Модернизация хлорно-кобальтового цеха. диплом новый. Модернизация оборудова ния на примере хлорнокобальтового цеха. Выпускная квалификационная ра бота состоит из 86 с., использовано 12 источников литературы
 Скачать 1.62 Mb.
|
|
4.3 Описание схемы частотного преобразователя и управление им Принцип работы частотного преобразователя. Электроприводы постоянного тока являются очень простыми с точки зрения организации системы регулирования скорости вращения двигателя, но сам электродвигатель является слабым звеном системы, ведь он достаточно дорогой и при этом не отличается особой надежностью. К тому же область применения данных двигателей ограничена из-за излишнего искрения щеток и, следовательно, повышенной электроэрозии и износа коллектора, что к об- щем не позволяет использовать двигатели постоянного тока в пыльных усло- виях и в средах с опасностью взрыва. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 61 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Альтернативой электроприводам постоянного тока является комплекс- ное применение асинхронных двигателей переменного тока с частотными пре- образователями. Асинхронные двигатели повсеместно используются в виду очень про- стого устройства и надежности, при меньших габаритах и массе они обеспе- чивают такую же мощность, как и двигатели постоянного тока. Главным ми- нусом их является сложность организации системы регулирования скорости двигателя традиционными для двигателей постоянного тока методами. При наличии других способов управления скорости вращения исполня- ющих механизмов (речь идет о механических вариаторах, резисторных груп- пах, вводимыми в ротор/статор, электромеханических частотных преобразо- вателях, гидравлике) наиболее эффективным является использование статиче- ских частотных преобразователей, который экономическим выгоднее других вариантов в виду дешевизны монтажа, эксплуатации и высокого КПД. Непри- хотливость преобразователей также обусловлена отсутствием подвижных ча- стей в виду того, что регуляция осуществляется на этапе подачи тока и осно- вана на изменении параметров питания, а не на контроле за скоростью враще- ния при помощи средств механического управления. Конструкция частотного преобразователя. Принципиальной задачей преобразователя частоты является изменение параметров электрического тока, это осуществляется при помощи транзистор- ного выпрямления тока и преобразования его до необходимых заданных зна- чений. Типовой частотный преобразователь состоит из трех частей: Звено постоянного тока. Состоит из выпрямителя и фильтрационных устройств. Звено постоянного тока принимает входной сигнал и перенаправ- ляет его в инвертор. Импульсного инвертора. Силовой трехфазный инвертор обычно имеет шесть транзисторов-ключей и осуществляет преобразование тока до заданных частот и амплитуд, а затем подает его на статор. Инвертор может состоять из тири- сторной схемы. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 62 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Микропроцессорной системы управления. Управляет системами преобразова- ния и защиты преобразователя. Четкая синусоида выходного сигнала – результат работы IGBT-транзи- сторов в качестве ключей инвертора, которые работают с более высокой ча- стотой переключения, чем устаревшие тиристоры. На схеме отображены основные структурные части преобразователя, а именно: инвертор, диодный силовой выпрямитель, модуль управления ши- ротно-импульсной модуляцией, система управления, дроссель и конденсатор фильтра. Регуляция выходной частоты и напряжения (f вых. и U вых. , соответ- ственно) осуществляется путем широтно-импульсного управления высокой частоты. Управление зависит от периодичности модуляции. Это период, в те- чение которого статор по очереди получает сигнал от положительного и отри- цательного полюса напряжения. Длительность периода модулируется со- гласно синусоидальному закону гармонических частот, дополнительное пре- образование происходит уже в обмотках двигателя, где после фильтрации ток имеет уже строго синусоидальную форму. Сама кривая выходного напряжения – это двуполярная последователь- ность высокой частоты, созданная прямоугольными импульсами. Данные па- раметры также регулируются широтно-импульсной модуляцией, а сама ши- рина импульсов модулируется по синусоидальному закону. Изменение харак- теристик выходного напряжения осуществляется одним из двух способов: из- менение AP (амплитуды) путем регуляции значения входного напряжения Uвх.; при Uвх., имеющим постоянное значение, путем внесения изменений в программу, контролирующую периодичность переключения переключателей V1-V6. Наличие современных IBGT-транзисторов на микропроцессорном управлении применение второго способа является более продуктивным и ши- роко используемым. ШИМ также позволяет добиться формы кривой тока близкой к синусоиде, но уже благодаря свойствам обмоток, выполняющих функции фильтра. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 63 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Данный метод управления также позволяет существенно увеличить ко- эффициент полезного действия преобразователя и по своим характеристикам полностью аналогично методике управления путем изменения амплитуды и частоты тока. В наше время существует несколько компоновок инверторов с управляемыми ключами: запираемые GTO тиристоры; биполярные IGBT- транзисторные ключи с затвором. С примером можно ознакомиться на следу- ющем рисунке. (рисунок 2) Здесь изображена мостовая трехфазная схема с ис- пользованием IGBT-транзисторов. Инвертор автономный. В данной схеме ис- пользуется комплекс из 6 транзисторных ключей (на схеме V1-V6), емкост- ного фильтра тока. Транзисторы включены при помощи диодов обратного тока (на схеме D1-D6) по встречно-параллельной схеме. Алгоритм переключения вентилей задается микропроцессором, пере- ключение преобразует постоянное Uвх. в переменное выходное напряжение с прямоугольными импульсами. Активная составляющая токового потока асин- хронного двигателя проходит через транзисторы, а реактивная – через диоды обратного тока. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 64 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ 5 Экономика и организация производства 5.1 Расчёт трудоёмкости ремонта В основе расчета лежит определение количества, продолжительности и трудоемкости ремонтов оборудования. В соответствии с положением о ППР в цветной металлургии предусмат- ривают два вида ремонтов: текущий и капитальный, а также технические осмотры. Продолжительность ремонтного цикла может отражаться в часах, меся- цах, годах. 1год = 12 месяцев = 365 дней = 87860 часов. 1 месяц = 87860/12=730 часов. Расчет планового фонда рабочего времени оборудования Расчет режимного фонда времени: 𝑇 реж = (𝑇 к ∙ 𝑡 см )𝑇 см , ч (5.1) где 𝑇 к - календарный фонд времени (в днях); 𝑡 см - продолжительность смены, час; 𝑇 см - количество смен в сутки. 𝑇 реж = (365 ∙ 8) ∙ 3 = 8760 ч. Таблица 5.1. Нормативы периодичности и продолжительности ремонтов тех- нологического оборудования. Оборудование Ремонт Вид Периодичность (мес) Продолжительность (час) Галтовочный барабан Т 0 0,5 1 Т 1 4 48 К 36 456 Длительность ремонтного цикла Р ц = 36, мес Количество ремонтов: • капитальных ремонтов 𝑛 = 1 • текущих ремонтов 𝑇 1 : Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 65 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ 𝑛𝑇 1 = Р ц 𝑡 м.р , шт, (5.2) где 𝑡 м.р − межремонтный период 𝑇 1 𝑛𝑇 1 = 26280 2920 = 9 • технических осмотров О Т : 𝑛Т0 = Р ц 𝑡 м.о. , шт, (5.3) где 𝑡 м.о. − межосмотровой период Т0 𝑛Т0 = 26280 365 = 72 Структура ремонтного цикла: 𝑃 ц = 𝑛 ∙ 𝑇 0 + 𝑛 ∙ 𝑇 тек + 𝑛 ∙ 𝐾, ч (5.4) где 𝑛 − количество видов ремонта. 𝑃 ц = 71𝑇 0 + 8𝑇 1 + 𝐾 = 72 ∙ 1 + 9 ∙ 48 + 456 = 960ч. Всего простои в ремонте галтовочного барабана за год составит: 𝑡 пр = 𝑃 ц 𝑃 ц.год , ч. (5.5) 𝑡 пр = 960 3 = 320ч. Определим удельный вес планируемого числа ремонтов, которые при- ходятся на галтовочный барабан за год: • по капитальному ремонту: 𝑇 е = 𝑇 реж Р ц 𝑛 ∙ 𝐾 (5.6) где 𝑇 реж – режимный фонд времени работы, час; 𝑛 ∙ 𝐾 – количество капитальных ремонтов. 𝑇 е = 8760 960 ∙ 1 3 ∙ 456 = 1387. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 66 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ • по текущему ремонту: 𝑇 е = 𝑇 реж Р ц 𝑛 ∙ 𝑇 тек , (5.7) где 𝑛 ∙ 𝑇 тек – количество текущих ремонтов. 𝑇 е1 = 8760 960 ∙ 3 ∙ 48 = 1314; • по техническому осмотру: 𝑇 е = 𝑇 реж Р ц 𝑛 ∙ 𝑇 0 (5.8) где 𝑛 ∙ 𝑇 0 – количество технических осмотров. 𝑇 е = 8760 960 ∙ 24 ∙ 1 = 219 Трудоемкость ремонтных работ в единицах ремонтной сложности опре- деляется по формуле: 𝑇 р.с = 𝑇 к + 𝑇 т + 𝑇 0 , (5.9) где 𝑇 к , 𝑇 т , 𝑇 0 – трудоемкость капитального, текущего ремонтов и техни- ческих осмотров. Таблица 5.2. Ремонтосложность оборудования по текущим группам оборудо- вания. Группы станков Категории ремонтосложности, ЕРС Галтовочный барабан 8 Трудоемкость ремонтов: 𝑇 рем = 𝑛 у ∙ 𝑃 с ∙ 𝑇 е.рем , (5.10) где 𝑛 у − количество установленных машин; 𝑃 с − категория ремонтосложности оборудования; 𝑇 е.рем − количество ремонтов в год по удельному весу. Трудоемкость капитальных ремонтов: 𝑇 К.рем = 1 ∙ 8 ∙ 1387 = 11096чел. ч. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 67 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Трудоемкость текущих ремонтов: 𝑇 рем.1 = 1 ∙ 8 ∙ 1314 = 10512чел. ч. Трудоемкость технического обслуживания: 𝑇 Т.О.рем = 1 ∙ 8 ∙ 219 = 1752чел. ч. Общая трудоемкость работ по ремонту: 𝑇 общ = 𝑇 К.рем + 𝑇 рем.1 + 𝑇 Т.О.рем (5.11) где 𝑇 К.рем – трудоемкость капитальных ремонтов; 𝑇 рем.1 – трудоемкость текущих ремонтов; 𝑇 Т.О.рем – трудоемкость технического обслуживания; 𝑇 общ = 11096 + 10512 + 1752 = 23360 чел. ч. Расчет эффективного фонда времени. Для определения эффективного фонда времени работы галтовочного барабана, необходимо определить время нахождения его в ремонте, т.е. составить схему ремонтного цикла (𝑃 ц ). Всего простои в ремонте барабана за год составят: • при капитальном ремонте K : 𝑅 Кг = 𝑅 к ∙ 𝐻 к , ч, (5.12) где 𝐻 к − продолжительность капитальных ремонтов в течении ремонт- ного цикла 𝑅 Кг = 1 3 ∙ 456 = 152 • при текущем ремонте 1 Т : 𝑅 1г = 𝑅 1 ∙ 𝐻 1 , ч, (5.13) где 𝐻 1 – продолжительность текущих ремонтов 𝑅 1г = 3 ∙ 48 = 144 • при техническом обслуживании ТО : 𝑅 0г = 𝑅 0 ∙ 𝐻 0 , ч, (5.14) где 𝐻 0 – продолжительность технического обслуживания 𝑅 0г = 24 ∙ 1 = 24 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 68 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Всего: 320 час Эффективный фонд времени одного барабана за год составит: Т эф = 𝑇 реж − 𝑡 простои (5.15) Т эф = 8760 − 320 = 8440ч. 5.2 Расчёт средств на оплату труда Таблица 5.3. Расчет баланса рабочего времени одного рабочего за год. № п/п Элементы баланса Количество дней Ремонтный персонал 12 1 Календарный фонд времени (Т к ) 365 2 Выходные и праздничные дни 118 4 Номинальный фонд времени (Т н ) В том числе при 40 часовой рабочей недели, час. 247/1971 5 Планируемые неявки, в т.ч.: - дни отпуска; - дни болезни; - с разрешения администрации 64 10 1 6 Эффективный фонд времени(Т эф ) 172 Таблица 5.4. Режим работы персонала цеха. Продолжительность рабочей недели (в днях; в часах) Ремонтный персонал 5д.; 40час Количество смен в сутки 1 Продолжительность смены 8 𝑡 см = 𝑡 нед.ас. 𝑡 нед.днях , ч (5.16) 𝑡 см = 40 5 = 8ч. Номинальный фонд времени в днях составит: 𝑇 н = 𝑇 к − ДВ − ДП, дней (5.17) где 𝑇 к - календарный фонд времени в днях; ДВ - количество выходных дней; ДП - количество праздничных дней. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 69 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ 𝑇 н = 365 − 118 = 247дней, Эффективный фонд времени, с учетом неявок на работу, составит: 𝑇 эф = 𝑇 н − ДН, дней (5.18) 𝑇 эф = 247 − 75 = 172дней. Эффективный фонд времени с учетом дней компенсации составит: ДК = ДН ∙ 𝑇 эф , дней (5.19) ДК = 0,2 ∙ 172 = 34дней; 𝑇 эф с ДН = 𝑇 эф + ДК, дней (5.20) 𝑇 эф с ДН = 172 + 34 = 206дней. Номинальный фонд времени работы в часах 1-го явочного рабочего: 𝑇 н.яв = (𝑇 к − ДВ − ДП)𝑡 см − 𝑇 срд (5.21) где 𝑇 к - календарный фонд времени в днях; ДВ - количество выходных дней; ДП - количество праздничных дней; 𝑡 см - продолжительность смены, час; 𝑇 срд – количество сокращённых на 1 час рабочих дней. 𝑇 н.яв = (365 − 118) ∙ 8 − 5 = 1971ч, Расчет фонда заработной платы работающих составит: Оплата труда рабочих производится по тарифным ставкам, согласно раз- ряду, районный коэффициент 1,8; северные надбавки в размере 80 %; отчис- ление на социальное страхование в размере 39 % от основной и дополнитель- ной заработной платы. Для рабочих цеха за выполнение плановых заданий вы- плачивается премия в размере 40 % от тарифного заработка. Труд основных рабочих, дежурного и ремонтного персонала оплачива- ется по 3-й тарифной ставке (таблица 5.5). Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 70 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Таблица 5.5. 3-я группа тарифных ставок Показатели Тарифные разряды III IV V VI Тарифный коэффициент 1,19 1,37 1,60 1,89 Часовая тарифная ставка основных и ре- монтных рабочих, руб. 47,17 54,77 63,78 70,1 Доплата за работу в ночную смену, руб. 10,03 11,71 13,61 16,07 Таблица 5.6. Структура рабочих по разрядам Разряд 3-й 4-й 5-й 6-й Количество, чел 2 6 2 2 Для осуществления расчёта планового годового фонда заработной платы рабочих предварительно рассчитывается средний тарифный коэффи- циент, средняя тарифная ставка и средний размер доплаты за работу в ноч- ную смену. Численность рабочих планового цеха рассчитывается на основе штат- ного расписания, затем производится расчёт их планового годового фонда за- работной платы (таблица 5.6). Для осуществления расчета планового годового фонда оплаты труда рабочих предварительно рассчитываются следующие показатели Средний тарифный коэффициент 𝐾 ср : 𝐾 ср = ∑ 𝐾 (𝑖)р 𝑛 𝑖=1 ∙ Ч сп(𝑖) ∑ Ч сп 𝑛 𝑖=1 (5.22) где 𝐾 (𝑖)р – тарифный коэффициент i –того разряда; Ч сп(𝑖) – численность рабочих i –того разряда; n – число тарифных разрядов, по которым распределились рабочие. 𝐾 ср = 1,19 ∙ 2 + 1,37 ∙ 6 + 1,60 ∙ 2 + 1,89 ∙ 2 12 = 1,465, Средняя тарифная ставка 𝐶 ср : 𝐶 ср = 47,17 ∙ 2 + 54,77 ∙ 6 + 63,78 ∙ 2 + 70,1 ∙ 2 12 = 57,56 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 71 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Количество человеко-дней и человеко-часов, подлежащих отработке всеми рабочими, определяется как произведение эффективного фонда рабо- чего времени на списочную численность рабочих. Таблица 5.7. Сводный расчёт планового годового фонда заработной платы ра- бочих. ПОКАЗАТЕЛИ Ремонтные рабочие 1. Списочная численность рабочих, чел. 12 2. Среднечасовая тарифная ставка, руб. 57,56 3. Подлежит отработке всеми рабочими, человеко-дни; 2964 4. Подлежит отработке всеми рабочими, человеко-часы; 23652 5. Тарифный фонд, руб. 1361409,00 6. Премия, руб. 544563,00 7. Северные надбавки – 80%, руб. 1089127,00 8. Районный коэффициент – 80%, руб. 1089127,00 9. Основная заработная плата, руб 4084226,00 10. Среднедневной заработок, руб. 16535,00 11. Дополнительная ЗП, руб. 408422,00 12. ФОТ рабочих, руб. 4492648,00 13. Отчисления на соц. Страхование, руб. 1752132,00 14. Всего ФОТ с отчислен. на соцстрах, руб. 6244780,00 Отчисления на социальное страхование (39% руб). – 1752132,00 Всего с отчислением на социальное страхование, руб. – 6244780,00. 5.3 Расчёт сметы на содержание, эксплуатацию и ремонт оборудования Этот расчет предполагает расчет суммы амортизационных отчислений, затраты на текущий и капитальный ремонт и др. Расчет суммы амортизационных отчислений по формуле: 𝐴 = Ф б ∙ Н а 100 (5.23) где Ф б - балансовая стоимость оборудования ; Н а - норма амортизационных отчислений, в 12,8 %. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 72 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ 𝐴 = 24000000 ∙ 12,8% 100 = 3072000руб, Расчет суммы амортизационных отчислений силового оборудования: 𝐴 = Ф б ∙Н а 100 = 24000000∙10% 100 = 2400000,руб. Расчет суммы амортизационных отчислений на средства КИПиА: 𝐴 = Ф б ∙ Н а 100 = 24000000 ∙ 15% 100 = 3600000руб, Затраты на материалы и запасные части для текущего содержания обору- дования. Стоимость материалов и запасных частей по годовой норме в % (5%) от стоимости основного и вспомогательного оборудования. Ф об = Ф осн + Ф вспом (5.24) Ф об = 3072000 + 674000 = 3747000руб; где Ф осн – стоимость основного оборудования; Ф вспом – стоимость вспомогательного оборудования. Затраты на текущий ремонт оборудования. Затраты на текущий ремонт составляют 10% от стоимости оборудования. Ф о тек = Ф об ∙ 0,1 = 3747000 ∙ 0,1 = 374700руб. Прочие расходы: Эта статья расходов составляет 5% от суммы всех учтенных затрат на со- держание оборудования и текущий ремонт оборудования. Прочие расходы предполагают оплату транспорта, работ по подготовке ремонтной зоны, оплаты труда рабочих, которые привлечены для ремонта и технического об- служивания дополнительно и прочие затраты. Расчет затрат на силовую электроэнергию. Количество силовой электроэнергии на технологические нужды опреде- ляется по формуле: Э с = Р д ∙ Т реж ∙ К э ∙ К и ∙ Ц э 𝑆 , где Рд - мощность двигателей, установленных на оборудовании (кВт); Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 73 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Т реж - фактическое время работы двигателя (час); Кэ - коэффициент экстенсивности (0,94); S - КПД двигателя (0,95); Ки - коэффициент интенсивности (0,8); Цэ - стоимость 1 кВт = 1,33 руб.; До модернизации: Э с1 = 22 ∙ 8784 ∙ 0,94 ∙ 0,8 ∙ 1,33 0,95 = 203451 руб После модернизации: Э с2 = 14 ∙ 8784 ∙ 0,94 ∙ 0,8 ∙ 1,33 0,95 = 129469 руб Экономия затрат на электроэнергию составит: Э э = Э с1 − Э с2 , руб Э э = 203451 − 129469 = 73982 руб Ф о проч. = ∑ Ф 0 ∙ 0,05 = 8072000 ∙ 0,05 = 403600 руб. Таблица 5.8. Смета затрат на содержание, эксплуатацию и ремонт оборудова- ния до модернизации № п/п Статьи затрат Сумма (руб) 1. Содержание и эксплуатация оборудования, всего, в т.ч.: амортизация оборудования; затраты на электроэнергию; материалы и зап. части. 3277451 2400000 203451 674000 2. Затраты на текущий ремонт, всего, в т.ч.: ФОТ рабочих; отчисления на соц. страхование; 6244780 4492648 1752132 3. Прочие расходы (5%): 452788 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 74 ВАР.ММиО.10.22.00.00.00ПЗ Таблица 5.9 Смета затрат на содержание, эксплуатацию и ремонт оборудова- ния после модернизации № п/п Статьи затрат Сумма (руб) 1. Содержание и эксплуатация оборудования, всего, в т.ч.: амортизация оборудования; затраты на электроэнергию; материалы и зап. части. 2933069 2400000 129469 403600 2. Затраты на текущий ремонт, всего, в т.ч.: ФОТ рабочих; отчисления на соц. страхование; 6244780 4492648 1752132 3. Прочие расходы (5%): 316951 Таблица 5.10. Технико-экономические показатели. Показатели Ед. изм. Значения показателей До модернизации После модернизации Фонд оплаты труда руб 6244780 6244780 Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования Амортизация оборудования руб 2400000 2400000 Затраты на электроэнергию руб 203451 129469 Материалы и запчасти руб 674000 403600 Всего руб 3277451 2933069 Затраты на текущий ремонт руб 6244780 6244780 Прочие расходы руб 452788 316951 Экономический эффект руб -/- |