Реферат: Проект модернизации электропривода скребкового конвейера ОАО «Нойзидлер Сыктывкар»
МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СЫКТЫВКАРСКИЙЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНЫЙ ТЕХНИКУМ
Дипломный проект
Тема: «Проект модернизации электропривода скребковогоконвейера ОАО «Нойзидлер Сыктывкар»»
Группа: МЭ-41
Студент: Богомолов П.А.
Руководительпроекта: Чесноков Б.В.
Сыктывкар 2004 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
1.ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………4
Лесопромышленный комплекс «Нойзидлер Сыктывкар».
Общий обзор.
2. ОБЩАЯ ЧАСТЬ.
2.1.Общая характеристика производства…………………………………………6
2.2.Описание технологического процесса РОЦ……...…………………………..7
2.3. Актуальностьтемы дипломного проектирования…………………………...8
3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1. Требованияк электроприводу скребкового конвейера применительно к условиям данногоцеха……………………………………………………………10
3.2.Расчет и выбор электродвигателя…………….……………………………..11
3.3.Выбор частотного преобразователя. Обоснование выбора.……………….15
3.4.Описание принципа работы частотного преобразователяVacon…………18
3.5Расчет и выбор коммутационных аппаратов, силовых кабелей, защиты иавтоматики…………………………………………………………………………20
3.6.Конструкторская разработка………………………………………………….25
4.ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА.
4.1.Структурная схема электротехнической службы и отдельных
цехов……….…………………………………………………………………..27
4.2.Организация пусконаладочных работ после монтажа эл.оборудования….28
4.3.Организацияэксплуатации управляемых электроприводов.………………32
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
5.1. Расчет затрат намодернизацию электропривода.………………………….33
5.2. Организация труда изаработной платы электромонтеров………………...37
5.3. Определение затратна содержание электрооборудования………………..42
5.4.Технико-экономические показатели проекта……………………………….45
6. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И
ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ТЕХНИКЕ.
6.1.Опасные и вредные факторы.………………………………………………..46
6.2. Электробезопасность…………………………………………………………46
6.3. Пожарнаябезопасность………………………………………………………48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………51
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………….53
Схемы
1) Схема электрическая принципиальнаяуправления скребковым конвейером………………………………………………………………………...55
2) Принципиальная блок схемапреобразователя частоты «Vacon»…………..56
3) Общая схема присоединенийпреобразователя частоты «Vacon»………….57
/>
1. ВВЕДЕНИЕ
Лесопромышленный комплекс «Нойзидлер Сыктывкар».
Общий обзор.
ОАО«Нойзидлер Сыктывкар» – один из крупнейших производителей бумаги ицеллюлозы в России с общим объёмом производства около 700 тысяч тонн продукциив год. Комплекс имеет интеграцию с рядом лесных холдинговых компаний, ТЭЦ илиниями производства целлюлозы. Ассортимент продукции включает офсетную игазетную бумагу, картон для упаковки жидких продуктов и упаковочный топ-лайнер.
«НойзидлерСыктывкар» считается устойчивым предприятием, относительно экономическогороста в отрасли, увеличивая объёмы производства благодаря сочетанию новойпродукции и экспорта.День 25 июня 1969 года стал днём официального рождения комбината. С этогомомента идёт отчёт времени становления и развития этого уникальногопредприятия, освоение передовых технологий и новых видов продукции,совершенствования инженерных кадров. Совокупность технологий по глубокой химической имеханической переработке древесины позволяет полностью и комплексноперерабатывать древесное сырьё и производить продукцию, пользующуюся неизменнымспросом. Комплекс действующих производств включает оборудование, технологии,опыт известных зарубежных фирм Австрии, Германии, Италии. Жизнедеятельностьпредприятия обеспечивается собственной энергетикой, связанной с энергетическойсистемой России, наличием на предприятии всех необходимых вспомогательных иремонтных служб.
/>Особенностью целлюлозно-бумажнойпромышленности является энергоёмкость, по потреблению электроэнергии и расходутепла которая является одной из самой энергоёмкой отраслей промышленности нашейстраны, и занимает соответственно шестое и четвёртое место.
«НойзидлерСыктывкар» имеет собственную ТЭЦ, работающую на природном газе. Онавырабатывает 436 МВт электроэнергии и 3200 тонн пара в час. ТЭЦ обеспечиваетдо 200% потребителей комбината, что позволяет использовать избыток тепла иэлектроэнергии на нужды Сыктывкара.
Приобретённыеза годы работы квалификация, опыт и усилия специалистов управленческогоперсонала и рабочих, обеспечили эффективное производство, и устойчивоефинансовое состояние предприятия.
/> 2. ОБЩАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Общая характеристика производства.
Цех подготовки древесного сырья (ЦПДС) ОАО«Нойзидлер Сыктывкар» предназначен для получения технологической щепы издревесины, приёма привозной щепы, автомобильной поставки и подачи щепы впроизводство. Цех подготовки древесного сырья обеспечивает сырьём варочный цех,цех полуфабрикатов высокого выхода. Проектная мощность – 3000 тыс.пл.м³щепы в год. ЦПДС состоит из 3-х участков: участок выгрузки древесины,распиловочно-окорочный участок, древесно-сырьевой участок.
Участок выгрузки древесинызанимаетсятранспортировкой древесины в плотах и секциях, расформировкой её и подготовкойк выкатке из воды. Древесина мостовыми кранами поднимается из воды ивыгружается с автотранспорта, далее подаётся через приёмные столы роспуска напереработку, или же складируется на площадках хранения древесины.
Распиловочно-окорочный участок состоит из2-х цехов: распиловочно-окорочный цех (РОЦ) и древесно-подготовительный цех(ДПЦ-2).
Древесно-сырьевой участоксостоитиз 3-х потоков, один из которых оснащён корообдирочным станком. Древесина,поставляемая по железной дороге, или автомобильным транспортом окаривается,рубится, сортируется и поступает пневмотранспортом на хвойный и лиственныйпотоки ХТММ, в бункер №3 3Сщ для ТММ или конвейером в бункера 3СЩ дляпоследующей транспортировки пневмотранспортом или ленточными транспортёрамичерез галерею №5 в варочно-промывной цех.
/>2.2. Описание технологическогопроцесса распиловочно-окорочного цеха (РОЦ).
Враспиловочно-окорчном цехе древесина поднимается из воды и выгружается савтотранспорта при помощи 2-х мостовых кранов, распиливается на балансы длиной1,5 метра. Далее балансы окариваются в двухсекционныхокорочных барабанах КБС-425, вращающихся со скоростью 6 об/мин или 9 об/мин, взависимости от установленных электродвигателей. Балансы окариваются за счеттрения об окорочные балки барабанов и друг от друга. В зимнее время в торецглухой секции барабанов подается пар при температуре 150° — 170°С. Степеньокорки зависит от степени загрузки окорочного барабана (должно быть 50 — 60 % }и его производительности. Производительность КБС-425 регулируется положениемгидравлически перемещаемой шандоры на высоте барабана. При достижении степениокорки 95%, производительность не более 60 пл. мЗ/час при 6 об/мин и85 пл. мЗ/час при 9 об/мин. Расход пара при температуре выше 25 °С55 кг/пл. Проваливающиеся через прорези открытой секции барабана кородревесные отходы конвейером транспортируются на площадку хранения, или,через корорубки в емкости закрытого склада щепы и на сжигание в утилизационныхкотлах ТЭЦ. Окоренные балансы конвейером подаются на рубительные машины№10,11 — МРН 300. Щепа может конвейером подаваться на площадкувременного хранения, или пневмотранспортом на кучевое хранение, либо на сортированиев ДПЦ-1.
Враспиловочно-окорчномцехе используется мехочищенная вода и пожарная водапоступающая с водоочистительной станции (ВОС) производства водопропускныхсооружений (ПВПС).
Мехочищеннаявода сдавлением 3,8 — 4,2 кгс / см2 используется на технологические нужды- охлаждение воздуходувок, рубительных машин, на спрыски транспортерных лент,уборку помещений.
/>
Послеиспользования мехочищенная вода ( ~50 % ), содержащая кору и щепу поступает настанцию биологической очистки (СБО) через насосные станции № 9, 4, 5.Мехочищенная вода, используемая на охлаждение оборудования (~ 50 % ) поступаетв ливневую канализацию. Общий расходводы за год ~ 5108000м3.
Пожарнаявода сдавлением 4,2 — 4,5 кгс / см 2 используется на тушение пожаров,учебно — тренировочные занятия ВПЧ, на проверку системы на водоотдачу. Водапоступает по восьми вводам ( 6 вводов диаметром 159 мм и 2 ввода по 100 мм ) на28 гидранта, в летнее время дополнительно подключается 32 гидранта и 144 лафетные установки. Общий расходводы за год ~ 53400м3 (18400м3в зимнее время + 35000 м3 в летнее время).
2.3. Актуальность темы
дипломного проектирования.
Скребковый конвейер предназначен для подачи коры соткрытой площадки хранения на ленточный конвейер, по которому коратранспортируется в ТЭЦ для сжигания её в котлах. По технологии объём подачикоры необходимо регулировать, поэтому для привода скребкового конвейераприменяем электропривод с регулированием скорости вращения./>
В ходе дипломного проектирования повышеуказанной теме происходит знакомство с приоритетным в настоящее времясовременным электроприводом с частотным регулированием, система управления которого реализована на микропроцессорной базе. Входы и выходы таких приводовлегко согласуются с входами и выходами современных автоматических системуправления технологическими процессами (АСУ ТП), в связи с чем эти приводышироко применяются для управления технологическим оборудованием.Частотно-регулируемый привод с микропроцессорной системой управления позволяетиспользовать простой по конструкции, высоконадёжный и экономичный асинхронныйдвигатель (АД) с короткозамкнутым ротором (КЗР) с характеристиками, неуступающим характеристикам двигателей постоянного тока (ДПТ).
/>
/> 3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1 Требования к электроприводу скребковогоконвейера применительно к условиям данного цеха.
При проектирование электрооборудования иустройств автоматики следует учесть что, цех РОЦ является производством, где технологические процессы связаны с выделением древесно-содержащей пыли,потреблением воды, а также пара.Требования предъявляемые кэлектроприводу и автоматике:
1. Режимработы – продолжительный (круглосуточный);
2. Исполнениеи степень защиты:
-дляоборудования, установленного в цехе или вне цеха (эл. дв. IP44,
IP54);
-дляоборудования, установленного в эл. помещении (пр. IP54).
3. Охлаждение– предпочтительно с самообдувом.
4. В отношении управляемыхприводов:
— обратнаясвязь в системе регулирования отсутствует.
Распиловочно-окорочныйцех является пожароопасным, а также из-за применения пара производством сповышенной влажностью, поэтому при конструировании электрооборудования длятаких предприятий и при проектировании электроприводов механизмов необходимоучитывать неблагоприятные условия данного производства. Обычно пользуются следу-
/>ющими способами,обеспечивающими безопасное и надежное исполь зование электрооборудования напредприятиях с неблагоприятными условиями окружающей среды: вынесение электрооборудования в отдельные электротехнические помещения с благоприятнымиусловиями. Это наиболее радикальное средство защиты электрооборудования, хотя вряде случаев оно сопряжено с увеличением капитальных вложений на строительствоспециальных помещений. Следует иметь в виду, что при этом не могут бытьвынесены электродвигатели, сигнальные устройства оперативного управления(кнопки, ключи, сигнальные лампы) и датчики. Применение электрооборудования вконструктивном исполнение, точно соответствующем условиям окружающей среды.
3.2. Расчет и выбор электродвигателя.
Основным требованием,предъявляемым рабочими механизмами к приводным двигателям, является обеспечениезаданной производительности механизма при надлежащей надежности и экономичностиих работы. Это требование может быть удовлетворено лишь при условии выборадвигателя соответствующей мощности.
В основномэлектродвигатели выбирают по следующим параметрам:
1. Величине напряжения.
2. Роду тока.
3. Частотевращения вала двигателя.
4. Условиямокружающей среды.
5. Характеру и значению нагрузки./>В нашем случае выбор электродвигателя будемпроизводить в зависи-мости от характера нагрузки имощности, а также от частоты вращения вала двигателя.
Выбор электродвигателя по частоте вращения.
Прямоесоединение электродвигателя с машиной с помощью муфты возможно только присовпадении частот вращения вала двигателя и вала приводного механизма. Есличастоты не совпадают, то подбирают двигатель с большей частотой вращения вала иприменяют соответствующий тип редуктора. Тип передачи выбирают в зависимости отнеобходимого передаточного числа и конструктивных особенностей производственнойустановки.
При выбореэлектродвигателя по номинальной частоте вращения учитывают и техническиепоказатели. Масса и стоимость быстроходных двигателей меньше, а номинальные КПДи коэффициент мощности Cos φ больше.
Технико-экономическиерасчёты и практический опыт показывают, что в большинстве случаев наиболееэкономичны двигатели с частотой вращения 1500 мин -1. Двигатели на3000 мин -1 применяют для приводов центробежных насосов ивентиляторов большого напора. Двигатели на 1000 мин -1 используютдля привода поршневых компрессоров, вентиляторов среднего напора большойпроизводительности и в других случаях, когда возможно соединение с валомрабочей машины.
Технические данные скребковогоконвейера: потребляемая мощность на валу рабочего механизма: P = 10 кВт. Коэффициент загрузки механизма: Кз.м.= 0,9.
/>Выбор электродвигателя в зависимости от характера и мощности нагрузки.
Мощностьдвигателя для привода рабочей машины определяют по мощности, потребляемой на еёвалу (Рпотр.), и режиму работы.
При выборе электродвигателя по мощности возможно два случая:
1. Потребляемая мощностьна валу рабочей машины известна (приводится в технической характеристикемашины).2.Потребляемая мощность на валу машины не известна.
Во втором случае для определенияпотребляемой мощности нужно использовать нагрузочные диаграммы, снятыекаким-либо регистрирующим прибором, нормативы, учитывающие расход энергии ивыход вырабатываемой продукции.Если известна потребляемаямощность, то электродвигатели выбирают следующим образом.
1. Определим расчетную мощностьэлектродвигателя для привода по формуле:
Ррасч = Рнагр*ηпГде Рнагр — мощность,потребляемая на валу машины при номинальном режиме работы, кВт.
Рнагр= 10 кВт
ηп— КПД передачи.
ηп= 0,9-0,93, т.к. тип передачи через редуктор.
Ррасч = 10*0,95 = 9,5 кВт.
2. Порасчетной мощности из каталога выбираем электродвигатель с паспортноймощностьюРном ≥ Ррасч: 4А132М2СУ3 со следующими техническимиданными:
/>● Pн……………………………………………………………………..11кВт
● Iн……………………………………………………………………….22А
● Uн……………………………………………………………………..380В
● Частотавращения……………………....................................1500 об/мин ● Cosφ……………………………………………………………………..0,9● К.П.Д…………………………………………………………………..0,88
● Iп/Iном = (Кi)…………………………………………………………...7,5
● Мmax/Mном……………………………………....................................2,2
3. Вычислимкоэффициент каталожной нейвязки:
Кк.н. = Ррасч / Рном =9,5 / 11 = 0,86
4. Расчитаемкоэффициент загрузки электродвигателя:
Кз.д.= Кк.н. * Кз.м.
Где: Кз.м.-коэффициентзагрузки механизма, для поточно-транспортных систем = 0,9.
Кз.д.=0,86 * 0,9 = 0,77.
5. Определим мощность,присоединенную к сети Рприс. в кВт:
Рприс. = Рн / ηдв= 11 / 0,88 = 12,5кВт
6. Определимпотребляемую мощность электропривода с учетом
коэффициентазагрузки:
Рпотр = Рприс* Кз.д.= 12,5 * 0,77 = 9,62 кВт.
/>3.3 Выбор частотного преобразователя.Обоснованиевыбора. Принципиальнаявозможность регулирования угловой скорости асинхронного двигателя изменениемчастоты питающего напряжения вытекает из формулы ω = 2πf (1-s)/p.При регулировании частоты также возникает необходимость регулирования амплитудынапряжения источника, что следует из выражения U≈ Е = kФf. Если при неизменном напряжении изменятьчастоту, то поток будет изменяться обратно пропорционально частоте. Так, приуменьшении частоты поток возрастает, и это приведет к насыщению стали машины икак следствие к резкому увеличению тока и превышению температуры двигателя; приувеличении частоты поток будет уменьшаться и как следствие будет уменьшатьсядопустимый момент.Для наилучшего использованияасинхронного двигателя при регулирова-
нии угловой скорости изменением частоты необходиморегулировать напряжение одновременно в функции частоты и нагрузки, чтореализуемо только в замкнутых системах электропривода. В разомкнутых системахнапряжение регулируется лишь в функции частоты по некоторому закону, зависящемуот виданагрузки.
Из всех возможных способоврегулирования этот способ позволяет плавно изменять угловую скорость в наиболеешироком диапазоне (до 10: 1, а иногда и более). Для его осуществлениятребуется, чтобы двигатель (или группа двигателей) получал питание ототдельного источника. В качестве такого источника могут быть использованыэлектромеханические или статические преобразователи частоты. В связи сразвитием полупроводнико-
вой техники в настоящее времянаиболее предпочтительными являются полупроводниковые статическиепреобразователи фирмы Vacon.
/>Обоснование выбора преобразователя.
Компактные преобразователичастоты Vacon серии CXL перекрывают диапазон мощностей 0,55 кВт – 1,5 МВт длятрехфазных напряжений 200/400/500/690 В. Преобразователи частоты Vacon удовлетворяют самым жесткимтребованиям директив по электромагнитной совместимости, установленных ЕС.
Высокая помехоустойчивость инебольшое излучение электромагнитных помех достигнуты за счет специальнойоболочки, встроенного дросселя переменного тока, фильтра радиочастотных помех,а также других техничес-
ких решений. Входной дроссельснижает также уровень высших гармоник, генерируемых преобразователем частоты впитающую сеть. Современная технология векторного управления без датчиковобратной связи по скорости, быстродействующая интегрированная цепь управления,а также непосредственное измерение тока в трех фазах гарантируют качественноеуправление электродвигателем и адаптируемость преобразователя частоты даже ксамым сложным условиям применения. С другой стороны, благодаря подробнымруководствам, удобной панели управления и специализированным программнымпродуктам для персонального компьютера работа с преобразователями частоты Vacon во всех случаях не представляет сложностей.
● Преобразователи частоты Vacon ориентированы на мировой рынок. Они изготовляются всоответствии с европейскими нормами, специалистами с высокой квалификацией ибогатым производственным опытом.
● Высокое качествообеспечивает выбором лучших технических решений и комплектующих.
● Каждый преобразователь частоты подвергаетсявыходному контролю и испытаниям в предельных условиях эксплуатации.
/> ● К каждому преобразователючастоты прилагается акт испытаний.
●Преобразователя имеют разнообразные функции.
●Предусматривается блокировка параметров, повышающая безопасность изделия вовремя эксплуатации.
● Расчетныйсрок службы преобразователя частоты ─ более 500.000 часов.
Срок службы в предельныхусловиях эксплуатации (100% нагрузка, мак-
симальная температураокружающей среды, непрерывная работа в течении 24 часов полную неделю)составляет 50.000 часов.
Преобразователичастоты Vacon имеют малые габариты и легковстраивает ся в различные системы.
Построенные по блочно-модульному принципу макропрограммы облегчают ввод вэксплуатацию преобразователя частоты на различных объектах. Помимо базовоймакропрограммы в распоряжении пользователя имеются:
● Стандартнаямакропрограмма.
●Макропрограмма “Местное / дистанционное управление”.
●Макропрограмма с набором фиксированных скоростей.
●Макропрограмма с ПИ-регулированием.
● Универсальнаямакропрограмма.
●Макропрограмма управления насосами и вентиляторами (с функцией
выравниваниямоторесурса агрегатов).
Преобразователи частоты Vaconотличаются большой простотой в эксплуатации.
● Подробные руководства на русском языке, а такжеболее чем на 20
языках.
● Благодаря макропрограммамколичество параметров
настройки сведено к минимуму.
● Специализированные программные продукты ируководства можно
получать из Интернета.
/> ● Простые в эксплуатациипанели управления (стандартные, буквенно-цифровые, графические).
● Предварительная установка основных параметров:достаточно ввести в
преобразователь частоты данные двигателя, указанные взаводской бир-
ке; остальное Vacon сделает сам.
● Удобные присоединения цепей ввода-вывода,разъемные клеммники.
● Выход RS232C для персонального компьютера.
● Сетевые адаптеры для всех локальных промышленныхсетей.
Все эти преимущества делаютпреобразователь частоты Vaconудобным и надёжным в эксплуатации и предоставляющим неограниченные возможностив регулировании скорости различных производственных механизмов, в нашем случае,скребкового конвейера.
3.4 Описание принципа работычастотного преобразователя Vacon.
В основе частотногопреобразователя Vacon лежиттехнология векторного управления без обратной связи, связанная с адаптивноймоделью двигателя и специализированной интегральной схемой. Работаматематической модели двигателя базируется на данных о величине тока, измеряемогов каждой фазе и уровня рабочего напряжения, выдаваемого цепями блокауправления. В модели автоматически идентифицируются параметры электродвигателя,как для бездатчикового векторного режима, так и для скалярного управления, приэтом отслеживаются текущие изменения параметров во времени. Векторноеуправление основывается на системе координат вектора потока статора, котораяслабо восприимчива к небольшим отклонениям в измерениях показателей ипараметров двигателя, что упрощает расчёты. Цепи блока управления такжеосуществляют контроль за обменом информацией по внутренним шинам и отдельнымивнешними функциями, тем самым высвобождая процессор для решения других задач.
/> Принцип работы преобразователязаключается в следующем: трёхфазный дроссель переменного тока с конденсаторомпромежуточного звена постоянного тока образует индуктивно-ёмкостной фильтр,который совместно с диодным мостом обеспечивает постоянное напряжение на входеинвертора на транзисторах IGBT(биполярные транзисторы с изолированным затвором). Дроссель переменного токафильтрует также высокочастотные помехи приходящие из сети в преобразователь игенерируемые преобразователем в сеть. Кроме того, он улучшает форму кривойтока, подаваемого на преобразователь.
Инверторный мост на транзисторахформирует симметричное трёхфазное напряжение регулируемое методомширотно-импульсной модуляции, подаваемого на электродвигатель. Мощность,потребляемая из сети является практически активной.
Блок прикладных функций иуправления двигателем реализован с использованием микропроцессорных средств.Микропроцессор управляет двигателем в соответствии с замеренными значениями,уставками соответствующих параметров, а также управляющими командами,формируемыми цепями платы ввода-вывода и панелью управления. Блок прикладныхфункций в свою очередь выдаёт команды на блок управления двигателем,который определяет параметры коммутации транзисторов IGBT. Драйверы усиливают управляющие сигналы, обеспечиваякоммутацию IGBT модулей.
Панель управления обеспечиваетсвязь между оператором и преобразователем частоты. С помощью панели управленияоператор может устанавливать параметры, читать информацию о состоянииоборудования и формировать управляющие команды.
/>
3.5 Расчет и выбор коммутационныхаппаратов, силовых кабелей, защиты и автоматики.
Для увеличения срока работыэлектродвигателей необходимо технически грамотно выбрать аппаратуру управленияи защиты. Выбрать аппарат ─ это значит отобрать из многих однотипныхаппаратов самый экономичный, технические данные которого полностьюсоответствуют условиям окружающей среды. Кроме этого, необходимо учитыватьтребования техники безопасности.
Методика выбора аппаратов управления изащиты установлена руководящими техническими материалами РТМ «Методика выбораэлементов пускорегулирующей и защитной аппаратуры электроприводов машин».Согласно этому документу аппараты управления и защиты выбирают в зависимости отустановленной мощности и режима работы электроприемника, условий внешней среды,технических требований и монтажного исполнения.
Выбор аппаратов защиты начинают сопределения вида (принципа действия) защиты. Неправильный выбор вида защитыможет способствовать интенсивному старению изоляции и сокращению срока службыэлектроприемников, возникновению пожаров, а так же поражению людейэлектрическим током.
Выбор автоматов управления (магнитных пускателей, контакторов, автоматическихвыключателей, рубильников) и защиты (предохранителей, автоматическихвыключателей, тепловых реле) производится по номинальному току нагрузки,номинальному напряжению и роду тока питающей сети. Чтобы предохранители ивыключатели надежно защищали электроприемники и сети от коротких замыканий иперегрузок, они проверяются по номинальному току плавкой вставки и соответственнотоку срабатывания расцепителя. Кроме того, они должны быть проверены населективность. Эксплуатационные требования и условия среды в месте установкиаппаратов так же должны учитываться при их выборе.
/>
Для управления электродвигателями длительного иповторно-кратковременного режимов работы рекомендуется применять магнитныепускатели и контакторы, обеспечивающие защиту их от перегрузки и нулевуюзащиту. Они предназначены для частых коммутаций рабочих токов и редкихотключений при токах перегрузки. Длительная эксплуатация аппаратовобеспечивается в условиях не только включения, но и отключения пусковых токов.Для группы электродвигателей, служащих приводом одной машины или же ряда машин,осуществляющих единый технологический процесс, следует, как правило, применятьобщую аппаратуру управления, в остальных случаях каждый электродвигатель должениметь отдельные аппараты управления и защиты.При управлении изнескольких мест необходимо предусматривать аппараты (выключатели,переключатели), не дающие возможность дистанционного пуска механизма или линии,остановленных на ремонт. В случаях, когда оператор проектируемого механизма несможет определить по состоянию аппарата управления, включена или отключенаглавная цепь электродвигателя, рекомендуется применять световую сигнализацию.
Аппаратыуправления следует располагать ближе к электродвигателям в местах, удобныхдля обслуживания. Если с места, где установлен аппарат управленияэлектродвигателем, не виден приводимый им механизм и если этот механизм имеетпостоянный обслуживающий персонал, необходимо предусмотреть следующиемероприятия для предотвращения несчастных случаев:
· установку кнопкипуска электродвигателя непосредственно у механизма;
· сигнализацию илизвуковое оповещение о предстоящем пуске механизма;
· />установку вблизи электродвигателя иприводимого механизма аппаратов для аварийного отключения электродвигателя,исключающих возможность пуска.
Применение установочных автоматических выключателейрекомендуется в цеховых распределительных устройствах на щитах подстанций длязащиты отходящих линий, если иные выключатели применять нельзя. Защитуэлектродвигателей от коротких замыканий рекомендуется осуществлять с помощьюпредохранителей или автоматических выключателей, а от перегрузок — с помощьютепловых реле.
Расчёт и выбор автоматическоговыключателя.
Автоматические выключателипредназначены для автоматического размыкания электрических цепей при аварийныхрежимах (КЗ и перегрузках), для редких оперативных переключений (три – пять вчас) при нормальных режимах, а также для защиты электрических цепей принедопустимых снижениях напряжения.
В нашем случаероль автоматического выключателя сводится к защите преобразователя частоты состороны питающей сети, т.к. все защиты электродвигателя (перегрузка, обрывфазы, заклинивание, тепловая защита, защита от работы с недогрузкой, защита отсверхтока) реализуются и контролируются преобразователем.
Технические данныепреобразователя частоты Vacon18,5 CXL4:
Pном.пр……………………………………………………..18,5 кВт.
Iном.пр. ……………………………………………………… 42А
Uном……….………….………………………………………400В.
/> Найдем ток теплового расцепителя: Iт.расц..≥ Iном.пр.
Iт.расц. = 1,1*Iн [A];
Iт.расц. = 1,1*42 = 46,2 А
Кратность тока уставкиавтомата Iном.пр. / Iт.расц.:
К = 42 / 46,2 = 0,9.
По этим условиям выбираемпо справочнику (с.604 Федоров) автоматический выключатель типа: АЕ2040.
Параметры выключателя:
Uн = 380 В
Iн = 50 А
Iт.расц = 46,2 А .
Для питаниячастотного преобразователя по схеме необходимо выбрать магнитный пускатель.
Магнитныепускатели предназначены главным образом для дистанционного управленияасинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором мощностью до 100кВт;для пуска непосредственным подключением к сети и останова электродвигателя(нереверсивные пускатели); для пуска, останова и реверса электродвигателя(реверсивные пускатели). В исполнении с тепловым реле пускатели также защищаютуправляемые электродвигатели от перегрузок. Магнитный пускатель представляетсобой трехполюсный контактор переменного тока с прямоходовой магнитнойсистемой.
Пускатели выбираютпо следующим условиям:
Напряжениевтягивающей катушки должно быть равно напряжению сети.
/> Номинальный ток пускателядолжен быть больше или равным силе тока нагрузки.
Пускатель долженобеспечивать нормальные условия коммутации.
Исполнение истепень защиты должны соответствовать условиям окружающей среды.
Выбираем по таблице 3.6 (с.143Коновалова) исходя из номинального тока преобразователя магнитный пускательтипа ПМЛ-3600 с параметрами:
Параметры пускателя:
Uн = 380 В.
Iн = 63 А.
Uкат. = 220В.
Пускатель на условия коммутациипроверять не нужно, так как разгон двигателя осуществляется плавно и пусковыетоки, характерные при прямом пуске отсутствуют.
Сетевой кабель и кабель дляподключения электродвигателя выбираем в соответствии с руководствомэксплуатации преобразователя и рекомендациями завода-изготовителя дляподключения частотных преобразователей Vacon: кабели рассчитаныпо номинальному току преобразователя.
По таблице руководства выбираемчетырёхжильные экранированные медные кабеля с сечением 10 мм2 (КВВГэ — 4 *10).
Прокладка кабелей должна вестиськак можно дальше от информационных кабелей связи, если такие применяются напроизводстве, для наименьшего наведения помех в них.
/>3.6.Конструкторская разработка
В качестве конструкторской разработки необходимо разработатьсхему управления скребковым конвейером. Схема должна осуществлять дистанционноеуправление включением и выключением частотного преобразователя. В схемууправления необходимо ввести потенциометр, позволяющий регулировать напряжениев необходимых пределах, которое подаётся на вход преобразователя для ручного регулированияскорости, а также миллиамперметр для индикации скорости электродвигателя напульту управления оператора. Данная схема должна быть построена таким способом,чтобы исключить пуск двигателя, когда не выполнены ниже перечисленные условия:
• Переключатель местного идистанционного управления не должен находиться в положении “0”
• Скребковый конвейертранспортирует кору на другой ленточный конвейер, поэтому, чтобы не произошлозасыпания последнего, они должны быть сблокированны.
• Так же в схеме должнобыть предусмотрено реле уровня коры в циклоне, которое в случае закупорки корыв последнем, отключает весь механизм.
• По«Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ) при наличии дистанционногоуправления электродвигателем какого-либо механизма вблизи последнего долженбыть установлен аппарат аварийного отключения, исключающий возможностьдистанционного или автоматического пуска электродвигателя до принудительноговозврата этого аппарата в исходное положение.
• По ПУЭ вблизи электродвигателей, которые управляются дистанционно, должнабыть предусмотрена звуковая и световая сигнализация для оповещениятехнологического персонала о том, что на данную электроустановку будет поданонапряжение.
Разработанная схема представлена в графической части.
/>
/>4. ОРГАНИЗАЦИОННО -ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
4.1. Структурная схема электротехнической службыпроизводства.
Управление энергетики.
Начальник управления энергетики.
Заместитель начальника управления энергетики.
Начальник центральной электрической службы.
Заместитель начальника центральной электрической службы.
Начальник участка ВВС.
Начальник смены ВВС.
Начальник ЭТЛ.
Мастер ЭТЛ.
Мастер по ремонту ВВ оборудования.
Служба регулируемыхприводов.
Начальник службырегулируемых приводов.
Начальник участка КДМ-21.
Начальник участка БДМ-11.
Начальник участка БДМ-14.
Начальник участка ППВ.
Начальник участка ремонтно-механического завода.
Электромонтажный участок.
Начальник электромонтажногоучастка.
Мастер электромонтажного участка.
/>
4.2.Организация пусконаладочных работ после монтажа электрооборудования
Работы по наладкеэлектроустановок являются завершающей частью комплекса электромонтажных работ ивыполняются той организацией, которая проводит основные электромонтажные работыи несет за них ответственность.
Целью наладочных работявляется обеспечение электрических параметров и режимов работыэлектрооборудования, заданных проектом технических показателей и надежностиработы.
Порядок выполненияработ:
1. До начала пусконаладочных работ должны быть выполненыследующие подготовительные мероприятия:
· изучениетехнической документации заводов-поставщиков электрооборудования;
· произведеныпроверочные расчеты и согласование уставок реле управления и защиты;
· подобраны необходимыеинструкции и техническая литература.
2. На месте производства работ руководитель наладочных работобеспечивает выполнение следующих подготовительных мероприятий:
· определяетпроизводственные помещения для лабораторий;
· совместно сруководителем монтажных работ устанавливает время начала наладочных работ.
3. В соответствии с объемом и сроками выполнения наладки,определяется сеть участков, бригад и звеньев на объекте.
/>4. Каждый участок, бригада, звено должны получить определенноезадание и срок выполнения работ.
5. Проверяется организация и экипировка рабочих мест бригады,каждое рабочее место размещается в непосредственной близости от налаживаемогооборудования. На рабочем месте должны быть необходимые измерительные приборы иинструменты.
6. Временные питающие электрические сети должны соответствоватьвсем правилам техники безопасности. Рабочее место должно иметь достаточноеосвещение.
7. Обязанности руководителя наладочных работ по объектуопределяют в специальных должностных инструкциях.
Во время проведенияналадочных работ, ведутся оперативные записи результатов измерений и испытанийпо ходу работ в соответствующий бланк протокола, для последующей подготовкитехнической отчетной документации.
В проект производстваналадочных работ должен быть включен отдельным пунктом объем наладочных работ,предназначенных для выполнения монтажа электрооборудования на объекте вспециально отведенных помещениях находящихся в близи объекта.
Порядок выполнения работ:
1. Работы, проводимые вне зоны монтажа при наличии крупныхпартий сложного электрооборудования, если это предусмотрено проектомпроизводства работ, производится предварительная наладка электрооборудования доготовности строительно-монтажных работ и передачи его в монтажную зону. Приэтом должны быть выполнены:
· проверка иналадка всех блоков системы автоматического управления;
· />проверка и наладка релейно-контактнойаппаратуры и приборов релейной защиты;
· проверка иналадка силовой части агрегата.
2. Наладочные работы, выполняемые по совместному графику с монтажнымиработами:
· к началуналадочных работ непосредственно на объекте должны быть установлены все системыуправления и защиты агрегата, а также цепи сигнализации и распределительныеустройства.
Состояние помещений, накоторых смонтировано электрооборудование, подлежащее наладке, должнообеспечивать координальные и безопасные условия производства работ.
При совмещенном проведенииналадочных и монтажных работ выполняются только те наладки, которые не требуютподачи напряжения в монтируемые электрические установки.
· к моменту полногоокончания монтажа, электроустановки до подачи напряжения по постоянной схеме,должны быть устранены все выявленные в ходе наладки дефекты и недоделкимонтажа, и выполнены следующие работы:
а) отчищены и покрашены помещения иэлектрооборудование;
б) сделаны необходимые надписи наэлектрооборудовании в соответствии с правилами;
в) закончена ревизия всегоэлектрооборудования.
· к моменту окончания наладочныхработ, по совместному графику с монтажными работами, наладочной организациейдолжны быть выполнены следующие работы:
а) закончена проверка правильности выполнения монтажапервичных и вторичных цепей;
/>б) проверена вся аппаратура, снятынеобходимые характеристики и выполнены установки;
в) проведены испытания повышеннымнапряжением изоляция кабелей, распределительных устройств и другогооборудования;
г) проверено функционированиеотдельных элементов схем и узлов;
д) подготовлена документация, дающаяоснование для подачи напряжения по постоянной схеме.
· с момента подачи напряженияв оперативные и силовые цепи по постоянной схеме на электроустановке вводитсяэксплуатационный режим.
· после введенияэксплуатационного режима наладочной организацией должно быть выполненоследующее:
а) опробование электроприводов наручном управлении;
б) проверка оборудования на различныхнагрузках и имитации возможных режимов для опробования схем защиты и блоковсигнализации;
в) снятие основных характеристикработы электроприводов;
г) обработка отчетной документации.
· во времяопытно-промышленной эксплуатации на сложных объектах производится режимнаяналадка, обеспечивающая получение заданных параметров по производительности,надежности и режимам работы.
По окончанииопытно-промышленной эксплуатации производится сдача объекта в промышленнуюэксплуатацию, приемно-сдаточные испытания оформляются актом специальнойкомиссии, организуемой заказчиком.
/>
4.3.Организация эксплуатацииуправляемых электроприводов.
Общие вопросы организации ремонта.
При осмотрах двигателейвыявляется механическое состояние, производится замена отдельных износившихсядеталей, очистка от грязи и пыли доступных частей и, в случае необходимости,назначаются сроки ремонта.
При планово-предупредительном ремонтепроизводится полная разборка двигателей, тщательный осмотр, проверка и чисткавсех частей, замена изношенных деталей, проводятся необходимые профилактическиеиспытания. Для нормальной организации планово-предупредительного ремонта,необходимо обеспечивать достаточное количество запасных деталей и сменногооборудования. Такая организация позволяет осуществить ремонт в кратчайший сроки с хорошим качеством. Количество запасного оборудования и деталей определяетсяспециальными нормами.
При капитальном ремонтепроизводится замена или перемотка обмоток статоров и роторов двигателей, заменаизношенных контактных колец или коллекторов и т.д. Капитальный ремонт требуетболее продолжительного времени и более квалифицированного персонала.
Сроки проведения осмотров,планово-предупредительных и капитальных ремонтов электрооборудования зависят отусловий работы электрооборудования, его конструкции и характера нагрузки.
/>5. Экономическая часть.
5.1. Расчет затрат на модернизацию электропривода.
Расчет трудоемкости обслуживания и ремонтовэлектрооборудования:
Скребковый конвейер работает в три смены. Учитывая трехсменную работускребкового конвейера и то, что его не останавливают во время пересменок – егоработа в год составляет 8000 часов.
Мощность привода конвейера составляет 11кВт. Характер работы конвейера –продолжительный. Учитываяусловия эксплуатации электрообо- рудования относим скребковый конвейер ктретьей группе режима работы.
Целью обслуживанияэлектрооборудования является бесперебойная работа технологическогооборудования, его надежность, безопасность, эксплуатационные качества иэффективность его работы.
При обслуживании скребковогоконвейера цеха подготовки древесного сырья, необходимо следить за выполнениемсроков испытаний всех подлежащих испытанию узлов и агрегатов группы, ихсвоевременная чистка, смазка и замена, а также оперативный ремонт.
Учитывая, чтов дипломном проекте рассматриваем электрооборудование только скребковогоконвейера, а не всего ЦПДС, определяем трудоёмкость его обслуживания, а не штатрабочих.
Годоваятрудоёмкость обслуживания электрооборудования определяется по формуле:
u
/> Тоб= åNоб*n
1
где Nоб — норматив годовой трудоёмкостиобслуживания единицы
электрооборудования, чел — час;
n— количество оборудования одного типа, шт;
u — количество наименованийэлектрооборудования.
Этот расчётрационально представлен в табличной форме
Таблица 1.
Трудоёмкостьобслуживания
Наименование
электрооборудования
и аппаратуры
управления
Кол-
во,
шт.
Тип, марка
Норматив
трудоёмкости,
чел-час
Трудоём-
кость
обслужива-
ния, чел-час
Электродвигатель
Частотный преобразователь
Автоматический выключатель
Пакетный
переключатель
Пускатель эл.маг.
Реле
Всего
Неучтенное оборуд.
Итого
1
1
1
1
3 1
1
1
3
8
8
4А132М2СУ3 Vacon CXL АЕ2040
ВП2-16
ПМЛ 3600
Finder 40.52.8
63,4
70,4
4,1
7,3
8,7
2,2
63,4
70,4
4,1
7,3
8,7
6,6
160,5
16
176,5
На производстве принята система ППР. Под системой ППРпонимают комплекс мероприятий, выполняемых по плану для обеспечениябесперебойной работе всего оборудования. Соблюдение этой системы повышаетработоспособность оборудования, удлиняет срок его службы,
/>способствуетулучшению качества продукции, снижению себестоимости изделий и, в конечномсчете, повышению рентабельности производства.
Одним из основных документов для планирования ремонтов являетсягодовой график планово-предупредительного ремонта электрооборудования.
Вдипломном проекте планово-предупредительный ремонт составляем по стандартнымнормативам положения о ППР.
Расчётграфика ППР представлен в табличной форме (см. табл.2).
Чтобы рассчитать трудоёмкость ремонтов, запланированных на год графикомППР, нужно определить годовую трудоёмкость по формуле:
u
Тр= åNр*М*n, (5.1.2.)
1
где Nр— норматив трудоёмкости одного ремонта, чел-час;
М — количество однотипных ремонтов для данного электрооборудования, шт.
Расчёт представлен втабличной форме.