Выбор и расчет электрооборудования комрессорной установки. Курсовая компрессорная установка. Расчет и выбор электрооборудования компрессорной установки
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
Расчет и выбор электрооборудования компрессорной установки СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1.НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО компрессора 6 2. РАСЧЕТАЯ ЧАСТЬ 10 2.1 Расчет мощности электродвигателей компрессора и их выбор 10 2.1.1 Расчет и выбор электродвигателя привода главного движения 10 2.2Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры 11 2.2.1Расчет и выбор магнитных пускателей 11 2.2.2 Расчет и выбор тепловых реле 14 2.2.3 Расчет и выбор автоматического выключателя 15 2.3 Расчет и выбор проводов и кабеля 19 2.3.1Расчет и выбор проводов для электродвигателей 20 2.3.1.1 Расчет и выбор провода к электродвигателю М1 20 2.3.1.2 Расчет и выбор провода к электродвигателю М2 21 2.3.2 Расчет и выбор вводного кабеля к компрессору 22 2.4 Расчет и выбор элементов схемы управления 23 2.4.1 Расчет и выбор силовых трансформаторов 23 2.4.2 Расчет и выбор предохранителей 27 3.ОРГАНИЗАЦИОННО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 29 3.1 Принцип работы электропривода компрессора 29 3.2 Подготовка к включению электрооборудования в работу 30 3.3 Охрана труда и противопожарные мероприятия 34 Список используемой литературы 39 ВВЕДЕНИЕ Компрессоры относятся к группе механизмов, получивших широкое распространение на всех промышленных предприятиях. Компрессоры применяют для получения сжатого воздуха или другого газа давлением свыше 4 *  Па (4 кгс/см2). С целью использования его энергии.Компрессорное оборудование широко применяются в различных отраслях народного хозяйства. Компрессоры составляют основу технологического оборудования химических производств, используется при добыче и переработке нефти, транспортируют природный газ по газопроводам, закачивают его в подземные хранилища, широко применяются в холодильной технике и технике распределения газов, во всех видах транспорта, подают сжатый воздух для привода пневматического оборудования и т.д. Компрессорные установки промышленных предприятий в основном предназначаются для обслуживания определенных технологических процессов, поэтому их производительность зависит от потребления воздуха (газа) в ходе работ производственного участка и изменений внешних условий, например: температуры, влажности воздуха, запыленности. Эти установки достаточно просто поддаются автоматизации путем применения специальной аппаратуры, которая дает сигнал об изменении режима работы и производит соответствующие переключения в схеме управления без участия обслуживающего персонала; задача последнего сводится лишь к периодическому контролю действия аппаратов и профилактике. В промышленности используется различные типы компрессоров. Каждый тип имеет свои области рационального использования. Очень широко распространены поршневые компрессоры. Компрессоры этого типа наиболее многочисленны, так как обладают рядом преимуществ – высоким КПД, возможностью достижения высоких давлений в одной установке, приспособленностью к работе на переменных режимах и т.п. Так же среди компрессорных машин распространение получили воздушные компрессоры, служащие для подачи воздуха или газа давлением от 1,1* -4* Па. Мощные компрессоры обеспечивают сжатие до 32 МПа.Электродвигатели применяемые в компрессорных установках могут быть постоянного и переменного тока. Двигатели переменного тока делятся на синхронные и асинхронные. Асинхронные двигатели в свою очередь на АД с короткозамкнутым ротором и АД с фазным ротором. Для асинхронные двигателей с короткозамкнутым ротором преимуществами для их установки в компрессоре является их экономичность, простота, удобство конструкции и большая надежность работы. Их недостатки это пусковой ток, который в 5 – 7 раз превышает номинальный ток двигателя и малый пусковой момент. Асинхронные двигатели используют гораздо реже (в основном в центробежных насосах). Они используются в маломощных сетях или если требуется значительный пусковой момент (при относительно небольшом пусковом токе). Но у них сложная пускорегулирующая аппаратура и требуется уход за щетками и кольцами. Синхронные двигатели используются в компрессорах большой мощности (более 100 кВт). У них очень высокий коэффициент мощности (cos (p = 1) и они не очень восприимчивы к изменениям нагрузки. Но в тоже время они значительно дороже асинхронных двигателей и при пуске у них наблюдаются те же недостатки что и у АД с короткозамкнутым ротором. Линейные электроприводы бывают электромагнитными, магнитоэлектрическими и индукционными. У них низкий КПД, но они все равно эффективны (из-за отсутствия кривошипно-шатунного механизма и соответствующих потерь на трение). Они применяются в основном при небольших поршневых усилиях и при малом ходе поршня. Развитие компрессоров интенсивно продолжается и в настоящее время. Новые области применения и всевозрастающий рост объемов производства вызывают необходимость новых конструкций машин и увеличение их единичной подачи. Использование сжатого природного газа в качестве топлива для двигателей автомобилей и других транспортных средств обусловило необходимость создания компрессоров для газонакопительных станций. Целью данной курсовой работы является расчет и выбор электрооборудования для компрессорной установки АВT 500-1700 B, которая и является объектом исследования. Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи: изучить общую характеристику электрооборудования проектируемого компрессора; выполнить расчеты для выбора электрооборудования для компрессорной установки; изучить принцип работы электропривода компрессора; произвести подготовку к включению электрооборудования в работу; ознакомиться с охраной труда и противопожарными мероприятиями при работе на компрессорной ус тановке. При написании курсовой работы источниками информации послужил материал исследований отечественных специалистов. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО компрессора Компрессорами называют машины, предназначенные для сжатия и перемещения газов по трубопроводам. По принципу действия компрессоры подразделяют на центробежные и поршневые. Центробежные компрессоры по конструкции подразделяются на турбинные и ротационные, В объемных компрессорах давление газа повышается за счет уменьшения пространства, в котором находится газ. В идеальном случае это пространство является абсолютно герметичным и утечек газа в процессе повышения давления не происходит. К динамическим компрессорам относятся центробежные и осевые компрессоры. В них давление повышается при непрерывном движении газа через проточную часть машины за счет энергии, которую сообщают газу лопатки вращающегося ротора. При этом кинетическая энергия преобразуется в потенциальную, Существуют такие компрессоры, в которых нет перемещающихся механических деталей. В таких компрессорах рабочая среда (обычно вода или пар), перемещаясь с большой скоростью, захватывает с собой частички газа и сообщает им кинетическую, которая затем в специальных устройствах преобразуется в давление. Все компрессоры независимо от принципа действия подразделяются по основным эксплуатационным параметрам – давлению и подаче. Подавлению различают компрессоры: низкого давления – 0,2–1,0 МПа; среднего давления -1–10 МПа; высокого давления – 10–100 МПа. По значению подачи компрессоры подразделяются на малые (до 0,015  /с), средние (от 0,015 до м3/с) и крупные (свыше 1,5 м3/с).Устройство компрессора Общий вид компрессора представлен на рисунке 1.  Рисунок 1 - Общий вид компрессора ABT 500-1700 B 1 - Блок поршневой 2 - Электродвигатель 3 - Шкив 4 - Ремень 5 - Ресивер 6 - Защитное ограждение 7 - Пресосстат 8 - Выключатель 9 - Манометр 10 - Клапан предохранительный 11 - Воздухопровод 12 - Клапан обратный 13 - Конденсатоотводчик 14 - Кран 16- Платформа 17 - Амортизаторы 18 - Пульт управления 19 - Вводной выключатель 20 - Сигнальная лампа 21 - Выключатели 1 - Блок поршневой предназначен для выработки сжатого воздуха. Смазка трущихся поверхностей деталей блока поршневого осуществляется разбрызгиванием масла. 2 - Электродвигатель предназначен для привода блока поршневого. 5 - Ресивер служит для сбора сжатого воздуха, устранения пульсации давления, отделения конденсата; является корпусом, на котором смонтированы узлы и детали компрессора. 6 - Защитное ограждение предохраняет от случайного прикосновения к движущимся частям привода установки. 7 - Пресосстат служит для обеспечения работы компрессора в автоматическом режиме, поддержания давления в ресивере в заданном диапазоне. 8 - Выключатель предназначен для пуска и остановки компрессора. 9 - Манометр предназначен для контроля давления в ресивере. 10 - Клапан предохранительный служит для ограничения максимального давления в ресивере и отрегулирован на давление открывания, превышающее давление нагнетания не более чем на 10%. 12 - Клапан обратный обеспечивает подачу сжатого воздуха в направлении от блока поршневого к ресиверу. 13 - Конденсатоотводчик предназначен для удаления скопившегося в ресивере конденсата и масла. 14 - Кран предназначен для подачи воздуха потребителю. 15 - Регулятор давления служит для уменьшения давления до требуемого рабочего в подсоединенных пневматических инструментах и является дополнительным устройством. 18 - Пульт управления компрессоров ABT 500-1700 B обеспечивает поочередный пуск электродвигателей. Вводной выключатель поз. 19 (см. рисунок 1) предназначен для включения питания компрессора, сигнальная лампа поз. 20 указывает на готовность компрессора к работе, выключатели поз. 21 служат для отключения, в случае необходимости, одного из электродвигателей. 2. РАСЧЕТАЯ ЧАСТЬ Компрессор предназначен для выработки сжатого воздуха, используемого для питания пневматического оборудования, аппаратуры, инструмента, применяемого в промышленности, автосервисе и для других целей потребителя. Компрессор в базовом исполнении не комплектуется устройством очистки сжатого воздуха от воды, масел (в фазах аэрозолей, жидкости и паров), твердых микрочастиц. Для получения требуемого класса чистоты сжатого воздуха требуется использование соответствующих дополнительных устройств очистки. 2.1 Расчет мощности электродвигателей компрессора и их выбор При выборе мощности двигателя для компрессора, как и для всех механизмов с продолжительным режимом работы и постоянной нагрузкой, требуемую мощность Р двигателя находят по мощности на валу механизма с учётом потерь в промежуточном звене механической передачи. В зависимости от назначения, мощности и характера производства, где установлены механизмы этой группы, они могут требовать или небольшого, но постоянного подрегулирования производительности при отклонении параметров воздуха от заданных значений, или же регулирования производительности в широких пределах. 2.1.1 Расчет и выбор электродвигателя привода главного движения Мощность двигателя М1 (кВт) рассчитывается по формуле:  (1)где Кз - коэффициент запаса, Кз=1,1-1,2; Q - производительность компрессора, м3/с; А - работа, затрачиваема на сжатие 1м3 воздуха до заданных рабочих давлений, Дж/м3; ηк - КПД компрессора, ηк = 0,6-0,8; ηп - КПД передачи, с Мощность двигателя М2 (кВт) рассчитывается по формуле 1. Выберем: Кз=1,1, Q = 0,014 м3/с, А= 179000 Дж/м3; ηк =0,7 ηп = 0,9.  По справочнику выбираю двигатель типа АИР100L4У3 мощностью Р = 4,0 (кВт); номинальный ток I = 9 (А); частотой f = 50 (Гц); частотой вращения n = 1410 (об/мин); =85%; соs = 0,84; коэффициент пуска Кпуск = 7,0. Выберем: Кз=1,1, Q = 0,014 м3/с, А= 224000 Дж/м3; ηк =0,7 ηп = 0,9.  По справочнику выбираю двигатель типа АИР100L4У3 мощностью Р = 5,5 (кВт); номинальный ток I = 11 (А); частотой f = 50 (Гц); частотой вращения n = 2850 (об/мин); =88%; соs = 0,88; коэффициент пуска Кпуск = 7,5. Основные параметры двигателей станка сведены в таблице 1. Таблица 1 Технические данные электродвигателей станка
Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры Расчет и выбор магнитных пускателей Магнитный пускатель предназначен для длительного включения и отключения потребителей электроэнергии. Контакторы и магнитные пускатели обеспечивают оперативные переключения электрических цепей с частотой до 1200 включений в час. Эти качества сделали их незаменимыми при управлении электродвигателями постоянного и переменного тока. Пускатели осуществляют пуск, остановку, реверс, а также нулевую защиту и защиту электродвигателей от перегрузок встроенными тепловыми реле. Такие пускатели автоматически отключают двигатели при снижении напряжения на 50...60% номинального и при перегрузках (если имеется тепловое реле). Расчет и выбор магнитного пускателя осуществляется по 2 условиям: Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя (двигателя): Iном.п. Iном.дв. (2) Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя: Iном.п. Iном.дв. / 6 (3) где Iном.п. – номинальный ток магнитного пускателя, А; Iном.дв. – номинальный ток двигателя, А; Iпуск=Iном * Кпуск – пусковой ток двигателя, А. Выбираю магнитный пускатель К1 , общий для двигателей М1: Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя (двигателя): Iном.п. Iном.дв1, где Iном.дв1 = 9 А - номинальный ток двигателя М1; Iном.п 9 А Выбираю предварительно пускатель 2 величины для которого Iном.п = 25 А 25 9 А Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя: Iном.п. Iпуск1 / 6, где Iпуск1 = Iном.дв1 * Кпуск - пусковой ток двигателя М1 ,А Iпуск1 = 9 ×7,0 = 63 А Iном.п 63 / 6 = 10,5 А Выбираю предварительно пускатель 2 величины для которого Iном.п = 25 А 25 10,5 А Как видно пускатель 2 величины условиям коммутации удовлетворяет. Выбираю пускатель ПМЛ-2220-25А. Магнитный пускатель ПМЛ-2220-25А. второй величины, нереверсивный с реле, с кнопками «Пуск» и «Стоп». Выбираю магнитный пускатель К2 для двигателя М2: Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя (двигателя): Iном.п. Iном.дв1, где Iном.дв2 = 11 А - номинальный ток двигателя М2; Iном.п 11 А Выбираю предварительно пускатель 2 величины для которого Iном.п = 25 А 25 11 А Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя: Iном.п. Iпуск2 / 6, где Iпуск2 = Iном.дв2 * Кпуск - пусковой ток двигателя М2, А. Iпуск1 = 11 ×7,5 = 82,5 А Iном.п 82,5 / 6 = 13,7 А Выбираю предварительно пускатель 2 величины для которого Iном.п = 25 А 25 13,7 А Как видно пускатель 2 величины условиям коммутации удовлетворяет. Выбираю пускатель ПМЛ-2220-25А. Магнитный пускатель ПМЛ-2220-25А. второй величины, нереверсивный с реле, с кнопками «Пуск» и «Стоп». Основные параметры магнитных пускателей сведены в таблице 2. Таблица 2 Технические данные магнитных пускателей
|