апаоча. Принципиальная схема башенной насосной установки
 Скачать 0.75 Mb.
|
 Введение Данный курсовой проект включает в себя пояснительную записку, выполненную на листах формата А4 с расчетами, выполненными в соответствии с техническими заданиями и графическими документами, выполненными на двух листах формата А1: -принципиальная схема башенной насосной установки -схема соединения щита управления башенной насосной установки Целью данного курсового проекта является ознакомление с назначением, устройством, электрооборудованием, эксплуатацией станка (установки, пресса): расчет мощности двигателя, расчет и выбор аппаратов, разработка схемы управления, схемы соединения и монтажной схемы панели управления: охрана труда и правила технической эксплуатации. Назначение и электрооборудование башенной насосной установки Насос – это гидравлическое устройство, которое обеспечивает всасывание воды, ее нагнетание и перемещение. В своей работе они используют принцип передачи жидкости кинетической и потенциальной энергии. Насосы бывают нескольких видов, и деление происходит исходя из их технических параметров. Основные отличия между разными типами насосов для воды является разный КПД, мощность, производительность, напор и давление выходящего потока. Область применения водонапорных башен: Водонапорные башни предназначены для применения в системах сельского, хозяйственного и промышленного водоснабжения, а также для водопроводов небольших предприятий и населенных пунктов. Основное предназначение водонапорных башен – регулирование неравномерного водопотребления, хранение ограниченного резервного и противопожарного запасов воды. Водонапорные башни по типовому проекту рассчитаны для эксплуатации в регионах со следующими характеристиками: расчетная зимняя температура наружного воздуха не ниже минус 40°С; вес снегового покрова до 100 кг/м2; скоростной напор ветра до 45 кг/м; сейсмичность – не выше 6 баллов. Водонапорные башни предназначены для эксплуатации при температуре поступающей воды не менее 6° С преимущественно из буровых скважин. Для эксплуатации в регионах с расчетной зимней температурой ниже минус 20° С необходимо обеспечивать, как минимум, двукратный водообмен в сутки. Насосом называют машины, предназначенные для перемещения жидкостей. Существуют понятия: насосный агрегат и насосная машина Насосный агрегат состоит из насоса и приводящего двигателя, соединенных между собой Насосная установка- это насосный агрегат с комплектующим оборудованием смонтированным по определённой схеме, обеспечивающей работу насоса Таблица 1- Основные технические характеристики электропривода башенной насосной установки
 Рисунок 1 – Основные элементы башенной насосной установки 1 — насосный агрегат; 2 — электромагнитный пускатель; 3, 4 — упоры на шнуре поплавка; 5 — реле; 6 — поплавок: 7 — напорный резервуар; 8 — поплавковое реле Расчет мощности двигателей установки Основным требованием двигателя данных механизмов является соответствие условиям технического процесса рабочей машины. Задача выбора состоит в том, что необходимо найти двигатель, который обеспечивает весь технологический процесс механизма, соответствует условиям окружающей среды, компоновке с рабочей машины и при этом имеет нормативный нагрев. Выбор двигателя недостаточной мощности может привести к снижению работы заданного цикла и снизить производительность машины при этом происходит повышенный нагрев ускоряющий износ изоляции и преждевременный выход из строя. Недопустим является перегрев, т.е. использование двигателя в неправильном режиме работы. Одновременно если выбираем двигатель завышенной мощности, то при этом увеличиваются потери энергии за счет снижения КПД двигателя. Таким образом основной выбор электродвигателя является весьма важной задачей, во многом определяющей технико – экономические показатели работы комплекса «ЭП – рабочая машина». Определяем полное время цикла Тц сек по формуле: Тц = t1+t2+t3+t4+t0 (1) Тц = 2,0+5,9+4,8+1,6+8=22,3 Определяем статистическую нагрузку на валу электродвигателя по методу эквивалентной мощности по формуле: Рci= Mc*n/9550 кBт (2) где Рсi - мощность статистической нагрузки на валу в определенной период P1=2,7*2800/9550=0,792 P2=4,1*2800/9550=1,20 P3=3,6*2800/9550=1,06 P4=2,3*2800/9550=0,67 Определяем среднюю мощность Pср,кВТ, по формуле: Pср=P1+P2+3+…Pn/n (3) Pср=0,79+1,20+1,06+0,4/4=0,93 Определяем эквивалентную мощность на валу двигателя Рэкв.,Квт, по формуле: Рэкв =√(Р1²*t1+Р2²*t2+P3²*t3+P4²*t4 )/Tц (4) Pэкв=√(0,79²*2,0+1,20²*5,9+1,06²*4,8+0,67²*1,6)/22,3=0,84 Определяем мощность двигателя Pдв,кВТ по формуле: Рдв=1,3*Рэкв/п (5) Pдв=1,3*0,84/0,86=1,27 Определяем потребную мощность электродвигателя PкВТ для привода насоса по формуле : PH=(кз*Q*H* 103)/(pn*nпер) PH=11*54*21/(0,9*0,87)*103 =1,4 По каталогу выбираем двигатель ближайшей мощности и скорости. Выбранный двигатель при этом должен соответствовать условию: Pдв ⩽PH ⩽Pnom 1,27 ⩽1,4 ⩽1,5
Выбранный двигатель проверим по условиям нагрева и перегрузки. Проверяем двигатель по перегрузочной способности, для этого таблицы справочника предварительно выбранного двигателя выписываем отношение максимального момента к номинальному: λМ=Mmax/Mmin (6) λМ=2,2/1,2=1,83 Для проверки предварительного выбранного двигателя на перегрузочную способность нужно определить максимальный и номинальный моменты. Определяем максимальный момент по формуле: Mmax=Pc. наиб*n/9550 (7) Mmax=1,20*2850/9550=0,44 Определяем номинальный момент по формуле: М ноmН Мnоm=Рс.nom*n.nom/9550 (8) Мnоm=1,5*2850/9550=0,44 λ=Mmax/Mnоm (9) λ=0,35/0,44=0,79 λ≤ λМ (10) 0,79≤ 1,83 1.3 Разбор схемы управления и принцип ее работы Режим работы установки задает положение переключателя SA: Р — ручное включение насоса; О — отключение насоса; А — автоматический режим работы. В автоматическом режиме работы, если воды в башне нет, контакты (электроды) SLH верхнего и SLL нижнего уровня разомкнуты, реле KV выведено из цепи тока и его контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ1 замкнуты. Магнитный пускатель КМ1 срабатывает и включает двигатель насоса М. Одновременно замыкается контакт пускателя в цепи сигнальной лампы HL2, которая показывает, что электронасосный агрегат находится в работе. По мере накопления воды в башне перекрываются водой сначала контакты SLL нижнего уровня (будет подготовлена цепь самоблокировки реле KV), а затем контакты SLH верхнего уровня и реле KV получает питание. Размыкающие контакты KV разрывают цепь питания катушки магнитного пускателя КМ1. Электродвигатель насоса отключается, о чем сигнализирует лампа HL1. Повторное включение произойдет, когда уровень воды опустится ниже нижнего уровня SLL. Защита от аварийных режимов работы насосного агрегата работает следующим образом. При срабатывании пускателя КМ1 получает питание катушка реле времени КТ. Насос начинает подавать воду, ее давление в напорном трубопроводе увеличивается, и при определенном значении контакты реле давления SP размыкаются. Катушка реле времени КТ исключается из цепи тока, а насос продолжает работать. Его отключение или включение происходит автоматически по сигналам датчика уровней. Если же давление в напорном трубопроводе по каким-либо причинам не восстанавливается, то контакты реле давления SP остаются замкнутыми. Но через определенное время разомкнутся контакты реле времени КТ.1 в цепи катушки магнитного пускателя КМ1, который отключит электродвигатель насоса от сети. Реле времени КТ получает питание посредством своих же замыкающих контактов КТ.2. Сигнальная лампа HL3 указывает на аварийное отключение насосной установки. Реле давления SP защищает двигатель насосного агрегата от работы на холостом ходу. В качестве защитного устройства используют также электродный датчик сухого хода, устанавливаемый па насосном агрегате. Он отключает насос в случае отсутствия воды в скважине. Рисунок 2 – Принципиальная схема башенной насосной установки  1.4Расчет и выбор электрических аппаратов Автоматический выключатель выбирается по напряжению до 500 В. Номинальный ток автоматического выключателя должен быть больше расчетного тока: Iном≥Iрасч, А (11)Уставка теплового расцепителя находится из условия: Iуст≥1,6* Iрасч, А (12) Автоматические выключатели предназначены для защиты электроустановок. Рассчитываем автоматический выключатель. Определяем расчетный ток по формуле: Iрасч=P*10³/ √3*Uном*cosα*n, А (13) Iрасч=1,5*10³/ √3*380*0,85*0,81=3,31 A Определяем уставку теплового расцепителя по формуле: Iуст=1,6*Iрасч, А (14) Iуст=1,6*3,31=5,3 По каталогу предварительно выбираем автоматический выключатель и заносим данные в таблицу №2. Таблица №2«Выбор автоматического выключателя»
При работе плавких ставок предохранитель для электродвигателей со значительными пусковыми токами превышающие номинальные токи, вводится коэффициент снижения пускового тока. При легких пусках он равен 2,5, при тяжелых пусках 1,6. При защите одного двигателя ток плавкой вставки находится из условия: Iвс≥Iпуск/2,5, А (15) Предохранитель - коммутационный электрический аппарат предназначенный для защиты электрических цепей от токов перегрузки и короткого замыкания. Определяем предохранитель для электродвигателя главного движения. Определяем расчетный ток по формуле: Iрасч=P*10³/ √3*Uном*cosα*n, А (16) Iрасч=1,5*10³/ √3*380*0,85*0,81=3,31 A Определяем пусковой ток по формуле: Iпуск=6*Iрасч,А (17) Iпуск=6*3,31=19,86 Определяем ток плавкой вставки по формуле: Iвс=Iпуск/2,5, А (18) Iвс=19,86/2,5=7,9 А Таблица №3 «Выбор предохранителя»
Магнитный пускатель – это электромагнитное устройство, которое позволяет коммутировать мощные токовые нагрузки. Рассчитываем магнитный пускатель для электродвигателя главного движения. Определяем номинальный ток по формуле: Iном=1,1*Iрасч, А (19) Iном=1,1*3,31=3,6A По каталогу предварительно выбираем магнитные пускатели и заносим данные в таблицу №5. Таблица №4«Выбор магнитного пускателя»
1.5 Размещение электрооборудования на башенной насосной установки Таблица 6 «Размещение электрооборудования»
1.6 Разработка схемы соединений и монтажной схемы панели управления  1.7. Способы монтажа электрооборудования станка (установки, пресса) Проведение подготовительных работ После выбора точки установки станции, начинаем подготовительные работы. Прежде всего, монтируется основание, на котором она будет стоять. Можно залить небольшую бетонную площадку, выложить пол кирпичом, либо установить прибор на специальные кронштейны. В целях шумоизоляции, между основанием и самой станцией рекомендуют закрепить резиновую прокладку. Она будет поглощать вибрации, идущие от работы насоса и крыльчатки вентилятора. Далее прокладываем трубопроводы: Внутренний, идущий от насосной станции к сантехническому водоразборному оборудованию. Внешний, соединяющий станцию или бак-наполнитель с источником воды. Внешние трубы следует прокладывать в траншеях, расположенных ниже уровня промерзания почвы. Этот показатель различен для разных регионов. Для средней полосы России он составляет порядка 0,8-1,2 м, а для Сибири может составлять 2,5-3, и более метров Траншея копается таким образом, чтобы трубопровод имел небольшой скат в сторону скважины. Это необходимо, чтобы в при аварийном ремонте трубопровода, вода самотёком ушла вниз. Сборка водозаборного узла Тип водозаборного узла зависит от вида используемого насоса. Если это стандартный поверхностный насос, то водозаборный узел состоит из трубы, опущенной в скважину. На её конце крепится обратный клапан и фильтр-сетка, задерживающая крупный мусор. У станций, оборудованных эжекторным насосом, водозаборный узел будет иметь более сложный вид. На всасывающую трубу также надевается клапан и фильтр-сетка, но к ней присоединяется ещё одна труба, идущая от эжектора. По этой трубе от насоса направляется часть потока обратно, в основание всасывающей трубы. Так создаются дополнительные всасывающие мощности, позволяющие значительно увеличить высоту подачи воды. Когда требуется подавать воду из очень глубокой артезианской скважины, приходится использовать погружной насос-глубинник. Глубина подачи его составляет до 200-300 метров. Фильтр грубой очистки входит в комплект такого насоса, и устанавливается внутри него. Погружной насос подвешивается за оголовок скважины на прочном нержавеющем тросе. Водозаборный узел следует размещать, чтобы он находился посреди водяного столба, но не ближе полуметра до дна для насоса-глубинника, и 1м –для поверхностного. Монтаж поверхностных элементов станции Схема сборки станции зависит от конкретной модификации аппарата. Зесь следует соблюдать одно непреложное правило: каждый из агрегатов соединяется между собой через запорные краны с резьбой-американкой и клапанами. Это даёт возможность заменять вышедшие из строя узлы без демонтажа соседних и без сброса воды из водопровода. Перед станцией устанавливается дополнительный фильтр грубой очистки, задерживающий песок, просочившийся сквозь фильтр-сетку. На выходящем от станции трубопроводе, ведущем в здание, ставятся фильтры тонкой очистки, удаляющие из воды растворённые в ней микроэлементы. Если размер демпферного бака, входящего в состав станции, слишком мал, можно вставить в водоподающую систему гидроаккумулятор. Это позволит увеличить аварийный запас в водопроводе с прямой подачей, без накопительного бака. Далее, пользуясь инструкцией от производителя, подсоедините входящий и выходящий трубопроводы к соответствующим отверстиям насоса. За гидроаккумулятором устанавливаются датчики давления с манометрами и блок управления. 1.8. Эксплуатация электрооборудования, неисправности станка (установки, пресса) их устранение  1.9. Расчет и выбор питающего провода ,башенной насосной установки Определяем провод Iрасч=P*10³/ √3*Uном*cosα*n, А (22) Iрасч=1,5*10³/ √3*380*0,85*0,81=3,31 A Определяем номинальный ток , А Inom=Iрасч*1,6, А (23) Inom=3,31*1,6 = 5,30 А Iдоп=Inom Таблица « Выбор сечения кабеля»
1.10 Расчёт заземляющего устройства. Способы его монтажа и укладки. Установку наружного контура производят на расстояние 2 метров от фундамента здания. Зная длину и ширину цеха, определяем периметр заземляющего устройства, (Р), по формуле: Расчёт заземляющего устройства Способы монтажа и укладки Длина цеха – 28 Ширина цеха - 24 P = (А+В)*2 м (24) Р = (42+30)*2 = 144 м Зная длину заземляющего устройства, предварительно определяем число вертикальных заземлителей (n) с учетом расстояния между вертикальными заземлителями не менее 5 метров, по формуле: n = P/5 n = 104:5 = 21 вертикальных заземлителей. Далее рассчитываем удельное сопротивление одного вертикального заземляющего устройства, (Ррас), по формуле: Ррас = Ртр*Кcез, Ом (25) Ррас = 100*1,4 = 140 Ом/км где Ртр. - удельное сопротивление грунта (100 Ом/км); Ксез - коэффициент сезонности Далее определяем сопротивление вертикальных заземлителей (Rb) Rb = Pрас /(n*n), Ом (26) Rb = 140:(28*0,65) = 7,47 Ом где n - количество вертикальных заземлений; η - коэффициент использования вертикальных заземлителей (0,65) Определяем сопротивление горизонтальных заземлений без учета коэффициента использования rr= (0,366 / l * Ррас) * lg(2 * l² / β * е), Ом (27) rr=(0,366/1*140)*lg(2*144²/6,64*0,04)=12,26 Ом Далее находим сопротивление горизонтальных заземлителей Rr по формуле: Rr = rr/ η Ом (28) Rr=12,26/0,65=18,86 Ом Рассчитываем сопротивления заземления, (Rз), по формуле: Rз = (Rr * Rb) / (Rr + Rb) ≤ 4 Ом (29) После произведённых расчётов можно сделать вывод о том, что условие сопротивления заземления: Rз=(18,86*4,77)/(18,86+4,77)=3,61 Ом соблюдается Заземление – это устройство, которое защищает человека от поражения электрическим током, если всё электрооборудование соединено с землей. В аварийной ситуации опасное напряжение «стекает» на землю. Заземляющее устройство — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. Монтаж заземляющих устройств состоит из следующих операций: установки заземлителей, прокладки заземляющих проводников, соединения заземляющих проводников друг с другом присоединения заземляющих проводников к заземлителям и электрооборудованию. 2. Охрана труда 2.1 Требования правил технической эксплуатации и безопасного производства работ 183. Для обеспечения безопасной эксплуатации насосной станции локальным нормативным актом работодателя должны быть назначены работники, ответственные за эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт сооружений и оборудования насосной станции. 184. При эксплуатации насосных станций работники должны выполнять следующие требования: 1) осуществлять наблюдение и контроль за состоянием и режимом работы насосных агрегатов, коммуникаций и вспомогательного оборудования в соответствии с инструкциями по их эксплуатации; 2) проводить в установленные сроки осмотры и ремонт оборудования; 3) поддерживать надлежащее санитарное состояние в помещениях насосных станций. 185. Насосный агрегат должен быть немедленно остановлен и запущен резервный при появлении в насосном агрегате следующих неисправностей: 1) возникновение посторонних звуков (шума, стука); 2) повышение вибрации по сравнению с нормальным режимом работы; 3) повышение температуры подшипников, обмоток статора или ротора электродвигателя выше допустимой; 4) подплавление подшипников скольжения или выходе из строя подшипников качения; 5) падение давления масла ниже допустимого значения; 6) падение давления воды, охлаждающей подшипники электродвигателей; 7) превышение номинального тока работы электродвигателей насосных агрегатов; 8) появление дыма. 186. Запрещается снимать предохранительные кожухи и другие защитные устройства во время работы насосных и компрессорных установок, подогревать маслопроводную систему открытым огнем, пользоваться для освещения факелами, ремонтировать агрегаты во время работы и тормозить вручную движущиеся их части. Смазочные масла, обтирочные и другие легковоспламеняющиеся материалы необходимо хранить в специально отведенных местах, в закрытых несгораемых ящиках. 187. Осуществление работ в помещениях канализационной насосной станции, где возможно выделение токсичных и взрывоопасных газов, должно проводиться при постоянном контроле содержания таких газов с помощью приборов-газоанализаторов, а также при функционирующей местной аварийной предупредительной сигнализации (звуковой, световой) и аварийной вентиляции. При отсутствии постоянных обслуживающих работников сигналы о нарушении нормального режима работы станции должны передаваться на диспетчерский пункт или пункт с круглосуточным дежурством персонала. 188. Перед входом в машинный зал, помещение приемного резервуара и решеток (решеток-дробилок) они должны быть провентилированы, для чего необходимо не менее чем на 10 минут включить вентиляцию. У решеток-дробилок должны предусматриваться местные отсосы. Вентиляция должна работать непрерывно в течение всего периода нахождения в помещениях обслуживающего персонала.   КП 13.02.1100000014ПЗ |