Модернизация электрооборудования электрической печи модели "Elterma"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящем дипломном проекте рассматривается электрооборудование электрической печи модели «ELTERMA».

Целью дипломного проекта является улучшение технических характеристик электропечи для снижения затрат на обслуживание и сокращение поломок печи. Для этого необходимо провести модернизацию существующего электрооборудование печи.

Для этого необходима изучить технические характеристики и принцип действие печи, детально ознакомится с электрической схемой печи и разобрать принцип действия системы управления.

При проведении модернизации будет изменена электрическая схема печи, которая улучшает характеристики электропечи, повысит её функциональность, частично автоматизирует работу печи.

При этом будет произведён расчёт и выбор электродвигателей, электрических аппаратов, аппаратов защиты, элементов электрической схемы и составлен перечень элементов электрооборудования.

Проект будет содержать экономическую часть, в которой будут произведены расчёты затрат на модернизацию электрооборудования электропечи и экономического эффекта от модернизации.

В отдельном разделе будут описаны самые актуальные вопросы по охране труда, окружающей среды и энергосбережению.

1. Общий раздел

1.1 Основные темы дипломного проекта

Невозможно представить машиностроительный завод без электропечей. Электропечи играют важную роль в машиностроении.

В настоящее время работа металлургических и машиностроительных заводов немыслима без использования печных агрегатов. Выплавка чугуна и стали, нагрев металла перед прокаткой и ковкой, нагрев металла для термической обработки, цементации и нитроцементации стальных изделий - все эти операции выполняют в печах, значение которых очень велико.

Машиностроительными печами называют промышленные агрегаты, в которых, используя тепловую энергию, производят необходимые физико-химические превращения металлосодержащих материалов с целью извлечения, рафинирования или тепловой обработки металлов и сплавов.

Электрооборудование, участвующее в технологическом процессе нагрева, плавки и поддержания металла в расплавленном состоянии предъявляются определенные требования.

Ознакомившись с принципом действия электропечи, работой электрического оборудования будет легче представить, понять и изучить её работу.

Выработать и сформулировать необходимые требования к разработке, модернизации и применению необходимого электрооборудования для электропечей.

Также очень важно умение сочетать уже известные варианты и вводить новые, соответствующие высокому уровню современной технике. При эксплуатации машин также требуется научный подход, обеспечивающий качественное решение производственных задач.

В основном в электропечах 2 проблемы. Это не долголетие и загрязненное производство.

1.2 Состав и краткая техническая характеристика

Электропечь «ELTERMA», предназначена для цементации и нитроцементации стальных изделий.

Термообработка сталей происходит в герметично закрытой реторте с применением жидких карбюризаторов: керосина, бензола, синтина, триэтаналанина.

Основное применение электропечей - термические цеха.

Электропечь поставляется в частично разобранном, нефутерованном виде с комплектом фасонных огнеупоров и 20 % запасом на бой.

Для ускорения процесса термообработки изделий предусмотрен бак для охлаждения.

Электропечь состоит из:

- Шкаф управления типа ИЗР - 241ДГАУЧ;

- Расцепитель автомата силовой цепи 6ЗА;

- Расцепитель автомата силовой цепи электродвигателя 10А;

- Шкаф управления типа ИЗР- 242АУЧ;

- Расцепитель автомата силовой цепи 160А;

- Провод компенсационный;

- Ревун РВП - 220;

- Преобразователь термоэлектрический ТХА - 0806;

- Бак для охлаждения;

- Бак;

- Клапан игольчатый;

- Труба;

- Регулятор давления;

- Подставка;

- Корзина;

- Решётка;

- Кирпич;

- Фасон секторный;

- Крючок;

- Механизм подъёма;

- Колодка;

- Крышки.

№	Наименование параметра	Значение параметров
1	Установленная номинальная мощность, кВт	105
2	Номинальная температура, С	950
3	Номинальное напряжение питающей цепи, В	380
4	Номинальная частота, Гц	50
5	Число фаз	3
6	Мощность холостого хода, кВт	18 ±1,8
7	Масса садки, т	0,78
8	Размеры рабочего пространства, мм Диаметр Высота	600 1200
9	Масса электропечи, т	5,1

1.3 Требования к электрооборудованию

В электропечи применяются следующие напряжения переменного тока:

- Силовая цепь 350 Гц, 380 В;

- Цепь управления 50 Гц, 110 В;

- Цепь местного освещения 50 Гц, 24 В;

- Цепь питания выпрямителя 50 Гц, 65 В.

Освещение рабочего места производится светильником с гибкой стойкой типа СГС - 1.

Кнопки управления смонтированы на пультах, которые находятся на

Температура в помещении, где установлена электропечь, должна быть не выше 30С, с относительной влажностью воздуха не более 80 %. Запыленность воздуха не должна превышать санитарно технической нормы.

1.4 Принцип действия электрооборудования печи

Электропечь состоит из следующего оборудования:

- Электродвигатель вентилятора;

- Термопреобразователь термоэлектрический;

- Электромагнит тормоза;

- Шкаф управления;

- Выключатель автоматический;

- Потенциометр электронный.

Подача в электропечи электроэнергии, контроль и регулирование тем-ры осуществляется шкафом управления.

На передних панелях шкафов управления расположены приборы теплового контроля для измерения и регулирования тем-ры, ручки универсальных переключателей на ручной и автоматический режимы управления нагревом, сигнальные лампы.

Датчиками температуры являются преобразователи термоэлектрические, установленные в каждой зоне электропечи и соединенные компенсационными проводами с приборами теплового контроля.

Давление газа в электропечах регулируется краном на свече.

Универсальные переключатели «ПК» в шкафах управления первой и второй зон электропечи - установлены на «О», т.е. печь выключена.

Включаем автоматические выключатели «В1», «В2», «В3» в шкафах управления.

Включаем вентилятор печи.

Устанавливаем «ПК» в положение «А» (автоматическое управление нагревом).

Нажимаем кнопку управления на ручке механизма подъема и поворота крышки, загружаем садку, закрываем крышку. При достижении температуры 750С подаём карбюризатор.

При аварийном падении температуры ниже нормы, а также при повышении температуры в результате залипания контактора загорается сигнальная лампа «ЛЖ», включается ревун.

В целях безопасности работы и исключения аварийных случаев имеются следующие блокировки:

а) отключение нагревателей и двигателя вентилятора при подъёме крышки;

б) отключение электродвигателей механизма подъёма в крайнем верхнем и нижнем положениях крышки.

Для безопасной работы электропечь должна быть подсоединена к цеховому заземления.

Бак с карбюратором должен находиться за стеной в помещении.

электропечь реле модернизация экономический

2. Расчетный раздел

2.1 Выбор направления проведения

Электропечь находится в эксплуатации достаточно длительное время. Поэтому начальным этапом дипломного проектирования является детальное изучение и вычерчивание существующей электрической принципиальной схемы в соответствии с действующими стандартами.

Следующим шагом является выбор направления модернизации. Посмотрев журнал ремонта электропечи, заметил, что чаще всего происходит поломка нагревателя, из-за неправильного выключения электропечи.

Кроме того, предлагается автоматизировать упр-ие.

Таким образом, проводимая модернизация включает в себя следующие этапы:

1. Установка схемы защиты;

2. Частичная автоматизация процесса упр-ий электропечи, в частности реверса и остановки двигателя главного движения;

3. Расчет и выбор элементов электрической принципиальной схемы. Предпочтение будет отдаваться наиболее современным и совершенным типам. Это позволит заменять устаревшие и снятые с производства элементы при выполнении ремонтных работ;

4. Модернизация схемы соединений и подключения в соответствии с изменениями в электрической принципиальной схеме;

5. Заменим электропривод постоянного тока.

2.2 Выбор технического решения модернизации

В соответствии с направлением модернизации (п.2.1) выберем технические средства для проведения модернизации.

Для автоматизации реверса и остановки двигателя главного движения в силовую цепь этого двигателя вместо пакетно-кулачкового переключателя установим реверсивный магнитный пускатель.

Электропривод постоянного тока заменяем асинхронным электродвигателем с частотным преобразователем. Выбираем частотный преобразователь фирмы - ОMRON.

Частотные преобразователи (инверторы) служат для регулирования скорости трехфазного асинхронного электродвигателя. Регулирование происходит за счет создания на выходе трехфазного тока переменной частоты. Частотные преобразователи ОMRON сочетают в себе уникальные качества, высокий технический уровень, надежность и невысокую цену. Эти устройства просты в эксплуатации и долговечны. Они не требуют наладки при установке и легко встраиваются в существующие системы.

Широкий диапазон мощностей и различные варианты системы управления позволяют подобрать решение для практически любой задачи. Частотные преобразователи обеспечивают полную электронную защиту преобразователя и двигателя от перегрузок по току, перегрева, утечки на землю и обрыва фазы.

Преобразователь позволяет отслеживать и отображать на цифровом пульте основные параметры системы на заданную скорость, выходную частоту, ток и напряжение двигателя, выходную мощность и момент, состояние дискретных входов, общее время работы преобразователя и т. д. В зависимости от характера нагрузки можно выбрать подходящую V/f характеристику или создать свою собственную. Управлять частотным преобразователем OMRON можно либо со встроенной цифровой панели, либо с помощью внешних сигналов.

2.3 Составление структурной схемы

Электрооборудование электропечи можно разбить на следующие функциональные блоки:

1) Силовая часть, состоящая из электродвигателей главного движения и привода подач;

2) Аппараты коммутации силовых элементов - выключатели, магнитные пускатели, реверсивные переключатели;

3) Аппараты тепловой защиты;

4) Схема питания, состоящая из силового трансформатора, создающего необходимые питающие напряжения и схемы электродинамического торможения, создающей постоянный ток для остановки электродвигателя главного движения;

5) Блок освещения;

6) Схема управления, осуществляющая управление аппаратами коммутации силовой цепи;

7) Блок включения - выключения, подключающий станок к питающей сети.

Напряжение 380 В переменного тока с вводного выключателя подается на контакторы электродвигателей и силовой трансформатор. Трансформатор обеспечивает необходимые питающие напряжения для схемы управления, цепи освещения и схемы торможения.

Схема управления обеспечивает необходимые режимы работы посредством воздействия на магнитные пускатели электродвигателей.

Все двигатели электропечи имеют тепловую защиту. В цепи питания электродвигателей главного движения установлены реверсивные контакторы

Разработанную структурную схему вычерчиваем в соответствии с ЕСКД (лист 1 графической части).

Существующую электрическую принципиальную схему вычерчиваем в соответствии с ЕСКД (лист 2 графической части).

В соответствии с выбранным техническим решением вносим в электрическую принципиальную схему следующие изменения:

1) Вместо переключателя направления вращения шпиндели устанавливаем реверсивный магнитный пускатель. При этом силовые контакты пускателя включаются вместо контактов, а катушки пускателя в схему управления. В схему управления добавляются соответственно кнопки с самоблокировкой.

2) Реле торможения, вычерчиваем рядом с электродвигателями соответственно и соединяем их штриховой линией, что обозначает механическую связь валов двигателя и реле.

4) В цепь питания катушки магнитного пускателя включаем контакт реле торможения.

5) Магнитные пускатели, коммутирующие цепи управления, заменяем промежуточными реле,

Указанные выше изменения отражены в Схеме электрической принципиальной модернизированной (лист 3 графической части).

2.4 Расчет и выбор электродвигателей

Электродвигатели выбирают по следующим условиям:

по роду тока и величине напряжения;

по конструктивному исполнению;

по степени защиты от воздействия окружающей среды;

по частоте вращения ротора;

по мощности.

Покажем выбор электродвигателя для главного привода. Выбор осуществляем по условиям:

N ном/=n мех

Рном /Р z

где nном - номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

nмех - частота вращения входного вала механизма, об/мин;

Рном - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

коэффициент полезного действия станка, по паспорту принимаем =0,9.

По условиям имеем:

N ном =1500 об/мин

Рном 4,47/0,9 = 4,97 кВт

Выбираем электродвигатель марки АИР112М4 с Рном =5,5 кВт, ном= 85,5 %, nном= 1500 об/мин, cos =0,86, Iп/Iном=7,0.

Номинальный ток электродвигателя I ном, А, определяем по формуле:

Iном = Р ном / (3 U c ном cos ном ),

где Uc -номинальное напряжение сети, кВ;

ном- коэффициент полезного действия электродвигателя;

cos ном -номинальный коэффициент мощности.

Пусковой ток электродвигателя Iп, А, определяем по формуле:

Iп = Iном Iп/Iном

где Iп/Iном -кратность пускового тока,

Для электродвигателя определяем ток по формулам:

Iном = 5,5 / (3 0,38 0,855 0,86) =11,3 А

Iп =11,3 7 =79,1 А

2.5 Расчёт и выбор электрических аппаратов и элементов электрической цепи

Рассчитываем ток главных контактов пускателей:

I=Pном/Uv 3 cos??

где Pном - номинальная мощность электродвигателя, Вт,

U - напряжение, кВт,

cos ? - коэффициент мощности,

? - КПД двигателя

I=10500/380v 3*0.87*0.9=20.3 А

Коммутацию электродвигателя М1, осуществляет магнитный пускатель КМ3, мы его заменим на ПМЛ.

Номинальный ток электромагнита определяем по формуле:

I=Sном/U. А,

где Sном - полная мощность электромагнита, ВА

I=30/65=0.46 А

Заменяем пускатель промежуточным реле KV2.

При модернизации в цепь электродвигателя устанавливаем реверсный магнитный пускатель КМ5,КМ6.

Степень защиты IP 20.

Выбираем электромагнит YA1.Так как напряжение цепей управления электропечи - 105 В переменного тока, то выбираем электромагнит переменного тока на это напряжение. Всем этим условиям удовлетворяет электромагнит серии ЭМ33 переменного тока, номинальный ток равен 1,1 А, пусковой ток - 10,6 А. Номинальная активная мощность электромагнита - 30 Вт, пусковая мощность - 1190 ВА.

Выбор лампы местного освещения производится по следующим условиям:

по мощности;

по номинальному напряжению:

U _{ном.л.м.о.} U ц.м.о.. ;

где U_{ном.л.м.о} номинальное напряжение лампы местного освещения, В;

U ц.м.о напряжение цепи местного освещения, В.

U ном.л.м.о. 24 В

По выбираем лампу местного освещения ЕL типа МО2425 с Uном.л.м.о=24В, Рпотр=2,5Вт.

Выбор сигнальной лампы HL2 производим по условиям:

по конструктивному исполнению;

по номинальному напряжению:

U ном.с.л.. U ц.с..,

где U ном.с.л -номинальное напряжение сигнальной лампы,В.

U ц.с -напряжение цепи сигнализации, В.

По условию имеем:

U ном.с.л.. 5 В.

Выбираем сигнальную лампу HL2 марки МН 03 с U ном.с.л=24 В, Рпотр=2,5Вт.

По паспорту выбираем устройство HL1 марки УПС2У3.

Из паспортных данных выбираем амперметр типа Э8031 У3.

Выбор переключателей производим по следующим условиям:

по назначению;

по конструктивному исполнению;

по рабочему напряжению:

U ном.пер.. U ком ;

по току контактов переключателя:

I ном.к.пер. I дл.к.ц :

где U ном.пер номинальное напряжение переключателя, В;

Uкомноминальное напряжение коммутируемой цепи, В;

I ном.к.пер номинальный ток переключателя, А.

В цепи местного освещения установлен тумблер SA1 типа ТП1-2. Определяем длительный расчетный ток цепи Iдлит. Мощность осветительной лампы 50 Вт, напряжение обмотки трансформатора 24 В (Т1.2)

Iдлит=S/Uном=50/24=2.1 А

Выбираем переключатель открытого исполнения ПЕО11 с рукояткой на два положения, номинальным токам 6,3 А.

Для расчета аппаратов в схеме управления определим длительный расчетный ток в цепи:

Iу=?S/Uу, А

где ?S - наибольшая суммарная мощность потребляемая аппаратами в цепи управления.

Uу - напряжение цепи управления

Iу=5*8/105=0,38 А

Предварительно рассчитаем ток схемы управления, приведенной к напряжению силовой цепи;

Iу=?S/Uномен.с.ц., А

где Uномен.с.ц. - напряжение силовой цепи

Iу= 5*8/380=0,1 А

Iдлит=Iм1+Iу+Iусц+Iэл=20,3+0,38+0,1+0,46=21,24 А

Номинальный ток выключателя QS1 составляет 40 А, что удовлетворяет условие.

В ходе модернизации в схему электропечи установлен частотный преобразователь (OMRONсерии 3G3RV). Он предназначен для широкого спектра задач.

Технические характеристики:

-диапазон мощностей: 0.4-300 кВт

-номинальное напряжение : 380-460 В, 50-60 Гц

-допустимая погрешность номинального напряжения: -15%, +10%

-диапазон частот управляющего напряжения: 0,1-400ГЦ

Исходя из мощности электродвигателя главного движения, выбираем инвертор типа 3G3RV - B4550 мощность 55 кВт.

Для обеспечения рассеивания энергии при торможении электродвигателя к инвертору подключаем блок тормозного резистора.

Ток потребления преобразователем равен:

Iпр=P/Uном с.=1700/380=4.47A

Выбор силовых тиристоров производим по следующим условиям:

по току тиристора:

Iном.т (0,5 Imaxкр )/( 2 Ко Ко К Кф) ;

по обратному напряжению тиристора:

Uобр.ном.т 1,1 2 Uс,

где Iном.т -номинальный ток тиристора, А;

Imaxкр максимальный возможный ток через тиристор, А;

Ко - коэффициент учитывающий условия охлаждения, Ко =0,5;

Ко коэффициент учитывающий загрузку тиристора в зависимости от температуры окружающей среды,

Ко =1;

К коэффициент учитывающий угол проводимости тиристора К =1;

Кф коэффициент учитывающий форму тиристора, Кф=1,1;

Uобр.ном.т - обратное номинальное напряжение тиристора, В;

Произведем выбор тиристоров VS1VS10 в цепи питания двигателя главного движения М1.

Максимальный кратковременный ток через тиристор в нашем случае принимаем равным пусковому току двигателя М1.

Iном.т (0,5 79,1 )/( 2 0,5 1 1 1,1) =35,9 А

Uобр.ном.т 1,1 2 380 =591,1В

Так как в схеме не предусмотрена защита от перенапряжений с помощью RC цепочек, то выбираем тиристоры по напряжению на два класса выше, чем получилось по расчету.

По выбираем тиристоры VS1VS10 класса Т122206 с Iном.т=40А, Uобр.ном.т=800В, Iупр.т=0,18А, Uупр.т=4B.

2.6 Расчет и выбор аппаратов защиты

выбираем автоматический выключатель QF2 марки ВА 5131 с I ном.в =100 А, I ном.р =16 А, Кт.о. =10.

Поскольку автоматический выключатель имеет комбинированный расцепитель, то проверим выбранный выключатель на возможное срабатывание электромагнитного расцепителя по условию:

I ср.э.р.. 1,25 I кр,

где I ср.э.р - ток срабатывания электромагнитного расцепителя выключателя, А;

I кр наибольший возможный кратковременный ток в защищаемой цепи, А.

Для автоматических выключателей серии ВА ток срабатывания электромагнитного расцепителя можно определить по формуле:

I ср.э.р..=10 I ном.р.,

I ср.э.р.. 10 16=160,0 А

В нашем случае наибольший кратковременный ток в защищаемой цепи определяется как сумма пускового тока двигателя М1 и номинальных токов двигателей М2,М3 и М4 плюс номинальный ток первичной обмотки трансформатора:

I кр =79,1+0,9+0,4+0,4+0,42=81,22 А

По условию имеем:

160 А 1,25 81,22=101,5 А

Условие соблюдается, значит, автоматический выключатель выбран,верно .Окончательно выбираем автоматический выключатель QF2 марки марки ВА 5131 с I ном.в =100 А, I ном.р =15 А, Кт.о. =10.

Тепловые реле для защиты электродвигателей от перегрузок выбираем по условиям:

I ном.тр. I ном. ;

I ном.т.э.р. I ном,

где I ном.тр номинальный ток теплового реле, А;

I ном.т.э.р. номинальный ток теплового элемента реле,А.

Произведем выбор теплового реле КК1 для защиты от перегрузок двигателя главного движения М1.

По условиям и получим:

I ном.тр.=. 11,3 А

I ном.т.э.р. = 11,3 А

По выбираем тепловое реле КК1 марки РТЛ 101604 с I ном.тр =25 А, I ном.т.э.р =12,0 А, и с пределами регулирования тока несрабатывания 9,514 А.

Выбор плавких предохранителей производим по условию:

I вст.. I ном. з.ц. ;

где I вст номинальный ток плавкой вставки, A;

I ном. з.ц номинальный ток защищаемой цепи, А.

Произведем выбор предохранителя FU1 в цепи местного освещения.

В данном случае I ном. з.ц = I л.м.о..

По условию получим:

I вст 1,04 А

По выбираем плавкий предохранитель FU1 марки ПРС6П с I=6 А,I=2A.

Исходя из значений номинального тока электродвигателей, и условия Iном.т.р?Iном.дв

Выбираем тепловое реле КК1 типа РТЛ102204 с пределом регулирования тока срабатывания реле:18-25 А, КК2-РТЛ100304 (0,24-0,4) и КК3-РТЛ101204 (5,5-8,0 А).

2.7 Расчет и выбор проводов, кабелей

Выбор сечения проводов питающей линии производим по условиям:

I доп. I дл. / К попр ;

I доп. К защ I номр.ру. / К попр,

где I доп длительно допустимый ток проводника стандартного сечения при нормальных условиях прокладки, А;

Кпопр поправочный коэффициент на фактическую температуру окружающей среды, о.е.;

К защ коэффициент защитной аппаратуры,о.е.;

Iномр.ру номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, установленного в РУ, А.

По условиям и имеем:

I доп. 13,42/ 1=13,42 А

I доп. 1 20 / 1=20 А

выбираем питающий провод марки АПВ 3 (1 2,5) + 1 2,5 с I=22 А и с сечением токопроводящей жилы 2,5 мм.

2.8 Модернизация электрической схемы соединений и подключения

Схема соединений и подключения необходима для выполнения монтажа электрооборудования станка.

Размещение электрооборудования агрегата указано на схеме соединений и подключения.

Электрооборудование расположено в электрошкафу, в который также устанавливается инвертор.

В процессе модернизации в электрическую схему соединений и подключения были вносим следующие изменения:

-Извлекаем все элементы, относящиеся к электроприводу постоянного тока;

-Заменяем электродвигатель постоянного тока на асинхронный двигатель;

-Устанавливаем инвертор;

-К клеммам инвертора подключаем блок тормозного резистора;

-К выводам инвертора подключаем реле KV1;

-Клемму инвертора G подключаем к контуру заземления;

Ввод напряжения осуществляется от цеховой сети 380В переменного тока через клеммник Х1.

2.9 Техническое описание модернизированной схемы

В обычном режиме работы в первую очередь отключается электродвигатель М3, а затем М1. При необходимости одновременного отключения двигателей в особых случаях (например, при аварийной ситуации) используются кнопки SB1, SB2.

При нажатии одной из кнопок Стоп замыкается цепь питания катушки магнитного пускателя КМ1. Замыкание силовых контактов КМ1 обеспечивает протекание по обмотке стартора электродвигателя М1 постоянного тока, что обеспечивает электродинамическое торможение двигателя. После его полной остановки контакт реле торможения К1 размыкает цепь питания катушки пускателя КМ1, и протекание постоянного тока прекращается.

Реверсирование электродвигателя главного движения М1 производится магнитным пускателем КМ5, КМ:, цепи питания катушек которого подключаются самоблокирующими кнопками SB8,SB9.Кнопки имеют встроенные сигнальные лампы.

2.10 Технический анализ проведенной модернизации

В ходе модернизации электропривод постоянного тока был изменен асинхронным электродвигателем.

Ранее в большинстве регулируемых приводов применялись двигатели постоянного тока. Замыкание обратной связью позволяет обеспечить точное поддержание скорости при переменной нагрузке, что желательно или необходимо для получения требуемого качества технологических процессов. Однако двигатели постоянного тока сложны в эксплуатации и обслуживании.

Регулируемые привода с асинхронными двигателями позволяют снизить эксплуатационные затраты, повысить перегрузочную способность, надежность и снизить требования к среде эксплуатации.

Также, в процессе модернизации в состав электрооборудования включен инвертор-частотный преобразователь. Рассмотрим преимущества преобразователей:

-При подключении через частотный преобразователь пуск двигателя происходит плавно, без пусковых токов и ударов, что снижает нагрузку на двигатель и механику, увеличивая срок их жизни.

-Применение частотных преобразователей с обратной связью обеспечивает точное поддержание скорости вращения при переменной нагрузке, что во многих задачах позволяет значительно улучшить качество технологического процесса.

-Для питания сети преобразователь является чисто активной нагрузкой и потребляет ровно столько энергии, сколько требуется для выполнения механической работы.

-Частотный преобразователь в комплекте с асинхронным электродвигателем может применятся для замены приводов постоянного тока. В этом случае значительно снижаются эксплуатационные затраты, повышается перегрузочная способность, а соответственно и надежность системы.

Установка в схему агрегата частотного преобразователя позволила заменить электропривод постоянного тока на асинхронный электродвигатель, это позволила;

-снизить трудоёмкость ремонтных работ:

-экономить электроэнергию:

-повысить информативность основных параметров электродвигателя.

Охрана окружающей среды и энергосбережение

Мероприятия по охране окружающей среды на предприятии

Охрана окружающей среды на предприятии характеризуется комплексом принятых мер, которые направлены на предупреждение отрицательного воздействия человеческой деятельности предприятия на окружающую природу, что обеспечивает благоприятные и безопасные условия человеческой жизнедеятельности. Учитывая стремительное развитие научно-технического прогресса, перед человечеством встала сложная задача - охрана важнейших составляющих окружающей среды (земля, вода, воздух), подверженных сильнейшему загрязнению техногенными отходами и выбросами, что приводит к окислению почвы и воды, разрушению озонового слоя земли и климатическим изменениям. Промышленная политика всего мира3 привела к таким необратимым и существенным изменениям в окружающей среде, что этот вопрос (охрана окружающей среды на предприятии) стал общемировой проблемой и принудил государственные аппараты разработать долгосрочную экологическую политику по созданию внутригосударственного контроля за ПДВ.

Основными условиями для улучшения экологии в стране являются: рациональное использование, охрана и трата запасов природного резерва, обеспечение безопасности экологии и противорадиационные меры, повышение и формирование экологического мышления у населения, а также контроль над экологией в промышленности. Охрана окружающей среды на предприятии определила ряд мероприятий для снижения уровня загрязнений, вырабатываемого предприятиями:

-Выявление, оценка, постоянный контроль и ограничение выброса вредных элементов в атмосферу, а также создание технологий и техники, охраняющих и сберегающих природу и ее ресурсы.

-Разработка правовых законов, направленных на охранные меры окружающей среды и материальное стимулирование выполненных требований и профилактики комплекса природоохранных мероприятий.

-Профилактика экологической обстановки путем выделения специально отведенных территорий (зон).

Помимо экологической безопасности объекта (охрана окружающей среды на предприятии) не менее важна и безопасность жизнедеятельности (БЖД) на предприятии. В это понятие включен комплекс организационных предприятий и технических средств для предотвращения отрицательного воздействия производственных факторов на человека. Для начала все работники предприятия прослушивают курс по технике безопасности, который инструктирует непосредственный начальник или работник по охране труда. Помимо простой техники безопасности рабочие должны также соблюдать ряд правил по техническим требованиям и нормативам предприятия, а также поддерживать санитарно-гигиенические нормы и микроклимат на рабочем месте.

Все нормы и правила экологической и рабочей безопасности должны быть определены и зафиксированы в определенном документе. Экологический паспорт предприятия - это комплексная статистика данных, отображающих степень пользования данным предприятием природных ресурсов и его уровню загрязнения прилегающих территорий. Экологический паспорт предприятия разрабатывается за счет компании после согласования с соответствующим уполномоченным органом и подвергается постоянной корректировке в связи с перепрофилированием, изменениями в технологии, оборудовании, материалов и т.д.

Для правильного составления паспорта предприятия и во избежание мошенничества контролирование содержания вредных веществ в окружающей предприятие природе ведет специальная служба экологического контроля. Работники службы участвуют в заполнении и оформлении всех граф экологического паспорта, учитывая суммарное воздействие вредных выбросов в окружающую среду. При этом учитываются допустимые концентрационные уровни вредных веществ на прилегающих к предприятию территориях, воздухе, поверхностных слоях почвы и водоемов.

3. Технологический раздел

3.1 Организация монтажа электрооборудования при проведении модернизации

При модернизации электрооборудования электропечи осуществляется монтаж реле торможения.

Реле должно закрепляться на жестком металлическом основании таким образом, чтобы ось вала реле была расположена горизонтально и строго совпадала с осью вала электродвигателя. Соединение вала с валом электродвигателя или валом передаточного механизма должно производиться через эластичную полумуфту, которая входит в комплект реле.

Рекомендуется устанавливать реле таким образом, чтобы отверстие ввода монтажных проводов было расположено снизу.

Перед установкой реле необходимо: пробить пленку, которая закрывает отверстие ввода; зачистить края отверстия, очистить от краски опорные поверхности лапок корпуса.

Каждый зажим реле допускает присоединение одного медного провода сечением 1,5 мм².

Рабочее положение реле - при горизонтальном расположении оси вала реле. Наклон вала должен быть не более 5 градусов.

Перед установкой реле необходима произвести внешний осмотр. Проверить целостность реле, корпуса, контактной части.

После установки и монтажа схемы опробовать реле в работе. При необходимости произвести регулировку.

3.2 Организация эксплуатации модернизированного электрооборудования

Управление электропечью осуществляется с помощью универсального переключателя.

Первоначальный пуск электропечи производится в следующем режиме:

-осмотреть электропечь, убедится в правильном соединении нагревательных элементов.

-убедится в установке защитных кожухов.

-проверить надёжность заземления.

-проверить наличие смазки на трущихся и вращающихся частях механизмов.

-проверить работу механизма подъёма крышки электропечи и конечных выключателей.

-проверить давление манометром.

-проверить работу приборов теплового контроля, электроаппаратуры.

-проверить исправность работы системы вытяжной вентиляции над электропечью и наличие противопожарных средств.

3.3 Организация ремонта модернизированного электрооборудования

Во время транспортировки, в результате длительного хранения, а также в процессе работы в электрооборудовании электропечи могут возникнуть неполадки.

При выявлении причины необходимо учитывать все факторы, которые могут вызвать неисправности в работе. С целью исключения неполадок особое внимание следует уделить качеству осмотров и ремонту.

Во время эксплуатации электродвигателей следует систематически производить их технический осмотр и профилактические работы.

Таблица 3.1

Признаки неисправности	Вероятные причины	Способ устранения
1. Значительное повышение температуры в рабочем пространстве печи 2. Падение температуры в электропечи 3. Несоответствие температуры в электропечи с показаниями регулирующих приборов 4. Повышенная температура на отдельных участках кожуха электропечи	-замыкание контактов контакторов в шкафах управления -выход из строя преобразователей термоэлектрических -отключился автомат в цепи питания нагревателей -перегорел нагреватель -старение преобразователей термоэлектрических -нарушена теплоизоляция	-зачистить контакты контакторов -заменить преобразователь - выяснить причины отключения и включить автомат -провести ремонт нагревателя или заменить его запасным -заменить преобразователи термоэлектрические -отремонтировать футеровку

3.4 Расчет ремонтной сложности и трудоемкости ремонтных работ модернизированного оборудования

Для обеспечения высокопроизводительной работы технологического оборудования необходимо проводить мероприятия ежедневного и периодического технического обслуживания, текущие, средние и капитальные ремонты.

Категорию ремонтной сложности электрического оборудования электропечи определяют по формуле;

Rэ=1,3?R+0,15(M+Ac)+0,08Aш

где М - количество электродвигателей:

Ас=А*n - количество электротехнических изделий:

Аш= А*n - количество электротехнических изделий, установленных в электрошкафу:

N - число изделий в шкафу или на электропечи;

Определяем ремонтную сложность электродвигателей по формуле:

Rд=KрKскKт (0,077P+1)

где Р - мощность двигателя, кВт;

Rд=1,1*1*1 (0,077*105+1) =9,9

Рассчитываем количество электротехнических изделий;

Ас=А*n=1*25=25

Находим количество электротехнических изделий, установленных в электрошкафу;

Аш= А*n=1*15=15

Rэ=1,3*9,9+0,15 (1+25) +0,08*15=17,82

Инвертор является высоконадёжным комплектным устройством и ремонту в обычных условиях не подлежит.

Определяем трудоемкость годовых работ;

Т=0,5Ксм (8Т1+3Т2+1,05Тр+Ар) RСт

где Ксм - коэффициент сменности работы оборудования (Ксм=1-2);

Т1, Т2, Тр, Ар - нормативы трудоёмкости выполнения работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту электрооборудования;

Ст - количество обслуживаемых электропечей;

R-категория ремонтной сложности оборудования.

Тэ=0,5*1 (8*0,3+3*0,75+1,05*2+1,5) *17,82*1=73,5 н-ч

4. Охрана труда и электробезопасность

4.1 Организация работы по охране труда на предприятии

Общую ответственность за состояние охраны труда на «Гомсельмаше» несет директор. Непосредственную ответственность за соблюдение требований охраны труда несет главный инженер предприятия, которому подчиняется инспектор по технике безопасности. Они осуществляют контроль за соблюдением требованием охраны труда и техники безопасности.

Основными задачами отдела охраны труда и техники безопасности являются:

1) Постоянное совершенствование организации работы на комбинате по созданию здоровых и безопасных условий труда, предупреждению производственного травматизма и профессиональных заболеваний, выполнении решений вышестоящих организаций и правительства по этим вопросам.

2) Внедрение передового опыта и научных разработок по охране труда, технике безопасности, промсанитарии, пожарной безопасности и охраны окружающей среды;

3) Осуществление контроля за обеспечением охраны труда, техники безопасности, охраны окружающей среды и пожарной безопасности, а также проверку исполнения решений и предписаний по этим вопросам.

Каждый работник предприятия должен быть ознакомлен с инструкциями по производственной санитарии, противопожарной безопасности, пройти вводной и первичный инструктажи, а также целевой инструктаж при выполнении разовых работ не связанных с его прямыми обязанностями.

Каждый работник предприятия должен знать и соблюдать правила техники безопасности, для предотвращения несчастных случаев и случаев производственного травматизма. Для этого на предприятии существуем система проверки знаний техники безопасности и должностных инструкций.

Для персонала работающего в действующих электроустановках сроки проверки знаний регламентируются, 1 раз в год - для работников электролабораторий и персонала непосредственно занимающегося обслуживанием электроустановок, и 1 раз в 3 года - для инженерно-технического персонала, не относящегося к предыдущей группе.

Каждый работающий в действующих электроустановках должен пройти специальную подготовку, и при успешной проверке знаний должен получить удостоверение подтверждающее его квалификацию.

Каждый несчастный случай на производстве должен быть тщательно расследован и изучен.

Работник, нарушивший правила техники безопасности, должен быть наказан, согласно внутренней инструкции предприятия.

4.2 Мероприятия по технике безопасности при проведении модернизации

Электромонтажные работы разрешается выполнять только при наличии проектов производства работ (ППР) или технологических карт, утвержденных главным инженером электромонтажной организации, в которых предусмотрены конкретные мероприятия по безопасности труда.

Непосредственные руководители и исполнители электромонтажных работ перед допуском к их выполнению должны быть ознакомлены с требованиями безопасности и конкретными условиями производства в объеме ППР или технологической карты.

При установке электропечь должна быть надежно заземлён и подключен к общей системе заземления. Для этой цели внизу на станине с правой стороны имеется болт заземления.

При подготовке электрооборудования электропечи и последующей работе необходимо выполнять все требования правил технической эксплуатации электроустановок и техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем. Правила должны быть утверждены Государственной инспекцией по техническому надзору.

Открывать электрошкафы разрешается только квалифицированным электрикам.

4.3 Организационные и технические мероприятия по охране труда при эксплуатации и ремонте модернизированного электрооборудования

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работы в электроустановках, являются:

А) оформление работы нарядом-допуском, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

Б) допуск к работе;

В) надзор во время работы;

Г) оформление перерыва в работе, переводов на другое рабочее место, окончания работы.

Работы без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них должны выполнять не менее чем два лица, из которых производитель работ должен иметь группу по электробезопасности не ниже V, остальные - не ниже IV.

При работе в электроустановках без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них необходимо:

- работать в диэлектрических галошах или стоя на изолирующей подставке либо на диэлектрическом ковре;

- применять инструмент с изолирующими рукоятками и пользоваться диэлектрическими перчатками.

При работе с применением электрозащитных средств допускается приближение человека к токоведущим частям на расстояние, определяемое длиной изолирующей части этих средств. Без применения электрозащитных средств запрещается прикасаться к изоляторам электроустановки, находящейся под напряжением.

Персоналу следует помнить, что после исчезновения напряжения с электроустановки оно может быть подано вновь без предупреждения.

Необходимо соблюдать общие правила техники безопасности при работе на металлорежущих станках.

К работе допускаются лица, знакомые с общими положениями условий техники безопасности при работах, а также изучившие особенности электропечи и меры предосторожности.

Не разрешается обслуживание электрооборудования электропечи лицами не имеющими соответствующей квалификации.

Надежность и долговечность работы электрооборудования электропечи обеспечивается систематическими техническими осмотрами. При этом необходимо периодически производить наружный осмотр, очищать электродвигатели и электроаппаратуру от пыли, и грязи, подтягивать контактные bинtы, проверять надёжность соединения электродвигателей с приводными механизмами и заземление электропечи.

Необходимо периодически проверять правильность работы блокировочных устройств. Работа на электропечи при неисправных блокирующих устройствах не допускается.

4.4 Противопожарная безопасность при эксплуатации модернизированного электрооборудования

Электромонтер обязан производить плановые профилактические осмотры электрооборудования, проверять наличие и исправность аппаратов защиты и принимать, немедленные меры к устранению нарушений, могущих привести к пожарам. Результаты осмотров электроустановок, обнаруженные неисправности и принятые меры фиксируются в оперативном журнале.

Проверка изоляции кабелей, проводов, надежности соединений, защитного заземления, режима работы электродвигателей должна производиться электриками предприятия, как наружным осмотром, так и с помощью приборов. Замер сопротивления изоляции проводов должен проводиться в сроки, установленные "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей".

Все установки должны быть защищены аппаратами защиты от токов короткого замыкания и других ненормальных режимов, могущих привести к пожарам. Плавкие вставки предохранителей должны быть калиброваны с указанием на клейме номинального тока вставки (клеймо ставится заводом-изготовителем или электротехнической лабораторией).

Соединения, оконцевания и ответвления жил проводов и кабелей, во избежание опасных в пожарном отношении переходных сопротивлений, необходимо производить при помощи опрессовки, спайки или специальных зажимов.

Устройство и эксплуатация электросетей-времянок, как правило, не допускается. Исключением могут быть временно иллюминационные установки и электропроводки, питающие места производства строительных временных ремонтно-монтажных работ.

Переносные светильники должны быть оборудованы защитными стеклянными колпаками, сетками. Для этих светильников и другой, переносной электроаппаратуры надлежит применять гибкие кабели и провода с медными жилами, специально предназначенные для этой цели, с учетом возможных механических воздействий.

Электродвигатели, распределительные устройства должны очищаться от горючей пыли не реже двух раз в месяц, а в помещениях со значительным выделением пыли - не реже четырех раз в месяц.

При эксплуатации электроустановок ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

а) в течение рабочего дня и после окончания работы оставлять без надзора включенные в электрическую сеть приборы и работающее оборудование;

б) использовать электродвигатели и другое электрооборудование, поверхностный нагрев которого, при работе превышает температуру окружающего воздуха более чем на 400 (если к этим электроустановкам не предъявляется других требований);

в) использовать кабели и провода с поврежденной изоляцией (потерявшей в процессе эксплуатации защитные электроизоляционные свойства);

г) оставлять под напряжением электрические провода и кабели с неизолированными концами;

д) пользоваться поврежденными розетками, коробками с ответвлениями и соединительными коробками, рубильниками и другими электроустановочными изделиями.

Неисправности в электросетях и электроаппаратуре, которые могут вызвать искрение, короткое замыкание, сверхдопустимый нагрев горючей изоляции кабелей и проводов, должны немедленно устраняться дежурным персоналом; неисправную электросеть следует отключать до приведения ее в пожаробезопасное состояние.

4.5 Мероприятия по снижению электропотребления и рациональному использованию электроэнергии на предприятии

На искусственное освещение в любой организации в зависимости от отрасли приходится от 20 до 70 % всего электропотребления. Бережное, с наибольшим экономическим эффектом расходование такого значительного количества энергии является большой и важной задачей. Экономия электроэнергии на освещение не должна достигаться за счет снижения норм освещенности, отключения части осветительных приборов или отказа от использования искусственного освещения при недостаточном уровне естественного света, поскольку уменьшение освещенности приводит к понижению зрительной работоспособности, ухудшению психофизического состояния людей, повышению травматизма, снижению производительности труда и т.д. Потери от ухудшения осветительных условий значительно превосходят стоимость сэкономленной электроэнергии.

Как правило, система освещения на любом предприятии является комбинированной, поэтому увеличение доли естественного освещения является не менее важной задачей, чем экономия на искусственном освещении.

Увеличение доли естественного света в общей комбинированной системе освещения достигается реализацией следующих мероприятий:

1. Установка новых отражателей. Наиболее простой и не требующий больших вложений способ энергосбережения - установка новых съемных отражателей в светильники. В связи с потерей отражающих свойств или отсутствием отражателей, КПД светильника снижается в 1,5 - 2 раза, а коэффициент использования осветительной установки в 2 - 2,5 раза. При замене отражателей установленная мощность может быть снижена на 1/3 при создании более высоких уровней освещенности (200 - 300 лк).

2. Очистка остекления фонарей и окон. Проведение работ по регулярной очистке окон и фонарей позволит обеспечить необходимые уровни освещенности в течение дневной смены с мая по сентябрь месяцы года без включения искусственного освещения (график включения и выключения искусственного освещения может быть определен по очистки остекления и проведения необходимых измерений естественного освещения).

3. Окраска помещений с применением светлых отделочных материалов. Коэффициент отражения потолков и защитных боковин фонарей 0,7 - (белый цвет), стен 0,4 - 0,5 (светло-зеленый или светло-желтый цвета). Увеличение отражающих свойств позволяет улучшить качество освещения по распределению яркости (смягчение теней, улучшение равномерности освещения, повышение освещенности в вертикальных плоскостях, снижение ослепленности), снизить установленную мощность на ?10%. Поскольку окраска стен в большинстве своем преимущественно тёмная, поэтому рекомендуется за счёт изменения окраски увеличить коэффициент отражения а, следовательно, уменьшить установленную мощность осветительных установок. Указанное мероприятие целесообразно провести одновременно с модернизацией искусственного освещения.

Добившись снижения установленной мощности осветительных установок системы искусственного освещения за счет реализации выше указанных мероприятий, можно начинать экономить электроэнергию модернизацией уже существующей системы искусственного освещения. Существует огромное количество мероприятий, систем и технологий, которые направлены на более рациональное использование искусственного освещения:

1. Установка ламп в соответствии с мощностью. Установка ламп накаливания в точном соответствии с мощностью, указанной в проекте осветительной установки или инструкции по эксплуатации светильника, позволит избежать дополнительных материальных затрат. Так, например, установка лампы накаливания мощностью большей, чем требуется, приводит к разрушению декоративного плафона светильника.

2. Замена стартеров в светильниках с люминесцентными лампами. Контроль режима работы установок с люминесцентными лампами с залипшими контактами стартера тлеющего разряда (светятся только концы ламп). В таком режиме ток светильника возрастает в 1,2 - 1,8 раза по сравнению с током номинального рабочего режима, что вызывает увеличение потребляемой из сети мощности. Например, одноламповый некомпенсированный люминесцентный светильник с лампой 40 Вт потребляет в рабочем режиме 95 В•А, а в режиме с залипшим стартером - 132 В•А. Коэффициент мощности светильника в режиме с залипшим стартером снижается до 0,12 - 0,15, а реактивный ток возрастает с 0,37 до 0,6 А, что вызывает увеличение потерь мощности в 2,5 раза. Кроме того, лампа в указанном режиме не излучает света, т.е. и вся активная мощность, потребляемая из сети светильником, является по существу бесполезной, т.е. потерями. Поэтому своевременная замена стартеров является мероприятием по экономии электроэнергии.

3. Контроль исправности балластных и компенсирующих конденсаторов в электромагнитных ПРА. Контроль исправности балластных и компенсирующих конденсаторов в пускорегулирующей аппаратуре для люминесцентных ламп. При пробое балластного конденсатора в индуктивно-емкостном ПРА двухламповых (четырех, шести) люминесцентных светильников примерно в 4,4 раза увеличивается реактивный ток, потребляемый светильником, и соответственно возрастают потери мощности а, следовательно, и энергии в электрической сети. При пробое компенсирующего конденсатора, установленного параллельно сетевым зажимам светильника, реактивный ток увеличивается в 2 раза, а потери мощности - в 4 раза.

4. Замена существующих пускорегулирующих аппаратов на электронные ПРА. Данное мероприятие заключается в замене традиционных электромагнитных пускорегулирующих аппаратов на электронные, предназначенные для работы светильников со всеми типами ламп (ЛБ - 36, ЛД - 36, ЛБ - 40 и т.п.).

Электронные аппараты имеют ряд преимуществ над электромагнитными:

O повышенная световая отдача благодаря использованию высокочастотного напряжения на люминесцентных лампах;

O активные потери в ЭПРА на 10 - 15% меньше потерь электромагнитных ПРА;

O повышение срока службы лампы в 1,5 - 2 раза благодаря использованию режима с плавным подогревом нитей накала и стабилизацией тока лампы;

O гарантированное время включения 0,5 - 1 сек.;

O отсутствие пульсации светового потока и стробоскопического эффекта;

O пригодность к эксплуатации в сети постоянного напряжения 200 - 250 Вт резервных (аварийных) системах освещения;

O меньшие массогабаритные показатели по сравнению с ПРА;

O защита ЭПРА при обрыве нити электрода в лампе;

O автоматическое отключение ЭПРА при разрушении колбы лампы.

При установке ЭПРА в светильники наружного освещения следует иметь в виду, что ЭПРА в зависимости от конструкции светильников могут подвергаться воздействию влаги (а также влаги, содержащейся в воздухе). Поэтому при установке ЭПРА в светильник наружного применения необходимо, чтобы он был с требуемой степенью защиты (IP-xx).

Показатель количества выходов из строя электронных элементов зависит от их типа и качества, но главным образом от рабочей температуры.

Применение ЭПРА - это технология нового тысячелетия. Эффективность светильников с ЭПРА подтверждает опыт использования подобной продукции за рубежом. По данным исследования международных научных организаций эффективность при внедрении светильников с ЭПРА может составить до 40 %.

6. Модернизация осветительной установки с заменой существующих ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы. Принцип действия КЛЛ тот же, что и у традиционных люминесцентных трубок: под воздействием электроэнергии пары ртути начинают генерировать ультрафиолетовое излучение, которое нанесенный на внутреннюю поверхность колбы люминофор преобразует в видимый свет. Принципиальное отличие одно: миниатюрность.

Компактные люминесцентные лампы в 5 раз экономичнее ламп накаливания при той же величине светового потока. К тому же если тарифы на оплату электрической энергии со временем увеличатся, то выгода от применения компактных люминесцентных ламп будет еще значительнее. Кроме этого, компактные люминесцентные лампы вворачиваются в стандартный патрон диаметром d=27 мм и, следовательно, не требуется дополнительных затрат на монтажные работы при замене имеющихся ламп накаливания.

Что касается эксплуатации КЛЛ, то отличий от традиционных люминесцентных ламп в этой сфере не много. Загораются они практически мгновенно, но сначала генерируют лишь 40-45% светового потока, набирая полную яркость постепенно, за 2-3 минуты.

Как и любые другие люминесцентные лампы, КЛЛ предпочитают продолжительный режим работы. Правда, благодаря электронной системе ПРА, обеспечивающей плавный, щадящий режим поджига электродов, частые включения-выключения не оказывают на компактные лампы такого пагубного воздействия, как на традиционные ЛЛ. Тем не менее, если уж вы выключили лампу, постарайтесь в течение 3-4 минут без необходимости не включать ее вновь.

...