Модернизация системы управления компрессорной станцией

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Задачи ускоренного социально-экономического развития нашего общества предусматривают обширную программу расширения и модернизации существующих и создания новых промышленных предприятий, дальнейшего развития энергетической базы, интенсификации сельскохозяйственного производства, расширения жилищного строительства.

Осуществление этой программы требует развития действующих и создания новых высокоэффективных систем промышленного комплекса.

Одна из важнейших задач, связанная с интенсивным развитием промышленого комплекса. Это задача эффективное регулирование технологиеским производства. Одним из таких проблем регулирования можно рассмотреть на примере сжатого воздуха.

Сжатый воздух является одним из самых дорогих энергоносителей.

Стабильность подачи этого вида энергии на технологические агрегаты необходимость, без которой технологический процесс невозможен. Учитывая вышеуказанные особенности очень важно не только обеспечить стабильность и абсолютную непрерывность подачи сжатого воздуха на технологические объекты, но и сделать это рациональным способом.

Предпосылкой создания этой системы является то, что до внедрения этого проекта, невозможно определить, какой потребитель вызывает провалы давления в системе, как часто это делает, как его провал влияет на давление на всех остальных потребителях. Без анализа этих процессов, провалы давления в системе сжатого воздуха компенсируются за счёт увеличения производительности компрессорной станции (без ступенчатого регулирования производительности компрессоров) и увеличения общего уровня давления на заводе. Это не рационально и не открывает картину поведения потребителей.

Понимая эти недостатки, необходимо создать систему управления компрессорной станцией с возможностью компьютерного мониторинга за техническими параметрами сжатого воздуха на всех основних потребителях этого вида энергии. А для того, чтобы расширить гибкость управления этой станции и сделать её рациональной, облегчить процесс принятия решения оператором на основе параметров мониторинга, разработана система автоматического ступенчатого изменения производительности компрессорной станции.

При создании системы управления учитывается тот факт, что каждый потребитель имеет индивидуальный режим работы, сечение трубопроводов в разных точках завода различно, на компрессорной есть пять компрессоров с разным уровнем производительности и разными ступенями регулирования, в работе могут находиться разные комбинации компрессоров, ступени регулирования могут не работать, сечения трубопроводов и режимы работы потребителей могут меняться с течением времени и не быть одинаковыми, давление на потребителях разное, направление динамики и темпы изменения различны.

Для решения этих разработана самообучающаяся нейронная система управления задач на основе теории нейрокомпьютерной техники, учитывающая все вышеуказанные факторы, система, работающая не по факту изменения параметров, а работающая на принятие предварительных мер для недопущения самого факта изменения комплекса параметров.



1. Технологический процесс удаления сточных и бытовых отходов на ПК «ЕМК»

Европейская мебельная компания осуществляет выпуск щитовой корпусной мебели в условиях массового производства. Производственные мощности ПК «ЕМК» позволяют производить порядка 150-180 тысяч комплектов мебели в месяц. На ряду с производством корпусной и щитовой мебели в 2005 году было налажено производство лакированной мебели (ванные комнаты и кухни). Производственная мебель высокого качества и предназначена для потребителя категорий Medium и Elite.

Технологический процесс на ПК «ЕМК» филиал ОАО МК «ШАТУРА» представляет собой конвейерное производство с момента поступления деревостружечной плиты (ДСП) на входной контроль и до складирования готовой продукции на складе.

С начала ДСП поступают на участок раскроя для распиловки его по заданным параметрам. Готовые к облицовке плиты поступают на участок каширования, где их покрывают специальной декоративной пленкой, после чего плиты опять раскраивают. Облицованные и распиленные плитыпоступают на конвейер, где их распределяют по группам и формируют их дальнейший путь - часть плит не требующая дальнейшей обработки идет на склад, а часть на линию механической обработки, где им придают заданную форму, просверливают отверстия, фрезеруют пазы и облицуют кромку. Далее в зависимости от ассортимента поступает на участок криволинейной обработки и далее на участок лакокраски.

В процессе производства возникает большое количество промышленных и бытовых стоков, которые необходимо удалять и в последующем утилизировать. Это осуществляет канализационная насосная станция (КНС), расположенная за основным корпусом предприятия. Станция осуществляет удаление бытовых стоков.



2. Постановка задачи модернизации системы управления компрессорной станцией

В процесс производства мебели на ПК ЕМК используется значительное количество сжатого воздуха, для привода механических систем автоматических линий. Стоимость произведенного сжатого воздуха существенно влияет на значительный вклад в себестоимости продукции.

Одним из весомых критериев, который несет большой вклад в стоимости сжатого воздуха. Является поребление электрической энергии компрессоров. расход электроэнергии определяется за период работы компрессоров: расход за время простоев компрессоров учитывается отдельно. Для более точного дифференцированого учета необходимо знать давление выробатываемого воздуха и расход охлождающей воды.

Экономичность компрессорной установки в конечном счете определяется удельным расходом электрической энергии на еденицу выроботки воздуха.

Нормирование расхода энергии на выработку сжатого воздуха предполагает определение удельного расхода электрической энергии на выработанный сжатый воздух. Учетной единицей продукции компрессорной станции считается 1000 м³ воздуха.

Общий расход электрической энергии на компрессорную станцию представляет собой сумму следующих расходов:

Э = Э₁ + Э₂ + Э₃ квт-ч,

где: Э₁-- расход электрической энергии на привод компрессоров;

Э₂ -- расход электрической энергии на охлаждение компрессоров;

Э₃ -- расход электрической энергии на вспомогательные нужды (освещение, вентиляция, работа подъемно-транспортных устройств, маслоочистка и т.п.).

Общий (брутто) расход электрической энергии с учетом расхода на собственные нужды отражает прямые и косвенные расходы на выработку электрической энергии. Для выявления эффективности работы компрессоров целесообразно выделить расход электрической энергии «нетто», непосредственно связанный с выработкой сжатого воздуха Э_н = Э₁ + Э₂ кет*ч, поскольку расходы электрической энергии Э₃ на освещение, вентиляцию и т. п. обусловливаются пригодностью помещения и местными условиями, не отражающими степень совершенства работы компрессоров.

Фактический удельный расход электрической энергии Э_у на 1000 м³ (по всасыванию) выработанного воздуха представляет собой отношение расхода энергии к выработке V м³ за определенный период времени:

Э_у = (Э*1000)/V=кет * ч/1000 нм³ воздуха

Экономичность выработки воздуха определяется сравнением фактического удельного расхода с нормативным расходом электрической энергии, скорректированным с учетом действительных условий работы компрессоров.

Установление плановых норм расхода электрической энергии производится путем расчетного определения расхода энергии на учетную единицу выработки (1000 м³ воздуха), с учетом к. п. д. компрессора, электродвигателя передач и с учетом следующих поправок: влияние нагрузки компрессора; влияние условий всасывания (t_i и p_i); влияние давления сжатого воздуха; влияние температуры и количества охлаждающей воды; состояние (износ) оборудования.

Расчетное определение удельного расхода энергии для поршневых компрессоров производится по изотермической работе l_из кгм/кг и изотермическому к.п.д., а для турбокомпрессоров -- по адиабатной работе и по адиабатному к.п.д.

Исходная расчетная формула для определения удельного расхода энергии на привод поршневых компрессоров следующая:

Э_1у=(1,293*1000)/(3600*102*з_из *з_э *з_пер)=l_из/(283* з_из *з_э *з_пер)=кВт*ч /1000 м³

где: l_u3 = p₁*v₁*ln(p₂/p₁)=RT₁*2.303 lgу - работа компрессора при изометрическом сжатии в [дж/кг] или [кгм/кг].

l_u3 определяется расчетом для принятых условий всасывания p₁ и t₁.

Если работа определяется на 1 м² всасываемого воздуха по графику (рис. 1), то формула приобретает следующий вид:

Рисунок 1 - Диаграмма работы компрессора l кГм/м³ и повышение температуры воздуха в зависимости от степени повышения давления у и показателя политропы n.



Э_1у =[ l_u3*(1.293/г_r)]/[367.2 *з_из *з_э *з_пер], кВт*ч/1000м³

где: г_r=P₁/(RT₁) - удельный вес всасываемого воздуха в кг.м³;

з_из; з_э; з_пер - изотермический к. п. д. компрессора, к. п. д. электродвигателя и передачи.

Средние значения изотермического к. п. д. компрессора и к. п. д. электродвигателей показаны на рисунке. 2 и 3.

Рисунок 2 - Среднее значение изометрического к.п.д. четырех различных компрессоров.

Рисунок 3 - Среднее значение к.п.д. электродвигателей.

К удельному расходу энергии Э_1у вводят поправки в зависимости от нагрузки (рис. 4), от температуры всасываемого воздуха, от начального давления (расчетом -- по отношению давлений среднего действительного р_д и принятого р₁-(р_д/р₁)) и конечного давления сжатия. Поправка на износ учитывается для порневых и ротационных компрессоров коэффициентом в среднем порядка 1,05.



Рисунок 4 - Поправки к удельному расходу энергии в зависимости от нагрузки поршневых компрессоров при регулировке.

1-переключение на холостой ход.

2-подключение дополнительных вредных пространств.

сточный отходы компрессорный станция

Расход энергии на охлаждение определяется расчетом. В среднем удельный расход на охлаждение 1000 м² воздуха составляет Э_2у = 0,1*g_в, кВт*ч/1000 м³, где g_в -- условный расход охлаждающей воды. Для приблеженых расчетов можно принять Э_2у= 0,01*Э_1у или можно воспользоватся графиками, показанными на рисунке 5.

Рисунок 5 - Графики срендних удельных расходов энергии на выроботку сжатого воздуха и подачу охлаждающей воды (по результатам испытания турбокомпрессора )

1 - Удельный расход энергии на привод компрессора;

2 - Удельный расход энергии на подачу охлождающей воды;

3 - Суммарный удельный расход.



Расход электроэнергии на собственные нужды зависит от местных условий и в среднем не должен превышать 1% от общего расхода энергии. Представлени о величине средних удельных расходов для трех различных турбокомпрессоров дают графики на рис 6.

Рисунок 6 - Графики средних удельных расходов энергии в зависимости от производительности (для степени повышения давления у=8)

1- Поршневые компрессоры;

2- Ротационые копрессоры;

3- Турбокомпрессоры.

Нормирование расхода энергии по действительным условиям работы и сравнение с фактическим удельным расходом дает возможность ежемесячно выявлять числовой показатель экономичности компрессорной установки и должно стимулировать проведение ряда технических и организационных мероприятий, направленных на уменьшение удельных расходов энергии.

Себистоимость сжатого воздуха.

Расходы на выработку сжатого воздуха делятся, в некоторой мере условно, на постоянные, независимые расходы и расходы переменные, пропорциональные количеству выработанного воздуха.

Постоянные расходы

1. Амортизация зданий и оборудования. Ежегодные амортизационные отчисления составляют определенный процент от стоимости оборудования и зданий, в зависимости от установленного нормами срока их службы. В среднем размер амортизационных отчислений колеблется в пределах 3--6% от стоимости оборудования, зданий и сооружений. Из амортизационных отчислений отпускаются средства на капитальные ремонты и реконструкцию компрессорной станции.

2. Заработная плата персонала с начислениями. Повременная оплата персонала не зависит от выработки. В случае применения системы надбавок за выработку и привлечения части обслуживающего (сменного) персонала на временную работу в зависимости от работы компрессоров часть общей заработной платы (дополнительная заработная плата) может быть выделена как расход переменный, пропорциональный выработке.

3. Административно-хозяйственные расходы, благоустройство, охрана, инспекция, налоги и т.д., составляющие обычно графу «прочие расходы».

Расходы переменные

1. Стоимость электрической энергии, затрачиваемой на привод двигателей и на вспомогательные нужды.

2. Стоимость воды, или электрической энергии на перекачку воды.

3. Смазочные, обтирочные и прочие эксплуатационные материалы.

4. Текущий ремонт -- заработная плата ремонтного персонала, ремонтные материалы и т. п. Расходы на текущий ремонт не являются прямо пропорциональными выработке и условно вносятся в графу переменных расходов.

Средняя себестоимость выработанного воздуха за определенный период (месяц, год) получается делением суммарного денежного расхода на выработку воздуха за этот период:

P=A*100/V, коп/м³

P=A*100/V,руб/1000м³

где: А -- суммарные затраты за отчетный период в руб.;

V -- выработка сжатого воздуха за тот же период в м³.

Суммарные затраты складываются м двух составляющих:

А =A₁+ A₂=A₁ + kV

где: A₁--постоянные расходы;

А₂ =kV -- расходы, пропорциональные выработке V;

k -- коэффициент пропорциональности.

Себестоимость 1 м³ выработанного воздуха выразится следующим уравнением:

Р=А/V=А₁/V+K, руб/м³

Величины А и Р могут быть выражены графически в зависимости от выработки V м³ (рис. 7).

Рисунок 7 - Себестоимость и суммарные затраты А в зависимости от выроботки сжатого воздуха.

С возрастанием выработки рисунок 7. Себестоимость и суммарные затраты А в зависимости от выработки сжатого воздуха увеличиваются затраты, однако себестоимость (удельные затраты) снижается.

Примерное распределение расходов на выработку сжатого воздуха в процентах по статьям следующее:

Электрическая энергия 70--85

Амортизация 4--6

Вода 1--3

Заработная плата с начислениями 3--8

Эксплуатационные материалы 0,5--1

Текущий ремонт 2--4

Прочие расходы 5--10

Основной вид расходов --стоимость электрической энергии -- определяется стоимостью 1 кВт*ч и удельным расходом энергии на выработку 1 м³ воздуха. Для компрессорных станций общего назначения удельный расход электрической энергии на выработку 1 м³ воздуха составляет в среднем 0,1 кВт*ч/м³ с колебаниями порядка 0,9--1,5 кВт*ч/м³, следовательно, себестоимость 1 м³ воздуха составляет примерно 12--20% от себестоимости 1 кВт*ч электрической энергии. Обстоятельства, обусловливающие большие колебания расхода энергии, требуют отдельного рассмотрения.

С понижением стоимости электрической энергии соответственно снизится его общая себестоимость при увеличении удельного значения (в процентах) остальных составляющих.

Прочие виды расходов также могут претерпевать изменения, но в меньшей мере, чем стоимость электрической энергии. В зависимости от местных условий действительное распределение расходов может заметно отклоняться от приведенного примерного.

2.1 Существующая схема управления компрессорной станцией

В даной схеме управления компрессорной станции используется пять компрессоров с двигателями мощностью 180 кВт каждый. Работа схемы их управления основана на принципе ступенчатого регулирования в зависимости от давления в контролируемом участке трубопровода, из которого производится снабжение станочного оборудования сжатым воздухом. Для контроля давления в системе трубопроводов применяют электронный датчик давления Д1-3 марки РОС-301. Из пяти компрессоров три являются рабочими, а остальные резервными.

Данная схема работает следующим образом.

При подаче напряжения переключателем S1 напряжение ~ 220В подается в схему. Переключателем S2 напряжение 24VDC подается в цепи управления компрессора.

Переключателем S3 осуществляется выбор режима работы "МЕСТНЫЙ/ДИСТАНЦИОННЫЙ".

Переключатель S7 осуществляет выбор режима работы по достижении максимального давления "ВЫКЛЮЧЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ/ РЕЖИМ ХОЛОСТОЙ ХОД".

Переключателем S6 оператор имеет возможность вручную включить подачу охлаждающей жидкости в первую и вторую ступень компрессора, подачей напряжения ~ 220В к электроклапанам У8 и У9.

Запуск компрессора возможен, как дистанционно кнопка S, так и с помощью кнопки местного пуска S5. При нажатии на кнопку S5 "МЕСТНЫЙ ПУСК" осуществляется включение в работу компрессора непосредственно со шкафа управления. При помощи кнопки S "ДИСТАНЦИОНЫЙ ПУСК" происходит запуск компрессора из диспетчерской оператора.

Пуск компрессора осуществляется следующим образом.

При подаче питания 24VDC в схему включается блок логического управления А1. Нажатием на кнопку местного пуска S5 или дистанционного пуска S происходит включение реле КПВ и его фиксация по цепи 203-230-216-218-0202. на входе блока А1 Х2:8В-216 появляется нулевой потенциал. Блок А1 включает аварийное реле КА1 через контакт Х2:12Г, которое включает звуковой сигнал СС. По срабатыванию реле потока КПР снимается сигнал с контакта Х2:9Б-328 блока А1. Блок А1 выключает реле КА1, которое отключает звуковой сигнал. Одновременно с этим блок А1 включает через контакты Х2:2Б-346 и Х2:1Б-348 соответственно реле К2 и К1, которые включают электроклапана Y2 и Y3 разгрузки второй и первой ступеней компрессора а также Y1- разгрузки нагнетательной линии компрессора.

Через интервал времени 30 с блок А1 включает реле КПК "ПУСК ДВИГАТЕЛЯ НА 375 ОБ/МИН" по цепи 203-334-330-Х2:10Б с последующей фиксацией. По цепи 203-323-0317-319 происходит включение контактора двигателя на обмотку статора для вращения на частоте 375 об/мин. Через интервал времени 30с блок А1 включает реле КПМ по цепи 203-335-332-Х2:11Б с последующей ее фиксацией. Происходит выключение контактора на 375об/мин и включение контактора на 750об/мин по цепи 203-323-325-317. Оба вспомогательных реле КПК и КПМ остаются включенными. Одновременно блок А1 выключает реле К1 и К2 - компрессор начинает работать в номинальном режиме. Изменение частоты вращения электродвигателя осуществляется переключением количества полюсов обмоток статора.

На линии нагнетания каждого компрессора установлены ресиверы, давление в которых контролируется с помощью двух реле давления ВР1 и ВР2. Реле давления ВР1 осуществляет контроль верхнего уровня давления порядка 8,5кгс/см², реле давления ВР2 осуществляет контроль нижнего давления 6,5 кгс/см².

При достижении нижнего уровня давления реле ВР2 включается промежуточное реле К4 происходит переключение двигателя компрессора на частоту 375 об/мин по цепи 203-323-0317-319, где включается замыкающий контакт реле К4, при этом размыкающий контакт реле К4 в цепи 203-323-325-317 отключает обмотки двигателя на 750об/мин. При достижении уровня давления ВР1 включается реле К3 его размыкающий контакт разрывает цепь 0202-218, а замыкающий контакт в цепи Х2:7Б-305-202 подает сигнал в блок управления А1

Дальнейшая работа зависит от положения переключателя S7. Если он в положении "ХОЛОСТОЙ ХОД" (контакт 0202-220 разомкнут, а 0202-218 замкнут) то выключения реле КПВ не происходит (цепь 203-230-216-218-0202), блок А1 включает реле К1 и К2 происходит режим холостого хода компрессора.

При падении давления реле давления ВР1 выключается и выключается реле К3. Сигнал в цепи Х2:7Б-305-202 снимается блок А1 выключает реле К1 и К2. Компрессор работает на частоте 375об/мин. При дальнейшем падении давления выключается реле давления ВР2 и выключается реле К4. По цепи 203-323-325-317 двигатель переключается на частоту 750об/мин.

При положении переключателя S7 "ВЫКЛЮЧЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ" (цепь 0202-220 замкнута, цепь 0202-218 разомкнута) при срабатывании реле К3 происходит размыкание контактов в цепи 0202-218, при этом реле КПВ выключается. Цепь 203-323 размыкается и двигатель останавливается. Замыкающие контакты реле К3 замыкают участок схемы 258-254 и размыкают участок схемы 256-254. По цепи 203-254-258-0220-220-0202-202 происходит зарядка конденсатора С1.

При падении давления ниже уровня настройки реле ВР1 отключается реле К3. Участок схемы 254-258 размыкается, а участок 254-256 замыкается. При этом происходит разряд конденсатора С1 через обмотки реле КИ, которое включается и коротким импульсом замыкает цепь 220-216, осуществляя запуск реле КПВ. Реле КПВ замыкает участок 203-323 и включает двигатель на частоту 375об/мин. При дальнейшем падении давления до уровня ВР2 отключается реле К4 и двигатель переключается на частоту вращения 750об/мин.

На щите автоматики расположены, как органы управления-переключатели, кнопки, контроллер температуры и указатель расхода охлаждающей жидкости, так и светосигнальная аппаратура, позволяющая осуществлять контроль за вспомогательными системами компрессора и режимами его работы (блок сигнализации КС1- КС4).



2.2 Недостатки существующей схемы

Компрессорные станции предназначены для снабжения технолгического оборудования необходимым количествам сжатого воздуха определенного давлеия. Что требует плавного регулирования.

Недостатки существующий схемы:

1. Запуск электродвигателя представляет собой чрезвычайно тяжелый режим для электрической машины. Пусковой ток в 5-7 раз превышает номинальное значение, что неизбежно приводит к опасному перегреву электродвигателей при их частых повторных запусках.

2. При пуске электродвигателя происходит большой бросок тока. Что приводит к падению напряжения, а при мощности двигателя с мощностью 180 кВт, при двух ступенчатом регулировании оно неизбежно.

3.Ускоренный износ электродвигателей компрессорных агрегатов работающих в номинальном режиме.

4. Необоснованно увеличенное энергопотребление относительно необходимого количества сжатого воздуха. Значительные непроизводительные потери электроэнергии на производство сжатого воздуха. Когда потребность портебителе снижается, данная схема регулирования не обеспечивает гибкое изменение количества производимого сжатого воздуха и поэтому возростает потребление электроэнергии.

Общий эффект от внедрения:

- Снижение энергопотребления до 30%.

- Экономия воды до 10%.

- Увеличение межремонтного цикла оборудования в 1,5-2 раза.

- Оптимизация количества включений и отключений ускове агрегатов.

- Применение устройств плавного пуска уменьшает ускове токи и защищает электродвигатели во время работы.

- Значительное уменьшение стоимости системы.

- Быстрая самоокупаемость.

- Увеличение надежности агрегатов и системы водоснабжения.

2.3 Обзор схем управления компрессорными станциями по требованиям минимизации затрат электроэнергии

Проектируемая схема управления компрессорной станцией включает в себя новешие устройства регулированием данной схемы. Устройство для регулирования давлением в системе в проектируемой схеме исполюзуем частотный преобразователь (ПЧ).

- ПИД регулирование осуществляется по обратной связи на ЧП. Применяется в простых схемах управления.

- Ступенчатое регулирование т.е. более лучше, чем ПИД регулирование но не экономично (2-3 ступени).

- В более сложных системах на промышленных предприятиях со сложной схемой снабжения сжатого воздуха. Нуждаются в более производительном регулировании. Пример такого регулирования строятся по принципу применения нейронных сетей.

2.4 Выбор схемы управления

Исходя из анализа схем управления в пункте 2.3. в данном дипломном проекте применим и рассмотрим схему системы управления компрессорной станцией на основе применения нейронных сетей.

Нейроные сети представляют собой систему копьютерного мониторинга и автоматизированного управления. Исходя из того, что кажды потребитель имеет индивидуальный режим работы, сечение трубопроводов в разных точках завода различно, есть пять компрессоров с разным уровнем производительности и разными ступенями регулирования, и многие др проблемы. Для решения этих задач и была разработана самообучающая нейронная ситсема управления. Данная система решает все вышеуказанные факторы, также она работает не по факту изменения параметров, а работущая на принятие предварительных мер для недопущения самого факта изменения комплекса параметров.



3. Расчет элементов схемы и выбор ее работы

Рассчитать приведенную на схеме рис.3.сеть и подобрать компрессор на потребление сжатого воздуха с рабочим давлением сжатого воздуха в ремонтном цехе промышленного предприятия.

Количество потребителей сжатого воздуха, места их присоединения, а также расход воздуха на единицу оборудования приведены в табл.1.

Таблица 1. Количество и характеристика потребителей сжатого воздуха

Точка присоединения	Потребитель	Расход воздуха на единицу оборудования,	Количество
D	Молоток пневматический КЕ-16	1,6	3
	Ножницы - кусачки ПНК-3	1,3	1
	Пила ручная РПТ	1,9	1
F	Машина шлифовальная ШР-2	2,8	2
	Гайковерт ручной ГП-14	0,5	1
E	Молоток отбойный ОМП-10	2,3	1
	Пистолет - пульверизатор ПУ-1	0,03	2
	Пылесос для производственного мусора ПП-3	1,3	1

В соответствии с вариантом задания длинны участков AB, BC, CD, CF, BE вычисляются как:

(2)

,(3)

где - число потребителя;

- вариант задания (=6);

- порядковый номер участка (=1,…,5).



Таблица 2. Длинны участков сети

Участок	AB (1)	BC (2)	CD (3)	CF (4)	BE (5)
Длинна , м	49,29	42,78	36,27	29,76	23,25

Порядок проведения расчетов

- Находим длину сети:

(4)

- Определим расчетный расход воздуха на участках, где присоединены потребители:

(5)

где - число потребителей на i-м участке трубопровода;

-удельный расход воздуха.

,

,

.

- Определим расчетный расход компрессора , суммируя расходы по участкам:



(6)

.

- Определим потребный расход на участках:

,(7)

где -коэффициент одновременности;

- коэффициент утечки.

,

,

.

- Определим потребный расход компрессора как сумму потребных расходов на участках:

(8)

.

- Определим ориентировочно диаметры на каждом из участков трубопровода:

(9)



,

,

,

,

.

Выбираем стандартные значения. Значения диаметров трубопроводов на каждом из участков сети приведены в табл.3.

Таблица 3. Диаметры трубопроводов на участках сети.

Номер участка, i	1	2	3	4	5
d, мм	50	40	40	25	20

- Определим приведенные длинны участков сети:

,(9)

где - длинна i-го участка;

- эквивалентная длинна i-го участка, которая определяется по формуле:

,(10)

где - количество местных сопротивлений определенного вида;

- удельная характеристика местных сопротивлений определенного вида.



Таблица 4. Эквивалентные длины местных сопротивлений на участках сети.

Вид местного сопротивления	Эквивалентная длинна, м при диаметре трубопровода ,мм
Тройник	20	25
Задвижка	3,5	4,2	4,2	6	6,5
Колено	2,5		2,9	4,0

,

,

,

,

,

,

,

,

,

.

Тогда приведенная длина сети:

(11)

.

- Определим действительные потери давления с помощью номограммы рис.П.4.3.([1], стр.37)

Действительные потери давления для каждого участка сети представлены в табл.5.

Таблица 5. Действительные потери давления на участках сети.

Номер участка, i	1	2	3	4	5
Потери давленияат	0,42	0,44	0,1	0,35	0,4

Тогда определим потери давления в сети:

(12)

.

- Потребное давление , развиваемое компрессором, должно быть не менее

(13)

.

- По основным параметрам и выбираем в каталоге компрессоров тип и марку требуемого компрессора [2].

Таблица 6. Технические характеристики компрессора.

Тип компрессора	SEC 1100 V
Производительность, м3/мин	4,5 - 20,3
Избыточное давление, бар	13 - 6
Масса, кг	2450
Габариты, мм	2100х1500х1520
Двигатель, кВт	180



- Определим ориентировочно емкость воздухосборника. Так как данный компрессор с регулируемым приводом находим max значение производительности

,(14)

где - производительность компрессора, .

.

- Определим потери. Так как мы можем регулировать подачу воздуха выбираем производительность компрессора 10,5

,(15)

где , - производительность компрессора и расчетная производительность соответственно;

, - конечное давление компрессора и расчетное давление компрессора;

- коэффициент полезного действия компрессора;

- расчетное время работы компрессора. Принимаем ;

- стоимость 1кВт электроэнергии (=0,75 грн за кВт).

- Полученные расчетные данные свидетельствуют о том, что компрессор выбран верно и работает эффективно.

Выбор сечения кабелей и ПРА.

Выбор комплектующих устройств на ЧП.

При расчёте заземляющего устройства определяются:

Тип заземлителей, их количество и место размещения. Расчёт производится в соответствии с существующими требованиями ПУЭ.

Рассчитываем заземляющее устройство для ТП напряжением 10/0,4 кВ.

Заземление располагается с внешней стороны ТП с расположением вертикальных электродов по периметру.

В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальной уголок 50х50х5 мм длиной 3м, верхние концы электродов располагаются на глубине 0,5м от поверхности земли. К ним приваривают горизонтальные электроды из полосовой стали 40х4 мм.

Определяем предельное сопротивление совмещенного ЗУ

А

Ом

Определяем расчётное удельное сопротивление грунта.

берем из справочника Круповича таб.6-4 с.372.

берем из справочника Круповича таб.6-5 с.373.

Определяем сопротивление одиночного электрода:



Ом

Определяем сопротивление соединительной полосы:

Минимальное расстояние от объекта -- 1 м длина по периметру равна:

м.

Ом

Определяем число заземлителей

Принимаем наименьшее сопротивление заземляющего устройства Согласно ПУЭ R_з = 4Ом

По справочнику Круповича табл. 6.8 з=0,73

Выбираем 21 заземляющий электрод расположенные по периметру ТП.

4. Охрана труда и техники безопастности при эксплуатации СЭС

Администрацию предприятия (организации) должны обеспечить систематический контроль за соблюдением электромонтерами правил безопасности, применение предохранительных приспособлений, спецодежды и прутах средств индивидуальной защиты. Должностные лица, не обеспечивающие выполнения этих требований, привлекаются в установленном порядке к административной или уголовной ответственности согласно действующему законодательству

Электрозащитные средства и средства индивидуальной защиты, используемые электромонтерами при работах, должны соответствовать требованиям государственных стандартов.

Обучение технике безопасности организует для всех рабочих, прошедшие водный инструктаж.

Перед началом работ в местах, где имеются или может возникнуть производственная опасность независимо от характера выполняемых работ, ответственному исполнителю выдается наряд-допуск на производство работ повышенной опасности.

Лица, не достигшие 18 летнего возраста, не допускаются в качестве электромонтеров и рабочих к работам в электроустановках. Техническое обслуживание представляет собой комплекс работ проводимых для поддержания в исправности электроустановок при использовании их по назначению, а также при использовании их по назначению, а также при хранение и транспортировки. Она состоит: из повседневного ухода за электроустановками; контроле режимов их работы; наблюдение за исправным состоянием; контролем за соблюдением правил технической эксплуатации.

Текущая эксплуатация- это проведение работ, оперативным (оперативно ремонтным) персоналом на закрепленном участке в течение одной смены.

Все работы, производимые без наряда выполняются по распоряжению лиц уполномоченных на это с оформлением в оперативном журнале; в текущей эксплуатации с последующей записью в оперативном журнале.

В основу организации труда электромонтёра положен планово предупредительный характер технического обслуживания и ремонта электроустановок с системой оперативно производственного планирования.

При получении сигнала о неисправности электроустановки электромонтер устраняет её и делает осмотр.

Руководящий технический работник (энергетик, мастер) должен ежедневно просматривать записи в журнале и принимать необходимые меры для устранения выявленных неисправностей в работе электрооборудования.

Состояние условий труда, при котором исключено воздействие на работающих, опасных различных или вредных производственных факторов, принято называть безопасностью труда.

Охрана труда - это система социально экономических, технических, санитарно гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих защиту, безопасность (в электроустановках), сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Техника безопасности в электроустановках - это система организационных и технических мероприятий и средств обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Выбор способов и средств защиты регламентированы «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) «Правилами технической безопасности» (ПТБ) «Правилами технической эксплуатации» (ПТЭ) в зависимости от напряжения рода и частоты тока режима

Источника питания условий внешней среды условий возможности попадания человека под напряжение. Технические и организационные меры направлены на обеспечение недоступности и токопроводящих частям устранения опасности поражения электрическим током.

Электрическая энергия имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать, чтобы обеспечить безопасность человека.

Человек не ощущает наличие напряжения или тока на расстоянии и если он не знаком с безопасным обслуживанием электроустановок не подозревает о грозящей ему опасности.

Поражение людей током случается чаще всего в следствии:

прикосновения к неизолированным и токоведущим частям и оголенным проводам контактом электромашинам и т.д.

прикосновение к частям электроустановки обычно не находящихся под напряжением но случайно оказавшихся под напряжением.

Для предупреждения электро травматизма принимают защитные средства.

Основными защитными средствами называются приспособление изоляции, которых надежно выдерживают рабочие напряжение и которыми допускается касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением.

К основным изолирующим защитным средствам в установках напряжение относятся изолирующие штанги для оперативных переключений.

А в установках низкого напряжения кроме тока диэлектрические перчатки монтерский инструмент с изолирующими ручками.

Дополнительные защитными средствами называется такие приспособления которые сами по себе не могут обеспечить безопасность от поражения током, и служит для защиты от напряжения прикосновения, к ним относятся: диэлектрические перчатки, боты и т.д.

В установках низкого напряжения все токоведущие части должны быть защищены от случайного прикосновения к ним. Ремонтные и монтажные работы должны производиться при отключенном оборудовании.

В необходимых местах должны быть укреплены предостерегающие плакаты.

Весь персонал энергообъекта организации должен быть практически обучен способам оказания первой медицинской и экстремальной реанимационной помощи, а также приёмам оказания первой помощи пострадавшим непосредственно на месте происшествия согласно требованиям «Инструкции»

Проверка знаний инструкций должна проводится при периодической проверки ПТБ. Ежегодно с применением современных тренажеров должно проводиться обучение персонала способам реанимации для подержания навыков показанию первой медицинской помощи. В каждом цехе на подстанциях производственных помещениях и на других объектах должны быть аптечки или сумки первой помощи с постоянным запасом медикаментов и медицинских средств. В связи с технологическим процессом каждый работник цеха должен иметь в своём арсенале средства газовой защиты - противогазы, для некоторых ремонтных бригад - химзащиту.

Персонал должен быть обеспечен спецодеждой, спец обовью и другими средствами индивидуальной защиты в зависимости от характера выполняемых работ.

В случае не использования по назначению средств защиты, выданных для выполнения определенной работы, персонал несет ответственность за происшедший в связи с этим несчастный случай.

На каждом предприятии приказом руководителя назначается ответственный за электрохозяйство из числа инженерно-технического персонала. В соответствии с правилами эксплуатации электроустановок потребителей эксплуатацию электроустановок осуществляет электротехнический персонал, который подразделяется на: административно-технический, оперативный, переключения. Этот персонал имеет права оперативного, ремонтного или оперативно-ремонтного персонала и принимает непосредственное участие в монтажных, ремонтных и наладочных работах в электроустановках.

Оперативный персонал осуществляет оперативное управление электрохозяйством предприятия, цеха и оперативного обслуживания электроустановок (осмотр, техническое обслуживание, проведение оперативных переключений, подготовку рабочего места, допуск к работам и надзор за работающими).

Ремонтный персонал выполняет все виды работ по ремонту, реконструкции и монтажу электрооборудования.

Использования электроустановок по назначению осуществляется электро-технологическим персонал.

Эксплуатацию электроустановок осуществляет обученный электротехнический персонал прошедший проверку знаний правил эксплуатации, правил техники безопасности, должностных и производственных инструкций.

Размещено на Allbest.ru

...