Диплом шихтоподача. Диплом шихтоподача — копия. Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии
 Скачать 0.91 Mb.
|
  Введение Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии. Энергетические системы образуют одиннадцать крупных энергообъединений: Северо-запада, Центра, Средней Волги, Юга, Казахстана, Закавказья, Урала, Северного Кавказа, Средней Азии, Сибири и Востока. В состав Единой энергетической системы России входят девять энергообъединений, охватывающих почти две третьих территории страны, где проживает более 80 % населения. В настоящий момент времени ЕЭС страны имеет связи с энергосистемами других стран: Польшей , Чехией, Словакией, Болгарией, Румынией, Югославией, Монголией, Венгрией. Основой развития энергетики России является сооружение электростанций большой мощности. Наибольший вклад в процессе производства электроэнергии имеют тепловые электростанции - ТЭС, на которых вырабатывается свыше 80 % электроэнергии. Форсированными темпами развивается атомная энергетика. Вводятся в действие атомные реакторы единичной мощностью до 15 млн. электростанций - АЭС состоит в том, что они не оказывают отрицательного влияния на окружающую среду. В настоящее время около 5 % электроэнергии вырабатывается на АЭС. Покрытие пиковых нагрузок энергосистем возлагается на гидроэлектростанции - ГЭС, на долю которых приходится около 15 % вырабатываемой электроэнергии, и гидроаккумулирующие электростанции ГАЭС. Разрабатываются новые установки для аккумулирования энергии - подземные ГАЭС с напором до 1000 м и газотурбинные установки - ГТУ с подземным аккумулированием воздуха. С целью повышения надежности электроснабжения потребителей и получения определенного экономического эффекта электростанции объединяются на параллельную работу в районные энергосистемы. Эти энергосистемы, в свою очередь при развитии объединяются на параллельную работу в районные энергосистемы которые в свою очередь при развитии объединяются в объединенные энергосистемы. Энергосистемы являются основой электрификации страны. Объединение электростанций в энергосистемы дает ряд преимуществ: повышается надежность электроснабжения потребителей; уменьшается требуемый резерв мощности в энергосистеме; - улучшаются условия загрузки агрегатов благодаря выравниванию графика нагрузки и снижению максимума нагрузки энергосистемы; появляется возможность более полного использования генерирующих мощностей электростанций, обусловленная различием в их географическом месторасположении по широте и долготе; - улучшаются технико-экономические показатели энергетики из-за возможности использования более мощных и экономичных агрегатов; - улучшаются условия эксплуатации энергохозяйства; - создаются условия для оптимального управления развитием и режимами работы энергетики в целом как подсистемы народного хозяйства страны, для создания автоматизированной системы диспетчерского управления энергосистемами, а также для создания автоматизированной системы управления энергетикой как отраслью народного хозяйства. 1. Общая часть 1.1 Краткое описание технологического процесса В настоящее время применяют три способа переработки шлака. Первый и второй способы предусматривают получение гранулированного шлака соответственно мокрой и полусухой грануляцией, то есть быстрого дробления и охлаждения его водой на агрегатах, расположенных в непосредственной близости от доменной печи, и последующего транспортирования гранулята различными видами транспорта. Мокрую грануляцию шлака осуществляют в грануляционном бассейне, представляющем собой котлован, заполненный водой и оборудованный мостовым или козловым краном грузоподъёмностью 10-15 т с грейфером ёмкостью 3-4 м³. Шлаковый расплав поступает в бассейн из доменной печи по желобам, предварительно пройдя отстойник для чугуна. Шлак под действием воды, пара и содержащихся в нём газов измельчается, образуя зёрна небольших размеров. Из бассейна гранулированный шлак извлекают краном (иногда экскаватором) и грузят в железнодорожные вагоны или автомашины. Агрегаты мокрой придоменной грануляции шлака не получили большого распространения, так как они выделяют в атмосферу много водяных паров и сернистых газов, которые ухудшают условия работы людей, обслуживающих доменную печь, и оказывает вредное влияние на металлические конструкции и оборудование печи. Кроме того, в зимнее время подъездные пути доменной печи покрываются коркой льда, что затрудняет их обслуживание. Существенным недостатком способа мокрой грануляции является высокая влажность гранулята, достигающая 35 - 40 % . При полусухой грануляции влажность гранулированного продукта не превышает 15 %. Обладая высокой производительностью и компактностью, гидрожелобные агрегаты для бесковшевой переработки шлака у доменных печей получили в России и за рубежом преимущественное распространение. Третий способ, весьма широко используемый за рубежом, предусматривает слив огненно-жидкого шлака по желобам литейного двора в ямы, расположенные рядом с доменной печью. Затвердевший шлак убирают из ям экскаваторами или грейферными кранами и в автомашинах или по железной дороге отправляют на дробление и сортировку. 1.2 Характеристика основного электрооборудования Установка придоменной грануляции шлака имеет механизмы обезваживателя, уровнемера, подъёма стопорного устройства, питателя и эрлифта. Для механизма вращения обезвоживателя используется электропривод постоянного тока по системе ТП-Д. В качестве приводного используется электродвигатель параллельного возбуждения типа ДП - 42 мощностью 21 кВт, 220 В, 660 об/мин. Двигатель получает питание от тиристорного преобразователя типа АТ 100/230. Диапазон регулирования скорости 5:1. Схемой предусматривается дистанционное и местное управление. Предусматривается блокировка, отключающая привод при аварийном уровне шлака в бункере. Для привода механизма подъёма стопорного устройства используется асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором напряжением 380в. 7,5 кВт. Параллельно двигателю стопорного устройства включен тормозной электромагнит МП - 201, получающий питание от однополупериодного выпрямителя. При достижении верхнего уровня шлака в бункере стопорное устройство автоматически отключается. В приводе уровнемера, предназначенного для замера уровня шлака в приёмном бункере, используется асинхронный электродвигатель мощностью 3 кВт, 380 В, 960 об/мин. Схема предусматривает автоматическое или ручное дистанционное управление ленточным питателем. При автоматическом управлении ленточный питатель может быть включен только при работающем конвейере. 1.3 Категорийность приёмников электроэнергии Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), приемники электроэнергии по требуемой степени бесперебойности электроснабжения подразделяют на три категории. К 1-й категории относятся электроустановки, для которых перерыв в подаче электроэнергии связан с опасностью для жизни людей, браком продукции, порчей оборудования или длительным расстройством технологического процесса. Ко 2-й категории относятся приемники, для которых перерыв в подаче электроэнергии связан с существенным недовыпуском продукции, простоем людей и механизмов. К 3-й категории относятся все электроприемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категорий. Ниже перечислены потребители на металлургическом заводе в соответствии с их категориями. Потребители насосной технической воды относятся к потребителям 1-ой категории. 2. Расчетная часть 2.1 Расчет электрических нагрузок Таблица 1 – Основные данные шлакоперерабатывающего участка
Определяем суммарные номинальные и средние нагрузки по электроприемникам с переменным графиком нагрузок. Для этого необходимо рассчитать номинальную и среднюю номинальную мощность, а также реактивную мощность электроприемников. Активная номинальная мощность Pн, кВт, вычисляется по формуле (1) [4, с.37] Pном= Pпасп ∙ √ПВ, (1) где ПВ - продолжительность включения электроприемника, %. Pпасп – паспортная мощность электроприемника, кВт. Общая активная номинальная мощность Pн, кВт, вычисляется по формуле (2) [4, с.37] Pн=n ∙ pн, (2) где n – количество электроприемников, штук; pн – установившаяся мощность, кВт. Активная средняя мощность Pср, кВт, вычисляется по формуле (3) [4, с.37] Pср=Рн ∙ Ки, (3) где Рн – активная номинальная мощность, кВт; Ки – коэффициент использования. Реактивная средняя мощность Qср, квар, вычисляется по формуле (4) [4, с.67] Qср=tg φ ∙ Рср, (4) где Рср – активная средняя мощность, кВт; tg φ – определяется через сos φ. Определяем суммарные номинальные и средние нагрузки по электроприёмникам с переменным графиком нагрузки. Для крана отгрузки шлака ,рассчитаем активную номинальную мощность Pном, кВт, по формуле (1) Pном= 80 ∙ √0,4 = 50,59 кВт Общая номинальная мощность всех приемников Pн, кВт, вычислим по формуле(2) Pн= 1 ∙ 50,59 = 50,59 кВт Среднюю активную мощность Pср, кВт, находим по формуле (3) Pср= 0,65 . 50,59 = 32,88 кВт Среднюю реактивную мощность Qср, квар, вычисляем по формуле (4) Qср= 0,62 . 32,88 = 20,39 квар Типовые расчеты по всем остальным электроприемникам с переменным графиком нагрузок сводим в таблицу А1. Используя расчетные значения из таблицы А1 определяем итоговые данные по электроприемникам с переменным графиком нагрузок. Общее количество всех электроприемников n, штук, с переменным графиком нагрузок n, вычисяем по формуле (5) [4, с.73] n = n1 + n2 + ..... + nk, (5) где n1 ….. nk – количество электроприемников, штук. n = 1+1+1+1+4= 8 штук > 3 Определяем суммарную общую номинальную мощность всех электроприемников с переменным графиком нагрузок Рн, кВт, по формуле (6) [4, с.76] Рн = Р1 + Р2 + ..... + Рk, (6) где Рk – мощность электроприемников, кВт. Рн = 87,5 + 126,5 + 50,4 + 6 + 5 =275,4 кВт. Определяем суммарную среднюю активную мощность Рср , кВт, по формуле (7) [4, с.76] Рср = Рср1 + Рср2 + ..... + Рсрk, (7) где Рсрk – средняя активная мощность электроприемников, кВт. Рср = 30,6 + 44,3 + 32,8 + 1,2 + 1 = 108,9 кВт. Определяем суммарную среднюю реактивную мощность Qср, квар, по формуле (8) [4,с.76] Qср = Qср1 + Qср2 + ..... + Qсрk, (8) где Qсрk – средняя реактивная мощность электроприемников, квар. Qср = 20 + 27,5 + 20,3 + 0,7 + 0,62 = 69,1 квар. Полная средняя мощность по всей подстанции S ср, кВ ∙ А вычисляется по формуле (9) [4, с.77] S ср = √( Pср ² + Q ср ²) (9) где Pср – суммарная средняя активная мощность, кВт; Q ср - суммарная средняя реактивная мощность, квар. S ср = √108,9² + 69,1² = 128,97 кВ ∙ А Эффективное число электроприемников m, определяется по формуле (10) [4, с.82] m = Pн max / Pн min, (10) где Pн max – максимальная установившаяся мощность одного электроприемника, кВт; Pн min – минимальная установившаяся мощность одного электроприемника, кВт. m = 63,25 / 0,3 = 210 > 3. Найдем средний коэффициент использования Ки ср по формуле (11) [4,с.83] Ки ср = Рср / Рн, (11) где Рср – активная средняя мощность всех электроприемников с переменным графиком нагрузок, кВт; Рн – общая активная номинальная мощность электроприемников с переменным графиком нагрузок, кВт. Ки ср = 108,9 / 275,4 = 0,4 > 0,2. Эффективное число электроприемников nэ, штук, вычисляется по формуле (12) [4, с.83] nэ = 2 ΣPн / Pн max, (12) где ΣPн – суммарная активную номинальная мощность, кВт; Pн max – максимальная установленная мощность одного электроприемника, кВт. nэ = 2 ∙ (170+200+80+12+5) / 100 = 3 штуки Теперь определяем коэффициент максимума Кmax, при Ки = 0,4, Кmax = 1,81. Рассчитаем максимальную активную мощность для электроприемников с переменным графиком нагрузок по формуле (13) [4,с.83] Pmax = Kmax ∙ Pср , (13) где Kmax – коэффициент максимума; Pср - средняя активная мощность всех электроприемников с переменным графиком нагрузок, кВт. Pmax = 1,81 ∙ 108,9 = 197 кВт Находим максимальную реактивную мощность Q max , квар, всех электроприемников с переменным графиком нагрузок по формуле (14) [4,с.83] Q max = Kmax ∙ Qср , (14) где Kmax – коэффициент максимума; Qср - средняя реактивная мощность всех электроприемников с переменным графиком нагрузок, квар. Q max = 1,1 ∙ 61,1 = 110,6 квар Определяем общую полную мощность электроприемников с переменным графиком нагрузок, Smax, кВ ∙ А, по формуле (15) [4, с.84] S max = √( Pmax ²) + (Q max ²), (15) где Pmax - максимальная активная мощность всех электроприемников, кВт; Qmax -максимальная реактивная мощность всех электроприемников, квар. Smax = √110,6² + 197² = 226 кВ ∙ А Определение нагрузок по электроприемникам с постоянным графиком нагрузок аналогично расчетам по потребителям с переменным графиком нагрузок, поэтому однотипные расчеты сводим в таблицу А1. Используя результаты таблицы А1 определяем итоговые данные по электроприемникам с постоянным графиком нагрузки. Общее количество всех электроприемников с постоянным графиком нагрузок n, штук, вычисляем по формуле (5) n = 4 + 2 + 1 + 1 = 8 штук Общую номинальную мощность электроприемников с постоянным графиком нагрузок Pн, кВт, вычисляем по формуле (6) Pн= 1280 + 10 + 22 + 22 = 1334 кВт Среднюю активную мощность электроприемников с постоянным графиком нагрузок Pср, кВт, вычисляем по формуле (7) Pср = Pmax = 1152 + 4 + 18 + 16,5 = 1190,5 кВт Среднюю реактивную мощность электроприемников с постоянным графиком нагрузок Qср , квар, вычисляем по формуле (8) Qср = Qmax = 714 + 1,68 + 7,4 + 7 = 730 квар Определим нагрузку осветительных приемников. Средняя мощность освещения Pср.о, кВт, вычисляем по формуле(15) [5, с.24] Pср о = Kc ∙Pн o (15) где Kc - коэффициент спроса; Pн o - номинальная мощность освещения, кВт. Pср о = 20 ∙ 0,6 = 12 кВт Определяем среднюю и максимальную нагрузку по всей подстанции. Средняя активная мощность по всей подстанции Pср п/ст, кВт, вычисляем по формуле (16) [5, с.48] Pср п/ст = Pср + Pср_ + Pср о (16) где Pср - средняя активная мощность электроприемников с переменным графиком нагрузок, кВт; Pср_ - средняя активная мощность электроприемников с постоянным графиком нагрузок, кВт; Pср о - средняя мощность освещения, кВт. Pср п/ст = 108,9 + 11905 + 12 = 1411,4 кВт Среднюю реактивную мощность по всей подстанции Qср п/ст, квар, вычисляем по формуле(17) [5, с.48] Qср п/ст = Qср +Qср_ (17) где Qср - средняя реактивная мощность электроприемников с переменным графиком нагрузок, квар; Qср_ - средняя реактивная мощность электроприемников с постоянным графиком нагрузок, квар. Qср п/ст = 69 + 730 = 799 квар Полная средняя мощность по всей подстанции Sср п/ст ,кВ ∙ А, вычисляется по формуле (18) [5, с.48] Sср п/ст = √ Pср п/ст² + Qср п/ст² (18) где Pср п/ст – средняя активная мощность по подстанции, кВт; Qср п/ст -средняя реактивная мощность по подстанции, квар. Sср п/ст = √1411,4² + 799² = 1535,3 кВ ∙ А Определяем максимальную нагрузку по всей подстанции. Максимальная активная мощность по всей подстанции Pmaxп/ст, кВт, вычисляется по формуле(19) [5, с.48] Pmax п/ст = Pmax+ Pmax_+ Pmax о (19) где Pmax – максимальная активная мощность по потребителям с переменным графиком нагрузки, кВт; Pmax_ - максимальная активная мощность по потребителям с постоянным графиком нагрузки, кВт; Pmax о- максимальная активная мощность освещения, кВт. Pmax п/ст = 197 + 1190,5 + 12 = 1400 кВт Максимальная реактивная мощность по всей подстанции Qmax п/ст, квар, вычисляется по формуле(20) [5, с.49] Qmax п/ст = Qmax + Qmax_ (20) где Qmax - максимальная реактивная мощность электроприемников с переменным графиком нагрузок, квар; Qmax_ - максимальная реактивная мощность электроприемников с постоянным графиком нагрузок, квар. Qmax п/ст = 110,6 + 730 = 841 квар Полная максимальная мощность по всей подстанции Smax п/ст, кВ ∙ А, вычисляется по формуле(21) [5, с.50] Smax п/ст =√( Pmax п/ст ² + Qmax п/ст ²) (21) где Pmax п/ст – максимальная активная мощность по подстанции, кВт; Qmax п/ст -максимальная реактивная мощность по подстанции, квар. Smax п/ст = √(1400² + 841²) = 1633 кВ ∙ А Определяем коэффициент мощности, сos φ, по формуле(22) [5, с.55] сos φ = Pср п/ст / Sср п/ст (22) где Pср п/ст – средняя активная мощность по подстанции, кВт; Sср п/ст - средняя мощность по всей подстанции ,кВ ∙ А. сos φ = 1411,4/1535,3 = 0,92 Коэффициент нагрузки, сos φ, соответствует нормативному, поэтому компенсация реактивной мощности не требуется. Составляем сводную ведомость по расчёту электрических нагрузок на подстанции – таблица А1. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||