кк. Насосные установки широко применяются на электромашиностроительных предприятиях для перекачивания жидких сред, а также технологической и охлаждающей воды
 Скачать 110.94 Kb.
|
 Введение Насосные установки широко применяются на электромашиностроительных предприятиях для перекачивания жидких сред, а также технологической и охлаждающей воды. Сюда относятся насосы для перекачки охлаждающей эмульсии в металлообработке, насосы в системе водоснабжения и канализации, специальные насосы для химических сред в гальванических цехах, насосы для пропиточных составов, лакокрасочных материалов и т.п. Наиболее широкое распространение получили установки с центробежными насосами. В спиральном корпусе насоса помещается рабочее колесо с лопатками. При вращении колеса двигателем жидкость, поступающая к центру колеса из заборного резервуара через всасывающий трубопровод и открытую задвижку, центробежной силой выбрасывается по лопаткам на периферию корпуса. В результате в центре рабочего колеса создается разряжение, жидкость засасывается в насос, снова выбрасывается и далее подается в напорный трубопровод. Таким образом, в системе при открытой задвижке создается непрерывное течение, и центробежный насос имеет равномерный ход. В настоящее время строительство крупных насосных станций как промышленного, так и сельскохозяйственного назначения приобретает особенно важное значение и благодаря открывшимся возможностям будет проходить ускоренными темпами. Народнохозяйственное значение этих сооружений настолько возросло, что нет области промышленности, транспорта, сельского хозяйства, где бы они не применялись. Жизнь современного большого города также невозможна без использования мощных насосных станций, обеспечивающих водоснабжение жилых и промышленных объектов, канализацию. Современная мощная насосная станция представляет собой сложное техническое сооружение. В качестве основных двигателей насосов используются электрические, мощность которых исчисляется в тысячах киловатт. В наши дни работают насосные станции с электродвигателями насосных агрегатов мощностью 10 000 кВт и выше. Для электроснабжения таких станций используются напряжения 6, 10, 35 кВ и более. Основными двигателями служат синхронный и асинхронные двигатели высокого напряжения. Для работы и пуска их применяется различное электротехническое оборудование: мощные высоковольтные выключатели, разъединители, реакторы, автотрансформаторы, средства релейной защиты и сигнализации, контрольно- измерительные приборы; широко внедряется автоматика. Для электроснабжения подобных станций часто строят линии электропередач, трансформаторные подстанции и т.д. 1. Теоретическая часть 1.1 Краткая характеристика насосной станции. Насосная станция использует электрическую энергию для питания приводов главных насосов и потребителей собственных нужд. К потребителям собственных нужд относятся двигателя грязевых, дренажных и пожарных насосов, маслонапорных установок, щитов затворов, устройств освещения станции и прилегающей территории, механические мастерские, потребители пристанционного посёлка и т.д. В зависимости от установленной мощности различают четыре вида насосных станций: малой мощности (до 200 кВт); средней мощности (201-1000 кВт); большой мощности (1001-10000 кВт); крупной мощности (более 10000 кВт). Как потребители электроэнергии в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» насосные станции по требовании к бесперебойности электроснабжения могут быть разделены на три категории. Сельскохозяйственные мелиоративные насосные станции могут быть отнесены к третьей категории. Только особые обстоятельства могут послужить причиной занесения их во вторую или первую категорию. Следует иметь ввиду, что недостаточно обоснованное занесение станции к первым двум категориям ведёт к значительном увеличению материальных затрат на сооружение системы их электроснабжения. 1.2 Правила по технической эксплуатации электрооборудования насосной станции. Правила технической эксплуатации насосных станций определяются ведомственными правилами, заводскими указаниями по эксплуатации входящего в состав оборудования, другой нормативно-технической документацией. Эксплуатация насосных станций, системы водоснабжения и канализации коммунального хозяйства регламентирована «Правилами технической эксплуатации систем и сооружений коммунального водоснабжения и канализации», утверждение приказом № 168 Госстроя РФ от 30.12.1999г. Техническая эксплуатация насосных установок другого назначения, осуществляется согласно ведомственным правилам и нормам. Чтобы обеспечить надежную работу гидроагрегатов и другого оборудования насосной станции требуется: высококвалифицированный персонал; постоянный контроль режимов работы оборудования, анализ возникающих отклонений от нормальных режимов, выяснение причины неисправностей; регулярный осмотр оборудования, своевременное его техническое обслуживание и ремонт, соблюдение плана ППР; полная автоматизация работы; исключение работы гидроагрегатов в ненормальных режимах. 1.3 Конструктивное размещение электрооборудования на насосной. Насосные станции По своему назначению и расположению в общей схеме водоснабжения водопроводные насосные станции подразделяются на станции I подъема, II и последующих подъемов, повысительные и циркуляционные Насосные станции I подъема забирают воду из источника и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется очистка воды, в аккумулирующие емкости (резервуары чистой воды, водонапорные башни, гидропневматинеские баки), а в некоторых случаях непосредственно в распределительную сеть. Характерной особенностью насосных станций I подъема является более или менее равномерная подача в течение суток. Насосные станции II подъема подают воду потребителям из резервуаров чистой воды, которые позволяют регулировать подачу. Подача насосных станций II подъема в течение суток неравномерна. Ее по возможности приближают к графику водопотребления. Повысительные насосные станции (станции подкачки) предназначены для повышения напора на участке сети или в водоводе. Они забирают воду не из резервуара, а из трубопроводов и поэтому не могут самостоятельно регулировать подачу. Циркуляционные насосные станции входят в замкнутые системы технического водоснабжения промышленных предприятий и тепловых электростанций. На этих станциях может устанавливаться несколько групп насосов: одна - для подачи отработанной воды на охлаждающие, другая - на очистные устройства, третья-для возврата подготовленной воды к производственным установкам. Насосные станции систем водоотведеная, предназначены для подачи сточных вод на очистные сооружения. Районные насосные станции водоотведения часто перекачивают стоки не непосредственно на очистные сооружения, а из одного бассейна канализования в другой, когда соединение бассейнов самотечными коллекторами нецелесообразно. Особый вид насосных станций представляют станции для перекачивания атмосферных вод (на сети ливневой канализации), осадков и ила (на канализационных и водопроводных очистных сооружениях), агрессивных промышленных сточных вод. 1.4 Принципиальная электрическая схема электроснабжения и распределение сетей. Принципиальные схемы электроснабжения В особенности она необходима для подключения к локальной сети дома с АВР: Фото — дом с авр Чтобы бесплатно разработать однолинейную схему электроснабжения детского учреждения, частных построек гаражей, домов, квартир, киосков , многоэтажного жилого здания, завода СНТ , вахтовых вагонов, Вам понадобится ЕСКД. Порядок получения технических условий на подключение к электрическим сетям регламентирован рядом документов. При самостоятельном выполнении данной задачи необходимо помнить, что чертеж должен четко репрезентировать основные параметры электросети.  2.Расчетная часть по выбору электрооборудования и коммутационных аппаратов Расчет защитной аппаратуры электрооборудования насосной станции. Аппаратура зашиты выбирается исходя из устойчивой работы в нормальном и аварийном режимах системы. Аппаратура защиты и управления выбирается для ответвлений на основании номинальных участков сетей - исходя из расчетных нагрузок на защищаемый участок цепи. Исполнение аппарата выбирается с учетом условий размещения аппаратов на объекте, также должна быть обеспечена селективность работы зашиты, то есть соблюдение условий, при которых в первую очередь срабатывает аппарат, ближайший со стороны питания к участку цепи с нарушенным токовым режимом. Для зашиты сетей используется предохранители, а также автоматические выключатели. В курсовом проекте выбираем силовые сборки с автоматическим выключателем. насосный трансформатор ток замыкание Определяем номинальный ток Iн электроприемника, А  , где Pн - мощность электроприемника, кВт; Uн - напряжение, кВ; сosц - коэффициент мощности; з - коэффициент полезного действия Для вентилятора  Аналогично номинальный ток выбирается для других электроприемников. Обязательно рассчитываются автоматы для линий Т1- ШНН, ШНН-РП. Находим номинальный ток расцепителя Iн.расц, А , где 1,25 - постоянное значение К установке принимаем автоматический выключатель типа ВА 51Г-31, IН.А=100А, IН.расц.=31,5А 2.1 Определение и выбор силового электрооборудования Выбор рода тока и величины напряжения электродвигателей насосной станции Для силовых электрических сетей промышленных предприятий в основном применяется трёхфазный переменный ток. Постоянный ток рекомендуется использовать в тех случаях, когда он необходим по условиям технологического процесса (зарядка аккумуляторных батарей, питание гальванических ванн и магнитных столов), а также для плавного регулирования частоты вращения электродвигателей. Если необходимость применения постоянного тока не вызвана технико–экономическими расчётами, то для питания силового оборудования используется трёхфазный переменный ток. При выборе напряжения следует учитывать мощность, количество и расположение электроприёмников, возможность их совместного питания, а также технологические особенности производства. При выборе напряжения для питания непосредственно электроприёмников необходимо обратить внимание на следующие положения [9]: Номинальными напряжениями, применяемыми на промышленных предприятиях для распределения электроэнергии являются, 10 – 6 кВт; 660, 380, 220 В. Применять на низшей ступени распределения электроэнергии напряжение выше одного киловольта рекомендуется только в случае, если установлено специальное электрооборудование, работающее при напряжении выше одного киловольта. Если двигатели необходимой мощности изготавливаются на несколько напряжений, то вопрос выбора напряжения должен быть решён путём технико-экономического сравнения вариантов. В случае, если применение напряжения выше одного киловольта не вызвано технической необходимостью, следует рассмотреть варианты использования напряжения триста восемьдесят и шестьсот шестьдесят вольт. Применение более низких напряжений для питания силовых потребителей экономически не оправдано. При выборе одного из рекомендуемых напряжений необходимо исходить из условия возможности совместного питания силовых и осветительных электроприёмников от общих трансформаторов. С применением напряжения шестьсот шестьдесят вольт снижаются потери электроэнергии и расход цветных металлов, увеличивается радиус действия цеховых подстанций, повышается единичная мощность применяемых трансформаторов и в результате сокращается количество подстанций, упрощается схема электроснабжения на высшей ступени распределения энергии. Недостатками напряжения шестьсот шестьдесят вольт являются невозможность совместного питания сети освещения силовых электроприёмников от общих трансформаторов, а также отсутствие электродвигателей небольшой мощности на это напряжение, так как в настоящее время такие электродвигатели нашей промышленностью не выпускаются. На предприятиях с преобладанием электроприёмников малой мощности более выгодно использовать напряжение триста восемьдесят или двести двадцать вольт (если не доказана целесообразность применения иного напряжения). Напряжение сетей постоянного тока определяется напряжением питаемых электроприёмников, мощностью преобразовательных установок, удалённостью их от центра электрических нагрузок, а также условиями окружающей среды. Следует выбрать напряжение в 380 вольт для электродвигателей насосной станции. Схема управления насосной станции Схемой предусмотрены два режима управления двигателем: 1) дистанционное – с диспетчерского пункта (кнопками управления SB3 SB4); 2) местное – с помощью кнопок управления, расположенных непосредственно у насосного агрегата (SB1, SB2). Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1 (SB3), при этом насос должен быть залит водой (контакт реле контроля заливки SL будет замкнут). При нажатии кнопки SB1 (SB3) получают питание катушка промежуточного реле KL1 и катушка магнитного пускателя КМЗ. Один из контактов KL1 шунтирует кнопку SB1 (SB3), а другим подает питание на катушку промежуточного реле KL4. Контактом КМЗ подается сигнал на электромагнит включения YAC1 масляного выключателя Q1. При включении выключателя Q1 статор двигателя через реактор LR подключается к сети. При его подключении к сети в начальный момент пуска (асинхронный пуск) в цепи статора проходит ток, в несколько раз превышающий номинальный в результате чего сработает токовое реле КА, присоединенное к трансформатору тока, включенному в статор двигателя М. Контакт этого реле включает реле времени КТ2. В цепи катушки промежуточного реле KL5 размыкается контакт КТ2 и подготавливает цепь включения контактора КМ2 и магнитного пускателя КМ4, включаемых через контакты KL5 промежуточного реле. По мере разгона двигателя ток в статоре его спадает и при подсинхронной скорости (0,95 – 0,98 синхронной) значительно уменьшается, реле КА при этом разомкнет свой замыкающий контакт в цепи КТ2. С выдержкой времени (около 0,9 с) замкнется контакт реле КТ2 в цепи катушки KL5. Контактор КМ2 включается и подключает к обмотке возбуждения М постоянный ток и одновременно с этим через замыкающий контакт КМ4 (пускатель КМ4 включается одновременно с контактором КМ2) получает питание электромагнит включения YAC2 масляного выключателя Q2. Выключателем Q2 шунтируется реактор LR и к статору двигателя прикладывается полное напряжение сети, двигатель входит в синхронизм. При включении КМ2 размыкается цепь разрядного резистора Rp. С целью облегчения вхождения М в синхронизм, если напряжение питающей сети понижено, в схеме управления предусмотрен узел форсирования возбуждения. Форсировка может выполняться двумя способами: при помощи реле напряжения KV3, присоединяемого к вторичной обмотке трансформатора напряжения, используемого в схеме управления данного двигателя (индивидуальная форсировка); при помощи реле напряжения KV4, подключаемого к шинам групповой форсировки на распределительном устройстве (групповая форсировка). При индивидуальной форсировке реле KV3 размыкающим контактом (если напряжение сети снижено) включает контактор КМ1, шунтирующий своим контактом резистор регулятора возбуждения Rb, чем и обеспечивается форсированное возбуждение синхронного двигателя М. Недостатком индивидуальной форсировки является возможность ложной форсировки в случае отключения автоматом цепей, отходящих от трансформатора напряжения, подключенного к распределительному устройству. Более надежной является так называемая групповая форсировка, при которой контактор КМ1 включается замыкающим контактом реле KV4. Оно в свою очередь включается при подаче питания на шины групповой форсировки, когда напряжение высоковольтной сети снижается на 1520%. В этом случае благодаря непосредственному подключению реле на выводы вторичной обмотки трансформатора напряжения исключается возможность ложной форсировки. Способ форсировки выбирается с помощью контактных накладок ХВ1 и ХВ2. Отключение синхронного двигателя осуществляется: нажатием на кнопку SB2 (SB4); срабатыванием релейной защиты; если после пуска насос не развивает необходимое давление (контакт SP в цепи отключения выключателя); при срабатывании реле контроля заливки насоса. 2.2 Выбор коммутационных аппаратов. Выбор аппаратов защиты. В данном подразделе рассчитаем и выберем автоматические выключатели, тепловые реле и реле контроля фаз. Автоматические выключатели служат для нечастых коммутаций (несколько раз в смену) и защиты электрических цепей от токов анормальных режимов. Они являются более совершенными аппаратами по сравнению с предохранителями, так как отключают одновременно три фазы защищаемой цепи, что особенно важно для электродвигателей, готовы к быстрому восстановлению электроснабжения после аварийных отключений, имеют более точные защитные характеристики и т.д. Наиболее часто применяются автоматические выключатели с тепловыми, электромагнитными и комбинированными расцепителями. Тепловые расцепители защищают от перегрузок, а электромагнитные -- от токов КЗ. Комбинированный расцепитель представляет собой сочетание теплового и электромагнитного расцепителя. Расцепители характеризуются номинальным током, который они выдерживают длительное время. Наименьший ток, вызывающий автоматическое отключение выключателя, называется током трогания или током срабатывания расцепителя. Под уставкой расцепителя понимается настройка его на необходимое значение тока трогания. Уставка тока электромагнитного расцепителя на мгновенное срабатывание называется отсечкой. Автоматические выключатели могут быть нерегулируемые и регулируемые. У нерегулируемых выключателей уставки расцепителеи определены заводом-изготовителем и не подлежат коррекции в процессе эксплуатации. Регулируемые автоматические выключатели имеют специальные приспособления, позволяющие изменять ток уставки. 2.3 Выбор осветительных установок распределительный сетей и силовых кабелей. Для пуска, регулирования и остановки приводных электродвигателей насосов, а также для управления электрифицированными вспомогательными механизмами насосные станции имеют электрическое хозяйство, основными элементами которого являются силовые трансформаторы, масляные выключатели, разъединители, изоляторы, токоведущие части, силовые кабели, измерительные трансформаторы и предохранители. Силовые трансформаторы. Трансформатор представляет собой электромагнитный аппарат, в котором переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. Трансформаторы, питающие энергией электродвигатели силовых установок, называются силовыми в отличие от трансформаторов тока и напряжения, применяемых для снижения измеряемых электрических величин до пределов измерения приборов и питания вспомогательных цепей пониженного напряжения. Конструктивной и механической основой силового трансформатора является его магнитная система, называемая сердечником. Магнитная система вместе со всеми конструкциями и деталями, скрепляющими ее отдельные части, представляет собой остов трансформатора. На остове устанавливают обмотки и крепят проводники (отводы), соединяющие обмотки с вводами -- проходными фарфоровыми изоляторами или другими устройствами для присоединения внешней сети к обмоткам. С целью повышения уровня изоляции и улучшения охлаждения силовых трансформаторов сердечники помещают в бак с трансформаторным маслом. Для заполнения бака маслом до самой крышки при всех возможных в процессе эксплуатации колебаниях температуры и объема масла над крышкой устанавливают расширитель -- стальной бачок, сообщающийся с основным баком трубопроводом. Объем расширителя обычно составляет 8--10% объема масла, находящегося в баке. На крышке бака устанавливают вводы и выводы для присоединения обмоток трансформатора к внешней сети, а также различные устройства для контроля за состоянием масла и для защиты трансформатора от аварийных и атмосферных электрических разрядов Во время работы трансформатора в его сердечнике наблюдаются электрические и магнитные потери энергии, выделяющиеся в виде тепла. При длительной нагрузке все выделяющееся тепло должно полностью отводиться в окружающую среду. Гладкие стенки масляного бака имеют относительно малую площадь обдуваемой воздухом поверхности, достаточную для отвода тепла от трансформаторов мощностью лишь до 25--40 кВ>А. Ребра, трубы, навесные охладители, значительно увеличивающие площадь обдуваемой поверхности, обеспечивают отвод тепла от трансформаторов мощностью до 10--16 тыс.кВ-А. При еще большей мощности трансформаторов для отвода выделяющегося тепла обычно усиливают охлаждение, применяя искусственное форсирование движения воздуха у внешних поверхностей охладителей с помощью вентиляторов или движения масла у внутренних поверхностей с помощью специальных насосов. Для перемещения трансформаторов при периодическом осмотре и ремонте на монтажную площадку здания насосной станции или в специально оборудованное помещение крупные силовые трансформаторы имеют колесные каретки и устанавливаются на рельсы. Рельсовые пути укладывают как в продольном, так и в поперечном направлении, а колесные каретки выполняют поворотными. Для ревизии обмоток остов трансформатора с обмотками, отводами и Всеми конструктивными элементами вынимают из бака; поэтому остов получил название выемной части. Вынимается эта часть трансформаторов мощностью до 10 тыс.кВ-А через верх бака, что должно быть учтено при определении высоты верхнего строения здания станции. Баки трансформаторов большей мощности выполняются заводами с разъемом по высоте, что позволяет производить ревизию без подъема выемной части. В зависимости от типа трансформатора, числа фаз и способа охлаждения силовые трансформаторы имеют различную маркировку: ТМ, ТД, ТДЦ и др. Первая буква обозначения указывает число фаз трансформатора (Т -- трехфазный), вторая -- способ охлаждения (М -- естественное масляное; Д -- масляное с дутьем -- обдув охладителей вентиляторами; ДЦ -- принудительная циркуляция масла через охладитель с обдувкой охладителей вентиляторами). Все трансформаторы выполняются грозоупорными. 3.Технологическая часть 3.1 Организация технической эксплуатации электрооборудования. Техническая эксплуатация электрооборудования и сетей 2.1 Виды техобслуживания и ремонта электрооборудования Таблица 1- Объём и виды работ при текущем и капитальном ремонтах электрооборудования Объём работы Ремонтные нормативы Текущий Выполнение всех операций технического обслуживания. Очистка машины от грязи и масла. Оценка состояния и промывка. Замена подшипников качения, если радиальный зазор превышает предельно допустимый. Проверка работы смазочных колец подшипников скольжения. Осмотр и очистка вентиляционных устройств, проверка состояния и при необходимости ремонт крепления вентилятора. Проверка надежности крепления лобовых частей обмоток и устранение дефектных мест на изоляции. Подтяжка всех крепёжных соединений. Зачистка и шлифовка коллектора или контактных колец. Продороживание коллектора (при необходимости) Проверка маркировки выводов обмоток, выполнение необходимого ремонта. Сборка машины, проверка защитного заземления, обкатка на холостом ходу. Допустимые радиальные зазоры в подшипниках качения см. справочник Начало выводов трехфазных асинхронных двигателей С1-С6 Капитальный Выполнение операций текущего ремонта. Внешний осмотр машин. Оценка состояния целостности обмоток. Измерение осевого разбега ротора (якоря) машин с подшипниками скольжения. Измерение зазора между шейкой вала и вкладышами подшипника, перезаливка вкладышей (при увеличении радиального зазора). Замена подшипников качения не зависимо от их состояния. Полная разборка машины, промывка всех механических деталей, продувка и очистка сохраняемых обмоток, дефектация деталей. Заварка трещин, приварка лап, зачистка заточек корпуса под подшипниковые шиты. Ремонт активной стали статора и ротора, удаление замыканий между листами. Ремонт посадочных мест, вала, вентилятора, коллектора, при необходимости заливка стержней ротора, замыкающих колец. Ремонт обмоток, пропитка их лаком, сушка, испытание, сборка машин и их окраска. Проведение приёмодостаочных испытаний машин и сдача их в работу. Измерение зазора между сталью ротора и статора (если позволяет конструкция) Допустимые радиальные зазоры в подшипниках скольжения см. справочник При диаметре коллектора и контактных колец до 100 мм допустимый износ для коллектора 2.5 мм, для колец 3 мм, а при диаметре до 150 мм соответственно 3 и 4 мм Воздушный зазор в диаметрально противоположных точках не должен отличаться более чем на ± 10% от среднего размера для двигателей до 100 кВт Текущий и капитальный Измерение сопротивления изоляции обмотки статора Измерение общего сопротивления постоянному току реостатов и пускорегулирующих сопротивлений, проверка целостности отпаек Производится у двигателей напряжением до 660 В мегомметром Сопротивление не должно отличаться от паспортных данных более чем на ± 10% 3.2 Реконструкция установок освещения насосной станции. Для основного помещения - насосного цеха - устанавливаются не высокие требования к освещенности и цветопередаче, поскольку работа в нем связана с осмотром насосов и приборов, так же там нет постоянного персонала. Также необходимо учесть, что выбранные источники света должны быть максимально экономичными, но при этом должны соответствовать нормам освещенности, предъявляемым к данным помещениям. На основании этих данных, в качестве источников света для насосного цеха были выбраны дуговые ртутные металлогалогенные лампы типа ДРИ, которые удовлетворяют всем требованиям. Для помещений мастерской, комнаты дежурного и комнаты мастера - в качестве источников света были выбраны люминесцентные лампы типа ЛБЦТ, поскольку помещения относятся к помещениям с постоянно присутствующим персоналом. Для помещений электрощитовой и КТП - в качестве источников света были выбраны люминесцентные лампы типа ЛБ, поскольку в этих помещениях отсутствуют жесткие требования к цветопередаче, помещения относятся к помещениям с непостоянно присутствующим персоналом, а также с учетом архитектурно-художественных соображений. . Выбор нормируемой освещенности помещений и коэффициентов запаса Выбор нормируемой освещенности является одним из важнейших этапов проектирования осветительных установок. При завышенных значениях освещенности возрастают приведенные затраты на осветительную установку, увеличивается расход электроэнергии на освещение. Заниженные значения освещенности могут являться причиной утомляемости и появления брака в работе, снижения производительности труда. Поэтому правильное определение нормируемой освещенности в значительной степени обуславливает эффективность осветительной установки. Поскольку категория работ, выполняемых в основном помещении насосной станции, относится к работам средней точности с присвоением IV разряда зрительной работы, с подразрядом «г», то для системы общего освещения этих помещений, в соответствии с [2, табл.1], принимаем освещенность Е=200 Лк. Для помещения электрощитовой принимаем освещенность Е=150 Лк, на основании: категория выполняемых работ - малой точности, разряд зрительной работы IV, подразряд «г». Для помещений мастерской, комнаты дежурного и комнаты мастера принимаем освещенность Е=300 Лк на основании: категория выполняемых работ - средней точности, разряд зрительной работы IV, подразряд «а». Для помещения КТП принимаем освещенность Е=75 Лк на основании: категория выполняемых работ - с периодическим пребыванием персонала, разряд зрительной работы VIII, подразряд «б». Нормированные значения освещенности должны быть обеспечены в течение всего времени эксплуатации осветительной установки. Однако, в связи с тем, что в период эксплуатации имеет место постоянное уменьшение освещенности, начальная освещенность должна быть принята больше нормированной на коэффициент запаса Кз. Поскольку при проектировании освещения нашего цеха мы будем использовать светильники с люминесцентными лампами, то в соответствии с [2, прил. Д] они будут иметь 6-ую эксплуатационную группу. На основании этого и с учетом того, что помещения нашего цеха относятся к производственным помещениям с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне менее 1 мг/м3 пыли, принимаем по [2, табл. 3] коэффициент запаса равный Кз=1,4. Выбранные освещенности и коэффициенты запаса для помещений проектируемого цеха сводим в таблицу 2.1. Таблица 2.1 - Выбор минимальных уровней освещённости помещений и коэффициентов запаса № на плане Наименование помещения Нормируемые значения Освещенность, Лк Коэффициент запаса, Кз 1 Насосная станция 200 1,4 2 Мастерская 300 1,4 3 Комната дежурного 300 1,4 4 Электрощитовая 150 1,4 5 КТП 75 1,4 6 Комната мастера 300 1,4 . Выбор типа светильников, высоты их подвеса и размещения Светильники являются осветительными приборами ближнего действия и предназначены они для рационального перераспределения светового потока ламп, а также защиты глаз от чрезмерной яркости, предохраняют источники света от загрязнения и механических повреждений. Конструктивно они состоят из корпуса-отражателя и (или) рассеивателя, патрона и крепящего устройства. Выбор конкретного типа светильника осуществляется по конструктивному исполнению, светораспределению и ограничению слепящего действия, а также по экономическим соображениям. От конструктивного исполнения светильников зависит их надежность и долговечность, безопасность в отношении пожара и поражения электрическим током, а также удобство обслуживания. Поскольку помещения насосной станции относятся к пожароопасным помещениям класса П-IIа, то конструктивное исполнения светильников должно обеспечивать минимальную степень защиты IP23 [4, табл. 2.2]. Так как высота основного помещения насосной станции превышает 5 метров, коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности составляют 50%, 30% и 10% соответственно, то для освещения данного помещения будем использовать светильники ГСП17, с кривой светораспределения типа Г. Для вспомогательных помещений с такими же коэффициентами отражения и высотой помещения не превышающей 3 м, используем светильники с люминесцентными лампами типа ЛСП, с кривой светораспределения типа Д (косинусная кривая). Высота подвеса светильников над освещаемой поверхностью (Нр) - расчетная высота подвеса светильников, в значительной степени определяет характеристику и технико-экономические показатели проектируемой осветительной установки. От ее величины зависит установленная мощность источников света, размещение светильников на плане, а также высота подвеса определяет качественные показатели освещения, выбор светильников по светораспределению и экономическим соображениям. В общем случае расчетная высота подвеса светильников определяется по выражению: Нр = Н - (hc + hр) (3.1) где Н - высота помещения, м; hс - высота свеса светильников, м; hр - высота рабочей поверхности, при отсутствии конкретной величины принимается равной 0,8 м. По условию доступности обслуживания, высота подвеса светильников не должна превышать 5 метров. Поскольку в помещениях проектируемого цеха мы предусматриваем обслуживание светильников с помощью переносных приспособлений, таких как табуреты, лестницы и стремянки, то принимаем высоту свеса светильников равную hc = 2,2 м. Задавшись высотой рабочей поверхности hр = 0,8 м - определяем расчетную высоту подвеса светильников для помещений основного цеха и склада продукции: Нр = 8 - (2,2 + 0,8 ) = 5,0 м Для остальных помещений цеха, высота которых составляет Н = 3 м, принимаем высоту свеса светильников hс = 0, поскольку для этих помещений предусматриваем установку светильников на потолок помещения и hр = 0,8 м, таким образом Нр = 2,2 м. Выбор схемы размещения осуществляем в два этапа. Вначале определяем расстояние между соседними светильниками (L) или их рядами, которое зависит от расчетной высоты подвеса светильников (Нр) и светораспределения (типа светильников). Наивыгоднейшее расстояние - относительное расстояние между светильниками или рядами светильников определяем по [4, табл. П8 и П9], оно составит для светильников ГСП17 с кривыми силы света Г: Расчетное расстояние между соседними светильниками определяем по выражению: (3.2) Расстояние между соседними светильниками для основного помещения насосной составит: м Определяем число рядов светильников по формуле: (3.3) где l - расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены, м. Принимаем, что в основном помещении насосного цеха оборудование возле стен отсутствуют, исходя из чего, определяем l: м (3.4) Зная величину l, по формуле (3.3) определяем количество рядов светильников: После чего определим реальные расстояния между рядами светильников: (3.5) В проектной практике выбор типа светильников и их размещение осуществляется одновременно, контролируя соблюдение соотношения . Однако, для вспомогательных помещений допускается за критерий выбора количества светильников и их размещения взять метод удельной мощности. Для вспомогательных помещений расположение светильников будет выбрано по ходу светотехнического расчета. 4. Светотехнический расчет системы общего равномерного освещения и определение единичной установленной мощности источников света в помещениях Светотехнические расчеты позволяют выполнить следующее: а) определить количество единичной мощности источников света осветительной установки, обеспечивающей требуемую освещенность в помещении (на рабочей поверхности); б) для существующей осветительной установки рассчитать освещенность любой точке поверхности освещаемого помещения; Существуют два метода расчета электрического освещения: метод коэффициента использования светового потока и точечный метод. Также существует упрощенная форма метода коэффициента использования светового потока - метод удельной мощности. Расчет освещения в основном помещении насосной станции произведем по методу коэффициента использования светового потока, для остальных, вспомогательных, помещений, воспользуемся методом удельной мощности. Методом коэффициента использования светового потока рассчитывают общее равномерное освещение горизонтальных поверхностей. При расчете по этому методу световой поток светильника, лампы, или ряда светильников необходимый для создания заданной минимальной освещенности определяется по формуле: (4.1) где - заданная минимальная (нормируемая) освещенность, Лк; - коэффициент запаса; - площадь помещения, м2; - коэффициент неравномерности (для ЛЛ принимается 1,1, для ламп ДРИ - 1,15); - количество светильников, ламп или рядов светильников; - коэффициент использования светового потока, о.е. В практике светотехнических расчетов значение определяется из справочников, связывающих геометрические параметры помещений (индекс помещения) с их оптическими характеристиками - коэффициентами отражения (rп - потолка, rс - стен, rр - рабочей поверхности или пола) и КСС конкретных типов светильников. 3.3 Практические предложения о снижении электропотребления при эксплуатации. Как известно, насосные агрегаты потребляют до 20% всей вырабатываемой электроэнергии. В ЖКХ этот процент еще выше. Вместе с тем, значительная часть этой энергии бесполезно теряется в насосных системах, что является большим резервом энергосбережения. При правильной настройке и эксплуатации насосных систем эти потери можно существенно снизить. Однако эксплуатационники это редко выполняют вследствие низкой квалификации и малой материальной заинтересованности. Основными причинами неэффективной эксплуатации насосных систем являются: работа насосов не в оптимальной точке и потери на дросселирование в трубопроводах и арматуре. Известно, что наименьшие потери в наиболее распространенных насосах достигаются при постоянной частоте вращения и оптимальном расходе, определенным для этих насосных агрегатов. Однако в большинстве систем насосы работают достаточно далеко от оптимального режима. Основными причинами этого являются: ■ избыточный напор (запас), заложенный проектировщиками систем для компенсации возможных ошибок, неквалифицированный подбор оборудования и незнание точных условий режимов эксплуатации систем; ■ известные только приближенно потребляемые объемы жидкости (суточные, сезонные), изменяющиеся в значительном диапазоне; ■ неконтролируемые изменения элементов системы в течение эксплуатации, на которые эксплуатационники не обращают внимания (в частности, несвоевременный неквалифицированный подбор и замена износившихся узлов); ■ неквалифицированная эксплуатация и регулирование систем. Следствием этого является работа насосов не в оптимальном режиме с КПД выше 70%, а на режимах с КПД 30-50% с соответствующими энергетическими потерями. Кроме того, работа на таких режимах приводит к преждевременному износу насосов и регулирующих органов, что также не учитывается эксплуатационниками (в большинстве случаев обладающих весьма незначительными знаниями в области гидравлики). Каким же образом можно значительно снизить энергопотребление в эксплуатирующихся насосных системах при сохранении их функций? Прежде всего, необходимо выполнить хотя бы элементарные замеры режима (диапазонов) работы систем и анализ действительных требований потребителей по напору и расходу потребляемой жидкости. Современное приборное оборудование, в частности, накладные ультразвуковые расходомеры с самописцами, позволяют выполнить непрерывное измерение расхода насосов без врезки в трубопроводы. Такие приборы могут быть взяты напрокат или закуплены для коллективного пользования несколькими организациями. Также целесообразно использовать имеющиеся в большинстве систем показания приборов, замеряющих давление. После анализа измеренного действительного графика потребления жидкости можно определить необходимые параметры насосов. Подобные измерения необходимо делать при открытии регулирующих органов, близким к максимальным (для уменьшения потерь на дросселирование), и для редко встречающегося пикового расхода. В случае обязательности обеспечения последнего целесообразно установить специальный пиковый насос или использовать при пиковых нагрузках часто устанавливаемые вместе с системами водоснабжения и почти не используемые пожарные насосы. Последнее позволяет повысить надежность и пожарных систем, т.к. обеспечивает более частую проверку функционирования пожарных насосов. Для обеспечения необходимых параметров подбирается насос, у которого эти параметры близки к оптимальным. Если его присоединительные размеры отличаются от заменяемого насоса, вводятся дополнительные переходники к всасывающему и напорному патрубкам, а также некоторые изменения в креплении насоса к фундаменту. Следует учесть, что стоимость нового насоса и дополнительных мероприятий в большинстве случаев во много раз меньше сэкономленных средств на оплату электроэнергии за год. При широком диапазоне изменения расхода в системе наиболее целесообразно использовать насосы с преобразователями частоты, обеспечивающими регулирование частоты вращения ротора электродвигателя. Однако при этом стоимость насосного агрегата, по крайней мере, удваивается. В большинстве случаев с некоторыми потерями в экономичности выбирается ближайший по параметрам насос и выполняется подрезка рабочего колеса. В литературе [1] подрезка рабочего колеса определяется из условия сохранения геометрического подобия, т.е. напор изменяется пропорционально квадрату диаметра колеса, а расход - пропорционально диаметру колеса. К сожалению, при подрезке подобие не сохраняется вследствие изменения угла выхода лопаток, радиального зазора между колесом и отводом и т.п. Поэтому эти зависимости очень неточны. Известно [2], что многие гидродинамические процессы при неполном подобии описываются зависимостями с дробными показателями. Исходя из этого, можно использовать более точную методику определения степени зависимости напора от диаметра колеса при подрезке. Как правило, производители насосов дают информацию о напорах насосов при двух-трех диаметрах подрезанных рабочих колес в одном корпусе при номинальном расходе. Поэтому эта дробная степень определяется следующей зависимостью: n=lg(H1/H2)/lg(D1/D2), где D1, H1 и D2, H2 - диаметры колес и соответствующие напоры различных вариантов насосов при одном и том же расходе. Например, для насоса КМ50-32-125 (ООО «Курс», г. Долгопрудный) n=2,33. Исходя из полученного показателя степени, диаметр подрезанного рабочего колеса при заданном напоре Н определяется по формуле: D=D1(H/H1)1/n. Используя эту формулу, можно также построить приближенную напорную характеристику насоса при подрезанном колесе, например, промежуточную между приведенными в заводских каталогах. 4.Охрана труда при технической эксплуатации электрооборудования 1.1.Настоящая Инструкция предусматривает основные требования по охране труда для работников, занятых проведением работ на насосных станциях организаций. 1.2.К обслуживанию насосного агрегата допускаются работники, прошедшие медицинский осмотр, обучение, инструктаж и проверку знаний по охране труда. 1.3.Работников насосных станций необходимо обеспечить согласно установленным нормам средствами индивидуальной защиты, спецодеждой, спецобувью, мылом и другими средствами. 1.4.Работники насосных могут быть подвержены воздействию токсичных веществ, повышенной температуры, вибрации, электрического тока и т.д. 1.5.Руководитель организации возлагает технический надзор за эксплуатацией насосных станций, а также ведение журнала эксплуатации насосных агрегатов и оборудования насосных станций и принятие мер по устранению обнаруженных неисправностей на квалифицированного специалиста, являющегося ответственным за их техническое обслуживание. 1.6.Насосную станцию необходимо оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией, системой аварийной вентиляции, сблокированной с автоматическим газоанализатором, системой автоматического пожаротушения в соответствии с требованиями действующих нормативных правовых документов. 1.7.В помещении насосной станции следует вывесить в рамках под стеклом инструкции по охране труда и пожарной безопасности, по эксплуатации насосных агрегатов, график планово-предупредительного ремонта агрегатов, схему обвязки насосов и соединений с трубопроводами и резервуарами, схему электрической части насосов. 1.8.Полы помещений насосных станций необходимо выполнять из огнестойких материалов, не пропускающих и не впитывающих нефтепродукты. Насосные станции необходимо содержать в чистоте и порядке. Лотки и полы насосной станции следует регулярно промывать водой, скопления нефтепродуктов на полах устранять. Недопустимо применение для мытья полов легковоспламеняющихся нефтепродуктов. 1.9.Не допускается загромождать проходы между насосами материалами, оборудованием или посторонними предметами. 1.10.Хранение смазочных материалов на насосной станции допускается в количестве не более суточной потребности. Смазочный материал следует хранить в специальной металлической или полиэтиленовой таре с плотно закрытыми крышками. Хранение легковоспламеняющихся жидкостей на насосных станциях не допускается. 1.11.Движущиеся части насосного оборудования необходимо снабжать металлическими защитными ограждениями в соответствии с действующими государственными стандартами. 1.12.В темное время суток помещение насосной станции должно иметь освещение не менее 150 лк. 1.13.Для местного освещения в темное время суток следует применять переносные аккумуляторные светильники во взрывозащищенном исполнении напряжением не выше 12 В. Светильники включают и выключают вне помещения насосной станции, на расстоянии не менее 20 м. 1.14.В помещении насосной станции не допускается пользование открытым огнем и курение. Для курения следует отвести специально оборудованные места. 1.15.В помещении насосной станции для перекачки этилированного бензина следует хранить запас чистого песка или опилок, обтирочных материалов, хлорной извести, а также бачок с керосином для мытья рук и деталей. 1.16.На насосной станции необходимо иметь комплект аварийного инструмента, запас аккумуляторных фонарей, которые должны храниться в специальных шкафах в операторной. 1.17.Не допускается пользование неисправным инструментом, приспособлениями, механизмами, средствами индивидуальной защиты. 1.18.Вход в помещение насосной посторонним лицам (не обслуживающим установку) запрещен. 1.19.Трубопроводы и защитные ограждения следует окрашивать в соответствии с действующими государственными стандартами. Заключение. При выполнении дипломного проекта «Электроснабжение и электропривод насосной станции» были произведены все необходимые расчёты для определения всей нагрузки насосной станции. Согласно заданию была скомплектована насосная станция, которая состоит из машинного зала и мастерской. После проведения расчёта по выбору мощности, типа и количества насосов принято решение установить восемь насосов типа 800В -2,5/63 единичной производительностью 2,5 м3/с. По ходу расчётов определено, что насосная станция будет получать питание от энергосистемы по схеме УВН с выключателем на стороне высшего напряжения ПГВ на напряжение 35 кВ. Выбор производился согласно технико-экономическому расчёту. Электроснабжение насосной станции осуществляется по двум воздушным ЛЭП - 35 кВ, выполненных проводом АС-70 на железобетонных опорах. Подстанция глубокого ввода расположена справа от главных ворот машинного зала. На ПГВ установлены два двухобмоточных трансформатора типа ТДН - 16000/35. На стороне 10 кВ одинарная система шин, секционированная маслянным выключателем РУ - 10кВ. Распределительное устройство низкого напряжения выполнено ячейками КМ - 1 с выкатными тележками. КТП расположена внутри машинного зала напротив главных ворот и укамплектована двухобмоточными трансформаторами на 160 кВА с вторичным напряжением 0,4 кВ. От этой подстанции получают питание силовые пункты (СП1 - СП2, ЯБПУ), через которые в свою очередь запитывается всё электрооборудование насосной станции напряжением до 1000 В. Список используемых источников. 1. Бегляров Д.С. Насосные станции закрытых оросительных систем. Учебное пособие. МГУП, 1994, с.44. 2. Бегляров Д.С. Защита напорных коммуникаций насосных станций от гидравлического удара. М.: Гидротехника и мелиорация, 1981, №10, с.55…57. 3. Вишневский К.П., Подласов А.В. Проектирование насосных станций закрытых оросительных систем: Справочник. М.: ВО «Агропромиздат», 1990, с.93. 4. Вишневский К.П. Переходные процессы в напорных системах водоподачи. М.: «Агропромиздат», 1986, с.136. 5. Затинацкий С.В. Проектирование мелиоративной насосной станции и водозаборного сооружения для внутрихозяйственной закрытой оросительной сети, Саратов, 2008 6. Каталог №3. Агрегаты центробежные консольные. Российский производитель насосов. 2002, с.12. 7. Лопастные насосы: Справочник/ Зимницкий В.А., Каплун А.В. и др.-Л.: Машиностроение. Ленингр. Отделение, 1986, с.334. 8. Рычагов В.В, Чебаевский В.Ф, Вишневский К.П. Проектирование насосных станций и испытание насосных установок. Учебное пособие. М.: Колос, 1982, с.320. 9. Чебаевский В.Ф. и др. Проектирование насосных станций и испытание насосных установок. М.: Колос, 2000, с.376. |