Модернизация электрооборудования технологических процессов переработки и хранения зерна в ООО "Чумлякский элеватор" с обоснованием рационального электропривода рабочих машин

Рациональный электропривод технологического оборудования. Выбор наиболее эффективного технологического оборудования, отвечающего современным требованиям, предъявляемым к оборудованию хранения и обработки зерна. Повышение качеств конечного продукта.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 13.01.2013
Размер файла 1,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФГБОУ ВПО

ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет Электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства

Кафедра Автоматизации сельскохозяйственного производства

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

(Выпускная квалификационная работа)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

«Модернизация электрооборудования технологических процессов переработки и хранения зерна в ООО «Чумлякский элеватор» с обоснованием рационального электропривода рабочих машин»

АСХП. АСВВ.00.000 ПЗ

Реферат

Тема «Модернизация электрооборудования технологических процессов переработки и хранения зерна в ООО «Чумлякский элеватор» с обоснованием рационального электропривода рабочих машин»

Выполнению расчетов по модернизации электрооборудования элеватора предшествовал анализ хозяйственной деятельности предприятия, что позволило обосновать тему дипломного проекта.

Цель дипломного проекта - модернизация электрооборудования технологических процессов переработки и хранения зерна, разработка рационального электропривода технологического оборудования, а также выбор наиболее эффективного технологического оборудования, отвечающего современным требованиям, предъявляемым к оборудованию хранения и обработки зерна, что позволит улучшить условия труда, снизить удельные затраты на технологические процессы, повысить качество конечного продукта.

В дипломном проекте произведен выбор технологических схем всех операций, которые ведутся в элеваторе. Затем рассчитано и выбрано электрооборудование для рабочих машин а также зерносушильное оборудование. Произведен выбор осветительной арматуры с учётом требований, предъявляемым к освещению взрывоопасных объектов. Рассчитана пусковая и защитная аппаратура. Выбрана трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ с учётом электрической нагрузки электрооборудования предприятия.

Также в проекте разработаны схемы автоматизированного управления технологическими процессами элеватора, произведен выбор средств автоматизации. Рассмотрены вопросы эксплуатации электрооборудования предприятия, составлен график ТО и ТР.

В разделе по экономике предлагается к установке система автоматизированного управления, разработанная в проекте, современное электрооборудование и энергоэффективное зерносушильное оборудование, которые позволяют снизить эксплуатационные затраты на переработку и хранение зерна на 11,2 процента и сэкономить 108638,5 кВт · ч электроэнергии в год.

В разделе по экономике предлагается к установке система автоматизированного управления, разработанная в проекте, современное электрооборудование и энергоэффективное зерносушильное оборудование, которые позволяют снизить эксплуатационные затраты на переработку и хранение зерна на 11,2 процента и сэкономить 108638,5 кВт·ч электроэнергии в год.

В разделе по безопасности труда рассмотрены вопросы по электробезопасности и безопасности организации труда на предприятии и принята к установке система автоматического контроля температуры зерна силосов, а также его уровня «АСКТ-01».

Объем объяснительной записки - 134 листов, из них 19 листов занимают приложения, в которых дана необходимая справочная информация. В дипломном проекте составлено 38 таблиц и 23 иллюстраций, с помощью которых содержание проекта стало более наглядным. Графическая часть изображена на 9 листах формата А1.

Содержание

Введение

1. Анализ хозяйственной деятельности

1.1 Общая характеристика предприятия

1.2 Специализация предприятия

1.3 Производственный потенциал предприятия

1.4 Анализ электрохозяйства

1.5 Выводы и обоснование темы проекта

2. Технологическая схема элеватора

3. Обоснование рационального электропривода рабочих машин

3.1 Замер токов нагрузки двигателей рабочих машин

3.2 Расчет и выбор двигателей рабочих машин

4. Расчет и выбор зерносушильного оборудования

4.1 Требования, предъявляемые к зерносушилкам и технологии сушки зерна

4.2 Расчёт производительности зерносушилки [24]

4.3 Выбор типа зерносушилки

4.3.1 Шахтные зерносушилки

4.3.2 Рециркуляционные зерносушилки

5. Расчёт электрического освещения

5.1 Надсилосное помещение

5.1.1 Выбор светового прибора

5.1.2 Размещение светильников на плане

5.1.3 Выбор источника света

5.2 Лифтовая

5.2.1 Выбор светового прибора

5.2.2 Размещение светильников на плане

5.2.3 Выбор источника света

5.3 Электрощитовая

5.3.1 Выбор светового прибора

5.3 Электрощитовая

5.3.1 Выбор светового прибора

5.3.2 Размещение светильников на плане

5.3.3 Выбор источника света

6. Расчёт электрических нагрузок. Выбор источника питания

6.1 Расчёт электрических нагрузок на вводе потребителей

6.2 Определение электрических нагрузок линий 0,38 кВ

6.3 Компенсация реактивной мощности

6.4 Выбор трансформатора

7. Выбор проводов, аппаратов управления и защиты

8. Разработка схемы управления техпроцессами

8.1 Разработка требований к схеме автоматизированного управления техпроцессами

8.2 Разработка схемы автоматизированного управления техпроцессами хранения и переработки зерна

9. Мероприятия по монтажу и эксплуатации электрооборудования технологических процессов переработки и хранения зерна

9.1 Техническое обслуживание электродвигателей

9.2 Техническое обслуживание внутренних проводок и осветительных приборов

9.3 Эксплуатация пусковой, защитной, регулирующей аппаратуры и распределительных устройств

9.4 Эксплуатация средств автоматизации

10. Безопасность труда

10.1 Общая характеристика проектируемого объекта и состояния безопасности труда

10.2 Мероприятия по производственной санитарии

10.3 Защитные меры в электроустановках

10.4 Мероприятия по молниезащите

10.5 Мероприятия по пожарной безопасности

10.6 Система автоматизированного контроля температуры зерна в силосах элеваторов

11. Расчёт экономической эффективности модернизации электрооборудования технологических процессов переработки и хранения зерна

11.1 Расчёт годовых эксплуатационных затрат [36]

11.2 Электроёмкость производства сушки зерна, кВт*ч/т

11.3 Трудоёмкость сушки 1 т. зерна, чел-ч/т

11.4 Уровень снижения трудоёмкости сушки зерна,%

11.5 Рост производительности труда, %

11.6 Удельные эксплуатационные затраты, руб/т.

11.7 Коммерческий экономический эффект, руб.

11.8 Срок окупаемости капиталовложений на модернизацию электрооборудования элеватора, лет

11.9 Коэффициент экономической эффективности капиталовложений

11.10 Приведенные затраты, руб.

Заключение

Список используемой литературы

Приложение А. Пример расчета электропривода для повторно-кратковременного режима работы

Приложение Б. Санитарно-технический паспорт

Приложение В. Расчёт заземляющего устройства

Введение

Сельскохозяйственное производство на современном этапе характеризуется кризисными явлениями, которые вызваны многолетней недооценкой его роли в развитии экономики страны, слабой государственной поддержкой сельскохозяйственных товаропроизводителей, крупными просчетами в формировании производственно-экономических отношений, неэквивалентным обменом между городом и селом, систематическим использованием потенциала деревни в качестве инвестиционного и трудового донора для других отраслей народного хозяйства.

Развитие сельскохозяйственного производства - одна из главных задач в экономическом развитии страны.

Одной из составляющих в решении данной задачи является повышение уровня механизации и электрификации технологических процессов сельскохозяйственного производства, а также применение современных технологий, достижений науки и техники.

Увеличение объёма, повышение качества сельскохозяйственной продукции, снижение её себестоимости тесно связано с использованием новых технологий и электрифицированных высокопроизводительных рабочих машин. Эффективность их работы определяется применением рационального электропривода.

Современный рациональный электропривод требует разработку и выпуск более совершенного и надёжного электрооборудования, в первую очередь, электродвигателей, аппаратуры управления и защиты, расширения их ассортимента.

Для повышения эффективности электропривода применяют системы автоматического управления, позволяющие снизить трудоёмкость производства единицы продукции, повысить качество продукции, снизить аварийность, повысить срок службы электрооборудования а также снизить уровень энергопотребления электрооборудования поточных линий.

Учитывая вышеуказанные требования, для снижения себестоимости переработки и хранения зерна, улучшения условий труда работников элеватора, в дипломном проекте проведен расчет и выбор рационального электропривода, энергоэффективного технологического оборудования а также разработана система автоматизированного управления технологическими процессами переработки и хранения зерна.

1. Анализ хозяйственной деятельности

1.1 Общая характеристика предприятия

ООО «Чумлякский элеватор» расположен по адресу: 641010 Курганская область, г. Щучье, улица Элеваторная, 2а.

Щучье -- административный центр Щучанского района Курганской области, находится в 170 километрах к западу от областного центра.

Район расположен в западной части Курганской области и граничит с Челябинской областью, а также с Катайским, Далматовским, Шумихинским, Альменевским и Сафакулевским районами области. С запада на восток район пересекают железнодорожная и автомобильная магистрали Курган -- Челябинск, основу экономики района составляет сельскохозяйственное производство.[1]

История предприятия начинается с 1910 года, когда оно носило звание «Чумлякский Элеватор Государственного Банка». В послевоенные годы предприятие было переименовано в «Щучанский элеватор». В 1970 году был построен второй силосный корпус вместимостью 20 000 тонн. Старый силосный корпус был выведен из эксплуатации в 2008 году, а полностью разобран - в 2011 году. На данный момент предприятие намерено провести реконструкцию корпуса. В 2001 году предприятие начинает свою деятельность в качестве открытого акционерного общества «Чумлякский элеватор», в 2005 году - в качестве общества с ограниченной ответственностью.

Территория организации расположена в лесостепной зоне. Климат характеризуется как резко континентальный, с коротким летом, с частыми ветрами, с продолжительной и холодной зимой.[2]

Проанализировав расположение территории предприятия, климат зоны, в которой она расположена, можно сделать вывод, что в данной зоне и в данных условиях целесообразно сооружение зданий для хранения и переработки зерновых.

1.2 Специализация предприятия

Основным видом деятельности предприятия является хранение и складирование зерна. Основная культура - пшеница, однако наряду с ней хранятся ещё такие культуры, как овёс, горох, нут и др.

Площадь силосного корпуса составляет 1080 м2. Технологическую линию обслуживает восемь рабочих, начальник производства, два слесаря и два электрика.

Местоположение и инфраструктура ООО «Чумлякский элеватор» позволяют осуществлять бесперебойный круглогодичный прием зерна посредством автомобильного транспорта и одновременно обеспечивать быструю отгрузку зерна автомобильным и железнодорожным транспортом.

По сдаче и отгрузке зерна предприятие занимает первую позицию в районе и четвертую - в области.

1.3 Производственный потенциал предприятия

ООО «Чумлякский элеватор» располагает площадью 7,2 га под размещение производственных площадей.

Площадь электрифицированного района составляет 4,6 га. Ближайшая РЭС расположена в 2,7 км от предприятия.

В составе трудовых ресурсов предприятия числятся 32 человека, количество которых после реконструкции старого силосного корпуса планируется увеличить до 50.

Проанализировав данные о ресурсах предприятия, можно сделать вывод, что имеется хорошая база для дальнейшего увеличения производственной мощности предприятия, так как незанятые производственные площади значительны.

1.4 Анализ электрохозяйства

Суммарная энергетическая мощность предприятия составляет порядка 650 кВт.

Электрооборудование предприятия питается от трансформаторной подстанции мощностью 650 кВА, также имеется резервная ТП - 750.

Объём потребляемой электроэнергии в месяц составляет порядка 19000 кВт·ч в среднем и 22000 кВт·ч во время сбора урожая зерновых (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Данные об энергопотреблении электрооборудования предприятия

2009 г

2010 г

2011 г

Среднее значение потребляемой электроэнергии за месяц, кВт·ч

19000

19000

19000

Максимальное значение потребляемой электроэнергии за месяц, кВт·ч

22000

22000

22000

Причинами аварий электрооборудования предприятия за прошедшие годы является износ старых электродвигателей, довольно-таки старые электропроводки, а также немаловажную роль имеет и человеческий фактор.

Приведем таблицу с данными об электрооборудовании предприятия:

Таблица 1.2 - Данные технологического и электрического оборудования предприятия ООО «Чумлякский элеватор»

Наименование и марка технологического оборудования

Количество

Наименование и марка электрооборудования

Технические характеристики электроустановки

Нория НЦ-175

3

Электродвигатель АИР200М6У3

Рн=22 кВт, Iн=45 А, n=975 об/мин

Электродвигатель 4A250S6У3

Рн=45 кВт, Iн=87,4 А, n=985 об/мин

Электродвигатель А2-82-6У3

Рн=40 кВт, Iн=77,6 А, n=985 об/мин

Нория НЦ - 50

4

Электродвигатель 4A112МА6У3

Рн=3 кВт, Iн=5,9 А, n=945 об/мин

Электродвигатель АО2 - 62 - 6УПУ3

Рн=13 кВт, Iн=26 А, n=985 об/мин

Электродвигатель АО2 - 62 - 6УПУ3

Рн=13 кВт, Iн=26 А, n=985 об/мин

Электродвигатель АИР180S4У3

Рн=22 кВт, Iн=45 А, n=1465 об/мин

Зерновой сепаратор А1 - БИС - 100

1

Электродвигатель 5А80МА4У3

Рн=1,1 кВт, Iн=2,9 А, n=1410 об/мин

Транспортёр ленточный

8

Электродвигатель 4АМ112М4 У3

Рн=5,5 кВт, Iн=11,6 А, n=1425 об/мин

Электродвигатель АО2 - 42 - 6У3

Рн=5 кВт, Iн=11,4 А, n=985 об/мин

Электродвигатель 4А160S6У3

Рн=11 кВт, Iн=22,5 А, n=970 об/мин

Электродвигатель АО-62-6У3

Рн=13 кВт, Iн=32 А, n=970 об/мин

Электродвигатель 4А180М6У3

Рн=18,5 кВт, Iн=36,7 А, n=980 об/мин

Электродвигатель 4А180М6У3

Рн=18,5 кВт, Iн=36,7 А, n=980 об/мин

Электродвигатель 4А112МА6У3

Рн=3 кВт, Iн=7,4 А, n=945 об/мин

Электродвигатель АО2 - 42 - 4У3

Рн=5 кВт, Iн=9,1 А, n=1450 об/мин

Приведенные нами данные о типах электродвигателей, используемых в составе технологического оборудования предприятия, представлены не для всего технологического оборудования, однако это оборудование составляет основную его часть.

Из данных в таблице можно сделать вывод, что на предприятии используется далеко не современное электрооборудование.

Стоит отметить, что уровень механизации производства на элеваторе достаточно высок, однако в соответствии с современными требованиями к предприятиям переработки и хранения зерна уровень автоматизации производства практически отсутствует, это оказывает большое значение на качество конечного продукта, его себестоимость, а также на условия труда работников элеватора.

1.5 Выводы и обоснование темы проекта

В разделе «Анализ хозяйственной деятельности» была рассмотрена общая характеристика предприятия, специализация, производственный потенциал и электрохозяйство предприятия. Однако из-за отсутствующих данных по анализу выполнения производственных программ, затратам на основное производство и экономических результатах производства назвать полноценным данный анализ нельзя.

Исходя из имеющихся данных, можно сделать вывод о том, что предприятие имеет высокий потенциал увеличения производственных мощностей, уменьшения затрат на хранение одной тонны зерновых а также повышения эффективности хранения и складирования зерна.

Одним из путей повышения эффективности является усовершенствование технологии хранения зерна, которое возможно при подборе наиболее эффективного технологического оборудования.

Электрооборудование предприятия более чем на 90 % состоит из электроприводов в составе технологического оборудования и потребляет значительные мощности, которые в свою очередь перерастают в затраты на хранение зерновых.

Затраты на потребляемую электроэнергию в сельскохозяйственном производстве являются наиболее значительными, особенно на предприятиях, занимающихся переработкой и хранением зерна.

Поэтому немаловажную роль в сельскохозяйственном производстве играют энергосберегающие технологии, позволяющие наиболее рационально использовать электроэнергию в с/х производстве.

Выбор рационального электропривода позволяет снизить потребляемую мощность электрооборудования предприятия, повысить эффективность работы технологического оборудования, решить вопросы автоматизации технологического процесса, что в свою очередь снизит затраты на трудовые ресурсы организации.

В данном проекте мы предложим вариант модернизации электро-оборудования технологических процессов переработки и хранения зерна, разработки рационального электропривода технологического оборудования, а также выбора наиболее эффективного технологического оборудования, отвечающего современным требованиям, предъявляемым к оборудованию хранения и обработки зерна.

Поэтому тема дипломного проекта - «Модернизация электрооборудования технологических процессов переработки и хранения зерна в ООО «Чумлякский элеватор» с обоснованием рационального электропривода рабочих машин».

2. Технологическая схема элеватора

2.1 Общие сведения о производственном процессе элеватора

Элеватор - это полностью механизированное зернохранилище, предназначенное для хранения зерна и выполнения с ним необходимых операций. Современный элеватор обеспечивает выполнение всех операций с максимальной эффективностью и надежным обеспечением сохранности зерна. В отличие от складов со стационарной механизацией элеватор обладает большей компактностью из-за большой высоты сооружения. В данном случае вместимость зернохранилища на 1 м2 площади резко возрастает (но вместимость удорожается). В типовых зерновых складах на 1 т вместимости приходится 2,5...3,0 м3 помещения, а в элеваторах - 1,5...1,7 м3

Важная отличительная особенность элеватора от других промышленных сооружений - это тесная связь между строительными конструкциями и транспортным, а также технологическим оборудованием. Количество и производительность оборудования прямо зависят от величины, количества и устройства силосов, материала их конструкции и расположения на площадке. Опыт постепенного развития элеваторов разного назначения показывает, что под этим термином в широком смысле следует понимать целый комплекс зданий и сооружений, каждое из которых выполняет определенные функции. Для элеватора каждого типа устройство этих зданий, а также их оборудование могут меняться в зависимости от назначения и условий работы элеватора.

В целом элеватор, как полностью механизированное зернохранилище предназначено для выполнения всех погрузочно-разгрузочных работ, полной технологической обработки и хранения зерна, можно рассматривать как комплексное объединение следующих основных устройств и сооружений:

-рабочее здание с технологическим и транспортным оборудованием;

-силосный корпус с транспортным и другим оборудованием;

-устройства для приемки зерна из автомобилей, вагонов и судов;

-устройства для отпуска зерна на различные виды транспорта и зерноперерабатывающие предприятия;

-цех отходов;

-системы аспирации и удаления пыли.

Элеватор будет работать как единый производственный комплекс только в том случае, если все указанные выше устройства и сооружения будут гармонично связаны и дополнять друг друга при выполнении технологических и транспортных операций. Для каждой операции характерна определенная последовательность перемещения зерна через силосы, бункера и оборудование, которая во многом зависит от принципиальной схемы приемки и послеуборочной обработки зерна. [6]

Производственный процесс на элеваторе включает:

- прием зерна и размещение его в силосных корпусах по сортам, географическим районам произрастания и основным технологическим признакам (по типовому составу, влажности, засоренности и общей стекловидности);

- тепловую сушку зерна, как меру, обеспечивающую его сохранность;

- попутная очистка промежуточных продуктов, окончательная очистка готовой продукции и отходов производства от металломагнитных примесей, являющихся продуктами износа металлических рабочих поверхностей или посторонними включениями;

- технологический контроль эффективности действия отдельных машин и систем взаимосвязанных машин;

- вентилирование машин в технологических и санитарно-гигиенических целях, а также для обеспечения пожаровзрывной безопасности;

- механизация межоперационного и межцехового перемещения сырья на гравитационной, механической или пневматической основе;

- размещение и хранение продукции и отпуск ее потребителям.[4]

Непосредственно при приемке зерна из каждого автомобиля (партии зерна) отбирают щупом или пробоотборником точечные пробы в соответствии со стандартом в четырех, шести или восьми точках в зависимости от длины кузова: при длине кузова до 3,5 м - в четырех точках; от 3,5 до 4,5м - в шести точках, а при длине более 4,5 м - в восьми точках. Пробы отбирают на расстоянии от 0,5 до 1 м от переднего и заднего бортов и 0,5 м - от боковых бортов. Общая масса точечных проб должна быть 1,1,5 и 2 кг соответственно для каждой схемы отбора точечных проб. В автопоездах точечные пробы отбирают от каждого прицепа. Из точечных проб формируют объединенную пробу, которую подвергают быстрому анализу: дают органолептическую оценку (цвет, запах), определяют тип, подтип, зараженность и влажность на электровлагомерах. По этим показателям направляют машину на разгрузку в соответствии с планом размещения зерна, разработанным перед приемом зерна нового урожая.

Поступающее на хлебоприемное предприятие зерно лаборатория направляет для подработки, формирования товарных партий и хранения, исходя из их качества. Формирование однородных партий зерна и его размещение осуществляют по культурам, классам, типам, подтипам и другим специфическим показателям качества, характеризующим его технологические свойства в соответствии с государственными стандартами на заготовляемое и поставляемое зерно, а также по состоянию влажности и засоренности.[5]

2.2 Составление технологической схемы элеватора

Технологическую схему движения зерна (рисунок 2.1) на элеваторе строят на основе принципиальной; она обеспечивает связь всех реально существующих силосов, бункеров, оборудования и устройств между собой. Так как все операции, связанные с перемещением зерна на элеваторе, всегда проходят с использованием норий, то число выполняемых одновременно перемещений не может превышать числа норий.

Технологическую схему работы элеватора строят по принципу последовательной обработки зерна в потоке от момента его приемки и до загрузки на хранение. Если производительность технологических машин ниже производительности транспортного оборудования, то машины оборудуют оперативными бункерами до и после его обработки. Благодаря этому обеспечивается непрерывность потока при обработке зерна, а также и при всех остальных операциях. Оперативные бункера обязательны также в том случае, если коэффициент использования устройств изменяется по времени (например, приемка зерна с водного транспорта) . Схема движения зерна на элеваторе должна включать во всех случаях, кроме выполнения существа самой операции, количественный и качественный учет. Это достигается включением в схему весов и устройством мест отбора проб зерна для последующего его анализа.

Схему движения зерна изображают так, чтобы работники могли быстро и безошибочно составлять по ней необходимые маршруты перемещения зерна. Движение зерна всегда обозначают жирными линиями, отходов, пыли и воздуха - пунктирными или тонкими. Точка на схеме означает, что отсюда начинается движение зерна, а стрелка - кончается.

Для удобства пользования схему движения зерна на элеваторе обычно вычерчивают вместе с таблицами ходов и емкостей силосов и бункеров. Таблица ходов (условно сокращенная схема движения зерна) является вспомогательной и позволяет быстро и правильно определить норию, при помощи которой может быть выполнена заданная операция.[6]

Технологическая схема элеватора ООО «Чумлякский элеватор» представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Технологическая схема элеватора ООО «Чумлякский элеватор»: 1 - Нория НЦ - 1 - 175;8 - Оперативный силос; 2 - Нория НЦ - 50;9 - Силоса отгрузки на автотранспорт; 3 - Нория НЦ - 1 - 175;10 - Силоса отгрузки на ж/д; 4 - Нория НЦ - 1 - 175;11 - Отгрузка на автотранспорт; 5 - Зерновой сепаратор А1 - БИС - 100;12 - Приём зерна с автотранспорта; 6 - Подсилосные транспортёры;13 - Отгрузка на ж/д; 7 - Надсилосные транспортёры;14 - Приём зерна с ж/д.

3. Обоснование рационального электропривода рабочих машин

3.1 Замер токов нагрузки электродвигателей рабочих машин

Основное требование, которому должен удовлетворять рациональный электропривод - обеспечение технологического процесса при заданной производительности рабочей машины и высокой экономической эффективности.

В том случае, когда мощность электродвигателя выбрана чрезмерно большой, двигатель не загружен и работает с низкими коэффициентами мощности, что отрицательно сказывается на экономических показателях предприятия. Если мощность двигателя меньше требуемого значения, то двигатель перегружен и, в конечном счёте, может выйти из строя. Номинальная мощность двигателя должна быть такой, чтобы полностью удовлетворять требованиям технологии, в то же время его рабочая температура должна быть близка к допустимой.

Для определения степени загрузки двигателей рабочих машин на предприятии мы провели замер токов двигателей рабочих машин под номинальной нагрузкой, результаты которого отображены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Результаты измерений токов нагрузки электродвигателей рабочих машин элеватора ООО «Чумлякский элеватор»

Название РМ

Тип электродвигателя

Iн электродвигателя, А

Реальный ток нагрузки, А

Нория НЦ - 1 -175

4А250S6У3

87,4

28,3

А2 - 82 - 6У3

77,6

31,7

Надсилосные ленточные транспортёры

4А180М6У3

36,7

14,7

Подсилосные ленточные транспортёры

4А160S6У3

22,5

13,5

АО - 62 - 6

32

18,7

Нория НЦ - 50

АИР180S4У3

45

29,2

АО2 - 62 - 6УПУ3

26

20

АО2 - 62 - 6УПУ3

26

17,4

4A112МА6У3

7,4

5,7

Ленточные транспортёры

4АМ112М4 У3

11,6

9,3

АО2 - 42 - 6У3

11,4

7,5

АО2 - 52 - 6У3

16,8

11,8

Вентиляторы системы аспирации

KMR132M4A

23,5

18

АО2 - 51 - 4

15

12,3

АО2 - 51 - 4

15

12,7

Вентиляторы зерносушилки

АОЛ - 81 - 6У3

58

46,4

АОЛ - 81 - 6У3

58

42,3

4А180S4У3

42

33,7

АО2 - 71 - 4У3

41,3

31,4

Рассмотрев результаты измерений, можно сделать вывод о том, что большая часть электродвигателей не загружена, в некоторых случаях загрузка двигателей составляет менее 50 % от номинальной загрузки электродвигателей.

3.2 Расчёт и выбор электродвигателей рабочих машин

Расчет и выбор электродвигателя продолжительного режима работы

Проведем расчет электропривода ковшового элеватора на примере нории НЦ I-175 номинальной производительностью 175 т/ч.

Технологическая характеристика

Ковшовые элеваторы применяются в кормоцехах животноводческих ферм, зернохранилищах, зернотоках для перемещения зерна, муки, корнеклубнеплодов, навоза и других мелкокусковых и сыпучих грузов [7].

В данном случае нория НЦ I-175 служит для перемещения зерна и других видов семян.

Транспортируемый материал поступает в башмак нории, в котором ковши наполняются зачерпыванием, и вместе с тяговым органом поднимается вверх. В головке нории ковши разгружаются под действием на материал центробежных сил и силы тяжести [7].

Рисунок 3.1 - Технологическая схема и устройство нории

Кинематическая характеристика

В ковшовом элеваторе - нории движение на ведущий барабан бесконечной ленты с ковшами передаётся с электродвигателя через понижающий редуктор (рисунок 3.2) с параметрами: передаточное число редуктора iред = 23; номинальная скорость вращения вала двигателя nдв =970 об/мин; номинальная скорость вращения вала барабана нории nб= 42,17 об/мин.

Рисунок 3.2 - Кинематическая схема нории: 1 - Электродвигатель АО2 - 82 - 6У3;4 - ведущий барабан нории; 2 - муфта;5 - лента нории; 3 - понижающий редуктор;6 - ведомый барабан нории.

Энергетическая характеристика

Нория НЦI - 175 имеет один исполнительный орган, потребная мощность которого может меняться от степени загрузки. Вся энергия двигателя передаётся рабочим органам нории.

Механическая характеристика

Механические характеристики рабочих машин описываются обобщенным уравнением:

(3.1)

гдеМ0 - момент сопротивления при скорости, равной нулю;

Мсн - момент сопротивления при номинальной скорости;

н - номинальная скорость;

- текущее значение скорости рабочей машины.

Показатель степени "х" у различного рода зернопогрузчиков принимается равным нулю [8]. Однако у нории механическая характеристика несколько отличается от характеристик данного типа машин: в случае с последними характеристика идет параллельно оси скорости, у нории же она имеет слегка падающий характер (рисунок 3.3) [9].

Рисунок 3.3 - Механические характеристики зернопогрузчиков (1) и нории (2)

Нагрузочная характеристика

Рассмотрев технологическую и кинетическую характеристики, можно сделать вывод о том, что ковшовый элеватор работает с мало изменяющейся продолжительной нагрузкой.

Инерционная характеристика

Приведенный момент инерции нории будет постоянным, так как в течение установившегося рабочего процесса масса системы исполнительных органов и перемещаемого груза меняться не будет.

Заключение по приводным характеристикам

Результаты анализа приводных характеристик позволяют сделать следующие выводы:

а) Привод нужен нерегулируемый, асинхронный, закрытого исполнения;

б) В кинематической схеме присутствуют упругие элементы (лента);

Режим работы зерновой нории продолжительный, с мало меняющейся нагрузкой [10].

Выбор электродвигателя

Потребную мощность электродвигателя для нории можно определить [10]:

,(3.2)

гдеQ - производительность нории, кг/с (производительность нории НЦI - 175 равна 175 т/ч или 48,61 кг/с);

Н - высота подъёма, м (в данном случае высота нории, соответственно и подъёма зерна, равна 40 м);

зпер - КПД передачи (редуктора), зпер= 0,97;

знор - КПД нории, учитывающий сопротивление в подшипниках нории, на изгиб ленты, зачерпывание зерна ковшами и т. д. (для вертикальных норий знор= 0,4..0,86; примем 0,7).

Установленная мощность электродвигателя для привода нории равна [11]:

,(3.3)

гдеК - коэффициент перегрузки; К=1,1..1,2;

По результатам расчёта выбираем электродвигатель закрытого исполнения 5А225М6, предназначенный для работы в продолжительном режиме [12].

Рдв = 37 кВт;iп = 6,2;

Iн = 73,1 А;mп = 2,3;

n = 980 об/мин;m min =1;

cosц = 0,84;mmax = 2,5;Мн=361 Н·м

з = 91,5 %;J=0,65 кг • м2;m=330 кг.

Выбранный двигатель необходимо проверить на условие пуска [11]:

,(3.4)

гдеМн.дв. - номинальный момент электродвигателя в кгм;

л - кратность пускового момента электродвигателя, л= mп=2,3;

Мтр - момент трения загруженной нории в Н·м.

Номинальный момент электродвигателя:Мн.дв.=361 Н·м.

Момент трения загруженной нории определяют по формуле:

,(3.5)

гдеQн - номинальная производительность нории в т/ч (Qн=175 т/ч);

Rб - радиус барабана головки нории, м; Rб= 0,56 м;

i - передаточное отношение редуктора; i=23;

зпер - КПД передачи (редуктора); зпер=0,97;

v - скорость движения ленты, м/с; v=2,5 м/с;

Н - высота поднятия зерна, м; Н=40 м;

Q - текущая производительность нории, т/ч; примем Q=Qн=175 т/ч.

Проверим неравенство (3.4):

;,

Следовательно, выбранный электродвигатель проходит по условиям пуска.

Расчет и выбор электродвигателя повторно - кратковременного режима работы

Проведем расчет электропривода автомобилеразгрузчика БПШФ-2М с механическим приводом и предельной грузоподъемностью 25 тонн.

Технологическая характеристика

Автомобилеразгрузчик БПШФ - 2М предназначен для разгрузки автомобилей и автопоездов через боковой борт. Автомобилеразгрузчик стационарный, проездной. Поворотная платформа автомобилеразгрузчика выполнена в виде двух проездных площадок для колес автомобиля, жестко установленных на секторах, изготовленных из двутавровых балок и служащих ее основанием. Секторными основаниями платформа опирается на ролики, смонтированные на стойках, закрепленных на раме (рисунок 3.4). Наклон платформы осуществляется от звездочек, зубья которых входят в зацепление с цепями, закрепленными по периметру опорных секторов платформы. Звездочки получают вращение от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал. Для предотвращения скатывания автомобиля наклонная платформа снабжена специальными гидрозажимами для колес. Все элементы привода гидрозажимов (насос, бак, трубопроводы) закреплены на платформе автомобилеразгрузчика. В схеме управления необходимо предусмотреть конечные выключатели, отключающие электродвигатель в конце поворота.

Рисунок 3.4 - Схема электропривода автомобилеразгрузчика БПШФ: 1,10 - Электродвигатели; 2 - редуктор; 3 - трансмиссионный вал; 4 - цепь; 5 - ведущая звездочка; 6 - приводной ролик; 7 - опорный сектор; 8 - бак; 9 - насос; 11 - золотниковый распределитель; 12 - опорный ролик; 13 - гидроцилиндр; 14 - опора; 15 - зажимной рычаг; 16 - платформа; 17 - вал приводного ролика.

Кинематическая характеристика

Движение на сектора платформы передаётся с электродвигателя через соединительную муфту, а затем через конический редуктор с параметрами: передаточное число редуктора iред = 1455; номинальная скорость вращения вала двигателя nдв =980 об/мин; номинальная скорость вращения платформы nп= 0,66 об/мин.

Рисунок 3.5 - Кинематическая схема автомобилеразгрузчика: 1 - Электродвигатель; 2 - муфта; 3 - понижающий конический редуктор; 4 - ведущий звёздочка; 5 - цепь опорного сектора; 6 - автомобиль с зерном.

Энергетическая характеристика

Автомобилеразгрузчик имеет один исполнительный орган, потребная мощность которого может меняться от степени загрузки.

Механическая характеристика

Механическая характеристика автомобилеразгрузчика не зависит от скорости рабочей машины, однако момент рабочей машины зависит от угла поворота платформы (рисунок 3.6).

Зависимость выражается в виде формулы:

,(3.6)

гдеб - угол поворота платформы, град;

Ммах - момент трогания автомобилеразгрузчика.

Рисунок 3.6 - Зависимость момента сопротивления автомобиле-разгрузчика от угла поворота платформы б

Нагрузочная характеристика

Рассмотрев технологическую и кинетическую характеристики, можно сделать вывод о том, что автомобилеразгрузчик работает с нагрузкой, уменьшающейся с ростом угла наклона платформы.

Инерционная характеристика

Приведенный момент инерции автомобилеразгрузчика непостоянен, так как в течение установившегося рабочего процесса изменяется радиус инерции относительно оси поворота платформы.

Заключение по приводным характеристикам

Результаты анализа приводных характеристик позволяют сделать следующие выводы:

-Привод нужен нерегулируемый, асинхронный, закрытого исполнения;

-Режим работы автомобилеразгрузчика повторно-кратковременный с нагрузкой, уменьшающейся с течением времени.

Выбор электродвигателя

Выбор рационального электропривода проводится по методике, изложенной в источнике [20].

Пример расчета электропривода автомобилеразгрузчика приводится в приложении А.

При расчёте предварительной мощности электродвигателя было выбрано 5 электродвигателей, расчёт по методике позволил выбрать наиболее рациональный двигатель в плане энергоэффективности, показателей мощности, а также исполнения.

Сравнительная таблица результатов расчёта показала, что наиболее приемлемым электродвигателем по всем показателям является двигатель 5АМХ180M6 (таблица 3.2).

Таблица 3.2 - Сравнение результатов расчёта пяти вариантов электропривода рабочей машины

Расчётная величина

1 вариант

2 вариант

3 вариант

4 вариант

5 вариант

Типоразмер двигателя

5AМХ160M6

5АМХ180M6

АИРС180М6

5АC160M6

АИРС160S6

Pn, кВт

15,0

18,5

18,5

16,0

12,0

MП, Н·м

266.544

309.113

482.621

326.196

318.212

Mтр, Н·м

224.479

224.479

224.479

224.479

224.479

Mk, Н·м

359.834

439.266

482.621

370.677

318.212

Mmax, Н·м

224.479

224.479

224.479

224.479

224.479

?max.цикла 0 С

140.552

83.21

66.404

104.99

174.897

Wp.цикла, Дж

99171

79634

99616

115022

162598

4. Расчёт и выбор зерносушильного оборудования

Подбор оборудования для послеуборочной подработки зерна - дело достаточно непростое. Значительно усложняется данный процесс большим количеством производителей, наводнивших рынок за последние несколько лет, каждый из которых заявляет о том, что именно его конструкция наиболее удачна. Кроме того, следует заметить, что технические характеристики, декларируемые в рекламных материалах, очень часто не соответствуют действительности. Поэтому, имея в виду дороговизну, длительный срок эксплуатации данного оборудования, а также высокие затраты на транспортировку, монтаж и эксплуатацию, ошибка при его выборе, как правило, влечёт за собой значительные материальные затраты и высокую себестоимость производимого продукта.

При выборе типа сушилки определяют, прежде всего, её плановую производительность, стоимость, экономичность, безопасность при работе, надёжность контроля температуры, стабильность производительности и наличие соответствующего транспортного оборудования (комплектность). Конструктивные особенности сушилок также играют важную роль, особенно при сушке различного семенного зерна [23].

4.1 Требования, предъявляемые к зерносушилкам и технологии сушки зерна

Основные требования, предъявляемые к зерносушильной технике:

- обеспечение высокого качества просушенного зерна при полном его сохранении в зависимости от назначения, семенных, пищевых и технологических достоинств;

- возможность применения одновременной сушки зерна различной влажности, позволяющей формировать партии зерна по природным и технологическим достоинствам;

- возможность сушки зерна любой начальной влажности до заданной за один приём сушки;

- возможность сушки зерна без его предварительной очистки;

- универсальность использования сушилки при сушке зерна различных культур;

- более высокие технико-экономические показатели в сравнении с лучшими действующими образцами;

- высокая надёжность в работе, простота и безопасность в обслуживании;

- возможность автоматизации управления процессом сушки.

4.2 Расчёт производительности зерносушилки [24]

Годовой объём сушки поступающего от хлебосдатчиков зерна Ас, пл. т (плановых тонн), для предприятия в целом определяют по формуле:

,(5.1)

гдеАа/т - количество зерна, поступающего от хозяйств-производителей автотранспортом за весь период заготовок, т; Аа/т=22000 пл. т;

Кв - коэффициент перевода физических тонн в плановые тонны сушки, устанавливать, исходя из количества влажного и сырого зерна в общем объеме заготовок; Кв=1,1;

Кнср - средневзвешенный коэффициент, учитывающий изменение производительности зерносушилок в зависимости от назначения зерна; принимается равным 1;

Кксср - средневзвешенный коэффициент, учитывающий изменение производительности зерносушилок в зависимости от просушиваемой культуры; принимается равным 1.

пл. т.

Число партий i исходя из длительности периода заготовок Пр=30 сут принимаем равным 4.

Величина каждой из партий зерна, пл.т:

,(5. 2)

гдеni - относительная величина i-той партии зерна, требующего сушки, %;

Для первой партии ni=63 %;

Для второй партии ni=22 %;

Для третьей партии ni=11 %;

Для четвёртой партии ni=4 %.

Величины каждой из партий:

,

,

,

.

С учетом того, что одна зерносушилка обеспечивает сушку зерна не более пяти партий, принимаем одну зерносушилку производительностью 50 т/ч.

Расчётное количество зерна, которое может просушить зерносушилка за период заготовок, пл.т, определяется по формуле:

,(5.3)

гдеQзсп - паспортная производительность зерносушилки, пл. т/ч; Qзсп=50 пл. т/ч;

Кпер - коэффициент, учитывающий снижение производительности зерносушилки в зависимости от числа направляемых на неё партий зерна; принимается равным 0,73;

Кq - коэффициент, учитывающий снижение производительности зерносушилки; при работе на элеваторах принимается равным 1.

4.3 Выбор типа зерносушилки

4.3.1 Шахтные зерносушилки

Процесс сушки в шахтных зерносушилках основан на конвективном способе подвода тепла к продукту, а агент сушки в них выполняет функции теплоносителя и влагопоглотителя.

Производительность зерносушилок находится в пределах 1…50 пл. т/ч. Наибольшее распространение получили стационарные (ВТИ-8, ВТИ-15, ДСП-16, ДСП-32, ДСП-24-СН, ДСП-32ОТ, СЗШ-16, ЛСО-11, М-819) и передвижные (К4-УСА, К4-УСА-А) сушилки.

Шахтные прямоточные сушилки очень удобны и просты в эксплуатации.

Однако наряду с преимуществами шахтные прямоточные сушилки имеют такие недостатки, как неравномерный нагрев и сушка зерна, ограниченный съём влаги за один пропуск (не более 6 %), необходимость формирования партий зерна по влажности, которые в основном ликвидированы в зерносушилках шахтных рециркуляционного типа [23].

4.3.2 Рециркуляционные зерносушилки

Принцип работы основан на смешивании определенного количества сырого зерна с большим количеством сухого. Сушка осуществляется при чередовании кратковременного нагрева смеси зерна в восходящем потоке агента сушки, отлежкой нагретой смеси зерна в течение 10…15 мин с последующим охлаждением и рециркуляции большей части просушенного зерна.

Рециркуляционный способ сушки внедряется в двух направлениях: строительство новых рециркуляционных зерносушилок, перевод шахтных зерносушилок на рециркуляцию.

Преимуществом рециркуляционных сушилок является сушка зерна независимо от исходной влажности и засорённости, сушка до заданной влажности при сохранении или улучшении его качества. Технико-экономические показатели таких сушилок повышаются в результате уменьшения сроков сушки зерна, возможности применения агента сушки с более высокой начальной температурой и уменьшения расхода топлива на сушку.

Наряду с преимуществами по сравнению с прямоточными шахтными зерносушилками они имеют некоторые недостатки: непроизводительная потеря теплоты в шахте промежуточного охлаждения, затрачиваемая на нагрев атмосферного воздуха; частичное охлаждение зерна в шахте промежуточного охлаждения замедляет выделение из него влаги.

Наибольшее рапространение получили шахтные рециркуляционные зерносушилки «Целинная-30», «Целинная-50», РД2х25-70, А1-У3М и А1-ДСП-50.

Для повышения эффективности процесса сушки целесообразно на первой стадии сушки увеличить температуру зерна до предельно допустимой, а на следующей стадии сушить его при этой температуре. Такой способ сушки называют рециркуляционно-изотермическим. Общие затраты на сушку при этом снижаются на 10…20 % по сравнению с сушкой без предварительного нагрева зерна.

На основании вышеприведенного анализа можно сделать вывод, что наиболее целесообразен выбор сушилки рециркуляционно-изотермического типа, так как преимущества этих зерносушилок способствовали их большому распространению в отличие от тех же шахтных прямоточных зерносушилок, а также сушилок других типов [23].

Технические данные рециркуляционных зерносушилок приведены в таблице 4.1 [23].

Таблица 4.1 - Технические данные рециркуляционных зерносушилок

Показатель

Марка зерносушилки

РД-2х25-70

"Целинная-30"

"Целинная-36"

"Целинная-50"

Производительность (плановая) т/ч

50

30

36

50

Размеры камеры нагрева, мм:

ширина

3000

3000

3000

3300

длина

800

800

1210

1500

высота

5660

3500

6800

6300

Размеры тепловлагообменника, мм:

ширина

6000

3250

5680

3250

длина

3000

3000

3400

3250

высота

4240

4360

4500

4200

Размеры шахты, мм:

ширина

3000

3250

3250

3250

длина

1500

1100

1000

1000

Размеры надсушильного бункера, мм:

ширина

3000

3000

3000

3100

длина

2000

800

800

1500

высота

3030

2650

2100

2300

Расход условного топлива, кг/т

12,3

8,5

9,4

10,4

Расход электроэнергии, (кВт·ч)/т

2,4

3,1

4

2,7

Проанализировав таблицу 4.1, можно сделать вывод, что технические показатели зерносушилки марки «Целинная-50» превосходят технические показатели зерносушилки марки РД-2х25-70 по показателям удельного расхода топлива и электроэнергии. При привязке сушилок данного типа к силосному корпусу или рабочей башни элеватора большая высота компенсируется большой высотой самих объектов. Сушилки занимают небольшую площадь и компактны. Транспортировка и установка данных сушилок не требует значительных материальных затрат, поскольку установка облегчается тем, что блоки уже готовой зерносушилки можно практически сразу установить на предприятии. Поэтому выбирается зерносушилка марки «Целинная-50», зарекомендовавшая себя как надёжная и эффективная система сушки зерна.

5. Расчёт электрического освещения

Таблица 5.1 - Характеристика здания

Наименование помещения

Площадь А, м 2

Длина a, м

Ширина b, м

Высота Hо, м

Вид помещения по условиям окружающей среды

Коэффициент отражения ограждающих конструкций, %

рп

рс

ррп

Подсилосное помещение

1080

60

18

5

Пыльное

50

30

10

Коридор для выхода

10,6

10,4

1

3

Пыльное

30

10

10

Подсилосная электрощитовая

7,6

3,24

2,36

2,7

Нормальное

70

50

30

Вход (2 шт.)

2

3

2

--

Особо сырое

--

--

--

Надсилосное помещение

1080

60

18

4,2

Пыльное

50

30

10

Лифтовая

8

2,93

2,74

3,3

Пыльное

30

10

10

Помещение для инвентаря

8,6

3,5

2,45

2,4

Пыльное

30

10

10

Надсилосная электрощитовая

6,4

2,6

2,45

2,4

Нормальное

70

50

30

Лестничная площадка (15 шт.)

2

2

1

3

Пыльное

50

30

10

Помещения данного здания относятся к взрывоопасным, категории Б [17], класса В - IIа [17].

Таблица 5.2 - Требования к осветительной установке

Наименование помещения

Вид освещения

Система освещения

Источник света

Плоскость, в которой нормируется освещен-ность-h P,м

ЕН, лк

КЗ [14]

Минимально допустимая степень защиты светильника

Подсилосное помещение

Рабочее, технологическое

Общее равномерное

ЛН

Г - 0.0

20 [13]

1,15

IP51 [15]

Коридор для выхода

Рабочее

ЛН

Г - 0.0

10 [13]

1,15

IP51 [15]

Подсилосная электрощитовая

Рабочее

ГРЛ

В- 1.5

50 [13]

1,3

IP20 [16]

Вход (2 шт.)

Рабочее

ЛН

Г - 0.0

2 [14]

1,15

IP23 [16]

Надсилосное помещение

Рабочее, технологическое

ЛН

Г - 0.0

20 [13]

1,15

IP51 [15]

Лифтовая

Рабочее

ЛН

Г - 0.0

10 [13]

1,15

IP51 [15]

Помещение для инвентаря

Рабочее

ЛН

Г - 0.0

10 [13]

1,15

IP51 [15]

Надсилосная электрощитовая

Рабочее

ГРЛ

В- 1.5

50 [13]

1,3

IP20 [16]

Лестничная площадка (15шт.)

Рабочее

ЛН

Г - 0.0

10 [13]

1,15


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.