалент реактивной мощности	кВт/кВАр		Кэк		Расчеты				0,00768		0,00737
Приведенные потери активной мощности	кВт		∆Ра ;∆Рс		∆Ра+Кэк∙Qa ∆Рc-Кэк∙Qc				58,74		25,82
Стоимость 1квт/год электроэнергии	руб				Расчеты и исходные данные				28800		28800
Стоимость годовых потерь	Руб/год		Сэ		Сэ = ∆Ра’∙				1691712		743616
Годовые затраты	Руб/год		З		∙к+∆Ра’∙				1835374,05		1033416
Разность годовых затрат	Руб/год		∆З		З2–З1				801958,05		-
Нормированный коэффициент эффективности	-		Рн		Исходные данные				1,5		1,5
Степень экономичности	%				∙100%				-		72,10

Из приведенных расчетов видно, что для установки следует принять синхронный двигатель типа СТД 630-2-ЗУХЛ4, так как годовые затраты у этого двигателя меньше чем у асинхронного двигателя типа А4-400Х-4МУЗ и степень экономичности составляет 72,10%.

2.3 Светотехнический расчет установки

Расчёт освещения ведётся методом коэффициента использования светового потока.

Перед началом расчёта выбирается тип светильника согласно условиям окружающий среды, и нормам освещённости Е_н согласно рода выполняемых работ. Расчёт ведётся в следующий последовательности: