Энергообеспечение производственной базы №5 сельскохозяйственного предприятия с разработкой автономной системы электроснабжения зерноочистительного агрегата

графики нагрузки мех.тока2.cdw

) Суточный график потребления мощности механизированного тока работающего в первом режиме.
Воздушно-решетчатая машина АИР100L6 (S=3
кВА); 2. Вытяжной вентилятор АИР100L2 (S=6
5 кВА); 4. Нория загрузочная АИР112М4(S=6
кВА); 5. Нория промежуточная АИР112МВ6 (S=5
кВА); 7. Подъемники; 8. Освещение.
) Суточный график потребления мощности механизированного тока работающего в третьем режиме.
кВА); 2. Вытяжной вентиляторАИР100L2 (S=6
Циклон АИР112М4 (S=7
кВА); 5. Нория промежуточнаяАИР112МВ6 (S=5
Подъемник; 7. Освещение.
) График потребления мощности механизированного тока работающего в первом режиме с учетом пусковых токов.
5 кВА); 4. Нория загрузочная АИР112М4 (S=6
кВА); 7. Подъемники; 8. Освещение; t
-установившейся режим.
) График потребления мощности механизированного тока работающего в третьем режиме.
Воздушно-решетчатая машинаАИР100L6 (S=3
Нория промежуточная АИР112МВ6 (S=5
механизированного тока

селективность.cdw

Ток КЗ на шинах 10 кВ (А)
согласование аппаратов защит
по условию селективности
электрическая структурная
Выбор и согласование работы аппаратов защиты ТП 100
Расчет токов короткого замыкания
Приведение токов срабатывания плавкого предохранителя
Технические характеристики автоматического выключателя
Технические характеристики плавкого предохранителя
Токи короткого замыкания

ЗАВ-20.cdw

Схема механизированного тока с расположением электрооборудования: 1. пульт управления; 2. завальная яма; 3. подъёмник;
нория загрузочная; 5. бункер отходов; 6. воздушно-решетчатая машина для очистки зерна; 7. циклон; 8. вентилятор вытяжной;
бункер отходов с триеров; 10. нория промежуточная; 11. кукольный овсюжный триер; 12. бункер.
А- Схема работы первого режима.
Б- Схема работы третьго режима.
Схема механизированного тока
с расположением электрооборудования

1.cdw

Наименование объекта
Телятник доращивания на 100 голов
Коровник на 200 голов
Административное здание
Коровник на 100 голов
Экспликация зданий и сооружений
Условные обозначения

пьезометрический.cdw

Наименование участка
Геодезическая отметка
Диаметр трубопровода
Расход теплоносителя
Производственная база сельскохозяйственного предприятия №5
Пьезометрический график

DIPLOM_RPZ.docx

Министерство сельского хозяйства
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Саратовский государственный аграрный университет
имени Н. И. Вавилова”
Факультет: Инженерии и Природообустройства
Специальность:13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника
Кафедра: Энергообеспечение предприятий АПК
ВЫПУСКНАЯ-КВАЛИФИКАЦИОННАЯ
Энергообеспечение производственной базы №5 сельскохозяйственного предприятия с разработкой автономной системы электроснабжения зерноочистительного агрегата.
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
“Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова”
Факультет инженерии и природообустройства.
Направление подготовки 13.03.01 – Теплоэнергетика и теплотехника
Кафедра Энергообеспечение предприятий АПК.
на выпускную-квалификационную работу студента
Тема проекта (работы): «Энергообеспечение производственной базы №5 сельскохозяйственного предприятия с разработкой автономной системы электроснабжения зерноочистительного агрегата» утверждена приказом №399-С по университету от «11»апреля2018 г.
Срок сдачи студентом законченного проекта (работы) « 15»июня2018 г.
Исходные данные к проекту (работе) материалы комплексного задания по курсовому проектированию нормативно-технические документы учебная литература и учебно-методические пособия.
Содержание расчётно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов) Общая часть; 1.Структура предприятия; 2.Теплоснабжение производственной базы №5 сельскохозяйственного предприятия; 3.Расчет и подбор оборудования котельной; 4.Электроснабжение производственной базы №5сельскохозяйственного предприятия; 5.Детальная разработка; 6.Мероприятия по энергосбережению; Заключение.
Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей) 1.План тепловой сети производственной базы №5 сельскохозяйственного предприятия; 2.Пьезометрический график; 3.Схема электрической сети производственной базы №5 сельскохозяйственного предприятия; 4.Схема электрическая структурная согласование аппаратов защит по условию селективности; 5.Схема механизированного тока с расположением электрооборудования; 6.Графики нагрузки механизированного тока.
План: Производственная база №5 сельскохозяйственного предприятия.
Таблица 1 – Характеристики потребителей тепла.
объем м3(площадь м2)
Административное здание
Машинно-тракторная мастерская
Пункт ремонта электрооборудования
(число посадочных мест)персонал 4
мойка для посуды 4 штраковина 6 шт
Площадка для с.х. техники
Температура отопительного периода
Продолжи-тельность отопительно-го периода
Число часов за отопительный период со среднесуточной температурой (и ниже) оС
Максимальная скорость ветра 125 мс
Средняя температура наружного воздуха за отопительный период -660С
Тип прокладки трубопровода – на открытом воздухе
Высота самого высокого здания 125 метра.
Таблица2– Установленнаямощностьпотребителей.
Наименованияпотребителей
Установленная мощность (кВт)
Административноезданиена15-25рабочихмест
Машинно-тракторнаямастерская
Пунктремонтаэлектро-оборудования
Площадкадлятранспорта
Таблица3– Исходныеданныедляпроверки сетина запускасинхронногокороткозамкнутогоэлектродвигателя.
Токкороткогозамыканияв точке К: Iк1(3)= 15 (кА)
Выпускная квалификационная работа «Энергообеспечение производственной базы №5 сельскохозяйственного предприятия с разработкой автономной системы электроснабжения зерноочистительного агрегата» выполнен
В состав выпускной квалификационной рабрты входят 6 основных разделов:
теплоснабжение предприятия;
расчет и подбор оборудования котельной;
электроснабжение предприятия;
разработка автономного источника электроснабжения для зерноочистительного агрегата;
мероприятия по энергосбережению
Выпускная квалификационная работа состоит из расчетно-пояснительной записки выполненной на 113 листах машинописного текста и 6 листов графического материала формата А3.Библиографический список включает 17 источников.
1.Структура предприятия 9
2.Тепловые нагрузки на отопление вентиляцию технологические нужды и ГВС 13
3.Электрические нагрузки предприятия 17
Теплоснабжение предприятия 19
1.Выбор трассы и способа прокладки тепловых сетей 19
2.Определение расчетных расходов теплоносителей 21
3.Гидравлический расчет тепловой сети 23
4.Выбор и расчет гидро-теплоизоляционного слоя 29
5.Выбор и расчет компенсаторов тепловых удлинений 32
6.Прочностной расчет тепловой сети 35
Расчет и подбор оборудования котельной 39
1.Выбор и расчет основного оборудования котельной 39
2.Выбор и расчет вспомогательного оборудования котельной 45
Электроснабжение предприятия 49
1.Определение центра электрических нагрузок и выбор места установки трансформаторной подстанции 1004 кВ. Выбор трансформаторов 49
2.Выбор трассы ВЛ 038 кВ 51
3.Расчет электрических нагрузок ВЛ 038 кВ 53
4.Электрический расчет самонесущих изолированных проводов 56
5.Расчет токов короткого замыкания 62
6.Расчет мощности ТП 1004 кВ 66
7.Расчет и выбор аппаратов защиты ВЛ 038 кВ и трансформатора 1004 кВ 68
8.Согласование работы предохранителей и автоматов по условиям селективности 70
Детальная разработка 74
1.Краткое описание зерноочистительного агрегата ЗАВ-20 74
2.Режимы работы зерноочистительного агрегата ЗАВ-20 75
3.Определение периодичности и длительности работы подъемника 77
4.Определение мощности электродвигателей установленных на механизированном току 79
5.Режимы работы механизированного тока 82
6.Построение суточного графика нагрузки механизированного тока 86
7.График нагрузки с учетом пусковых токов 91
8.Формулировка технических требований к автономному дизель-генератору 94
9.Выбор мощности автономного дизель-генератора 95
Мероприятия по энергосбережению 97
Библиографический список110
Энергетика в настоящее время является одной из основных отраслей современного рыночно развитого ведениядел страны. В определение энергетики входитв общем смысле установки для производства транспортировки и использования тепловой и электрическойэнергии энергии сжатых газов и других энергоносителей.
Потребления тепловойэнергии и электричества – одна из основных статей топливно-энергетического комплекса нашей страны. На производство тепловой энергии в стране ежегодно расходуется более 600 млн. т. условного топлива т.е. около 30 % всех используемых первичных топливно-энергетических ресурсов. Большая часть тепла в сельском хозяйстве производится в теплоэлектроцентралях районных квартальных и более мелких котельных. Кроме того старение теплогенерирующего оборудование и теплопроводов и возрастающие потери рабочего тела в теплосетях приводит к неоправданно высоким издержкам в производстве и высокой стоимости энергоресурсов.
Тепловое хозяйство России и сельского хозяйства в частности в течение длительного периода развивается по концепции концентрации тепловых нагрузок централизации теплоснабжения и совместной выработки тепловой и электрической энергии.
Одно из наиболее широкихраспространений получила теплофикация как наиболее рациональный метод использования топливно-энергетических ресурсов для тепло- и электроснабжения.
Продолжениеразвития теплофикации помогает решению многих важных энергетических и социальных проблем таких как повышению тепловой и общей экономичности электроэнергетического производства обеспечение большей экономичности и качества теплоснабжения сельскохозяйственных и промышленных комплексов улучшению экологической безопасности в поселках и промышленных районах снижение трудозатрат в сельском хозяйстве.
Наряду с центральной теплофикацией в последнее время все чаще используется теплоснабжение от экономичных мини-котельных установок а также от систем встроенных местных тепло установок. Каждый из таких источников теплоснабжения имеет свою область экономически целесообразного применения.
В системах централизованного теплоснабжения по тепловым сетям передается тепловая энергия различным теплопотребителям. Хотя наблюдается значительное разнообразие тепловой нагрузки ее можно разделить на две основные группы по временному характеру протекания:
Изменение сезонной нагрузки зависит в основном от климатических условий:
- температуры наружного воздуха
- направления и скорости ветра
- солнечного излучения влажности воздуха и т.п.
Основную роль играет наружная температура.
1.СТРУКТУРА ПРЕДПРИЯТИЯ.
При проектировании производственных предприятий следует соблюдать требования СНиП 11-01-95 и другие нормы и правила технологического и строительного проектирования а также правила пожарной безопасности ППБ 01-93 природоохранное законодательство положения других нормативно-методических и технических документов.
Производственные предприятия должны обеспечиваться водой теплом электроэнергией подъездными путями подъезда пожарной техники и т.п. вывоза отходов производства и находиться в пределах установленного радиуса выезда пожарного депо.
Площадка для строительства производственных предприятий при новом строительстве выбирается в соответствии со СНиП II-97-76 на выделенных местными органами управления земельных угодьях.
Территория производственного предприятия должна быть огорожена благоустроена путем планировки устройства уклонов и лотков (канав) для стока и отвода поверхностных води применения соответствующих покрытий для проездов и технологических площадок.
Конструкцию покрытий проездов и площадок принимать с учетом применяемых мобильных транспортных и уборочных средств.
При разработке генерального плана производственных предприятия следует руководствоваться положениями СНиП II-97-76 НПБ 201-96 требованиями нормативно-методических документов.
Территорию предприятия разделяют на зоны: основного производства административно-хозяйственную склады.
Зона основного производства может делиться на подзоны в зависимости от мощности предприятия и его производственной направленности.Зоны (площадки) должны быть разделены на подзоны(микроплощадки).
Расстояния между зданиями предприятия следует принимать равными противопожарным если не возникает необходимость увеличения их в связи стехнологическими и планировочными требованиями (рельеф участка размещение в разрывах выгулов сохранение естественных ветрозащитных полос и др.).
На территории предприятия располагаются следующие объекты: Проходная склад нефтепродуктов административное здание машино-тракторная мастерская гараж склад запчастей пункт ремонта электрооборудования столовая площадка для транспорта ЗАВ-20 котельная.
Электроснабжение хозяйства обеспечивается ВЛ от трансформаторной подстанции 1004кВ которая располагается на территории хозяйства.
Теплоснабжение на территории предприятия будет централизованное так как на территории будет котельная от которой будут отапливаться: Проходная склад нефтепродуктов административное здание машино-тракторная мастерская гараж склад запчастей пункт ремонта электрооборудования столовая.
Будет осуществляться газоснабжение котельной на территории хозяйства.
Водоснабжение предприятия будет осуществляться за счёт водопровода из населенного пункта.
Схема расположения зданий на территории предприятия показана на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1.-План территории предприятия.
2. ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЕ ВЕНТЕЛЯЦИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ.
Выполним расчет для здания №1 Проходная.
Определение тепловой нагрузки осуществляется по укрупненным показателям.
Расчетная нагрузка отопления здания Вт:
где укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление 1 зданий Вт[2];
обьем помещения по наружным размерам ;
температура внутреннего воздуха в помещении принимаем 14 °С[4];
расчетная температура наружного воздуха для отопления °С.
Расчетная нагрузка вентиляции здания Вт:
где укрупненный показатель максимального теплового потока на вентиляцию 1 зданий Вт [2];
расчетная температура наружного воздуха для вентиляции °С.
Расчетная нагрузка горячего водоснабжения здания определяется следующим образом:
Определяется вероятность одновременной работы группы однотипных
водопотребителей (мойки души раковины и т.д.):
где расход горячей воды одним прибором в час наибольшего водопотребления лч [3];
секундный расход горячей воды одним прибором лс [1];
количество однотипных приборов шт;
количество одновременно находящихся людей в помещении в час наибольшего водопотребления(численность персонала помещения) а для объектов питания число реализуемых блюд в час где число посадочных мест количество посадок в час за одно место для столовых предприятий принимается равным 3.
Количество приборов данной группы работающих одновременно шт:
Полученное значение округляем до ближайшего большего значения числа .
Расход горячей воды данной группой однотипных приборов кгс:
где плотность горячей воды принимаем равной 975 [5].
Расчетная нагрузка на горячее водоснабжение Вт:
где температура горячей воды для СТО 60 [3];
температура холодной воды для отопительного периода принимаем
+5 для неотопительного +15 [3].
в неотопительный период:
в отопительный период:
Аналогичный расчет проводится для остальных зданий.
Среднесуточный расход теплоты на технологические нужды здания за отопительный или неотопительный период равен 0 так как технологическая нагрузка отсутствует.
Расчетная тепловая нагрузка здания Вт:
Максимальная тепловая нагрузка здания Вт:
Расчетная тепловая нагрузка предприятия Вт:
Максимальная нагрузка предприятия Вт:
Результаты расчетов тепловых нагрузок сводим в таблицу 1.1.
Таблица 1.1-Тепловые нагрузки.
3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ПРЕДПРИЯТИЯ.
Коэффициент корректировки нагрузок рассчитывать не требуется так как установленная мощность потребителей соответствует электрической нагрузке потребителей.
Полная нагрузка потребителя рассчитывается по формулам:
где и – полная дневная и вечерняя нагрузка потребителя кВА;
и – активная дневная и вечерняя нагрузка потребителя кВт;
и– реактивная дневная и вечерняя нагрузка потребителя кВар.
Тогда дневная нагрузка для ЗАВ 20(№10):
Таблица 1.2.-Электрические нагрузки производственныхобщественных и коммунально-бытовых потребителей.
Наименование объекта
Склад нефтепродуктов
Продолжение таблицы 1.2.
Маш.-тракторная мастерская
Площадка для транспорта
Если от ТП 1004 кВ питается только производственная нагрузка рас-
чет ведут по дневному максимуму () если только бытовая (жилые дома) –
по вечернему максимуму (). Когда от подстанции питается смешанная нагрузка рассчитывают дневной и вечерний максимум и выбирают больший.
Дневная нагрузка (кВА):
Вечерняя нагрузка (кВА):
Дальнейшие расчеты ведем по дневной нагрузке т.к.
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ.
1 ВЫБОР ТРАССЫ И СПОСОБА ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ
На территории данного предприятия применяется надземная прокладка трубопроводов.
Этот метод выгоден и удобен так как увеличивается надёжность и срок службы упрощается надзор и ремонт трубопроводов. Ведение работ при надземной прокладке осуществляется круглый год и может располагаться там где подземная прокладка затрудняется. Надземная прокладка трубопроводов производится на участках с любым рельефом наиболее целесообразное применение на трассах пересекающих территории с изрезанным рельефом большим количеством рек озёр а также оврагов и тому подобное на просадочныхмноголетнемёрзлых грунтах и в различных других сложных условиях.
Земляные работы при сооружении надземных трубопроводов на трассах производят как правило в незначительных объёмах по срезке или подсыпке грунта при переходе к другому виду прокладки на подходах к рекам и озёрам для выравнивания поверхности подготовки оснований под большие опоры и т.п.
При монтаже трубопровод сваривают в одну единую нить и укладывают на ранее установленные опоры трубоукладочной колонной.
Также возможен монтаж на опорах отдельными секциями длиной от 12 до 36 м. На трубопроводах с большим диаметром регулировка опорных частей производится с помощью динамометров по расчётной нагрузке. В зависимости от конструкций гасителей колебаний их монтаж производится до или после монтажа теплоизоляции и нанесения антикоррозионной изоляции.
Рисунок 2.1-План сети.
2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ.
Выполним расчет для здания №1 Проходная.
Определяем расчетные расходы сетевой воды кгс:
где доля тепловых потерь в тепловых сетях равная 005 [5].
на горячее водоснабжение в СТО:
гдеминимальная температура прямой сетевой воды в СТО принимаем равной 60[5];
температура воды после подогревателя ГВС[5].
где коэффициент учитывающий долю среднего расхода воды на ГВС и технологическую нагрузку при регулировании смешанной нагрузки по
нагрузке отопления принимаем равной 08 для СТО.
Аналогичный расчет проводится для остальных зданий и результат сводится в таблицу 2.1.
Таблица 2.1-Расход теплоносителя
3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ.
Расчет ведется по каждым участкам отдельно. Выполним расчет для участка №1.
Расчет ведем сначала для расчетной магистрали (от источника)в следующем порядке:
Определяем диаметр трубопровода на данном участке м:
где эквивалентная шероховатость трубопроводов для систем теплоснабжения принимаем равную 00005 м [2];
расход теплоносителя на данном участке кгс;
удельные линейные потери для расчетной магистрали принимаем равными 80 Пам.
Для дальнейшего расчетавыбираем ближайший больший диаметр условного прохода м.[1]
Удельное линейное падение давления Пам:
Рассчитываем эквивалентную длину местных сопротивлений на расчетном участке предварительно приняв установку компенсаторов через каждые 100 метров м:
где коэффициент местного сопротивления.[5]
Уточняем потери давления на расчетном участке Па:
где длина данного участка м.
Определяем потери напора на данном участке магистрали м:
где удельный вес теплоносителя принимаем 9550 Н
Для полного баланса сети осуществляем расчёт ответвлений:
Определяем удельное линейное падение давления на расчетном ответвлениидля каждого участка:
Выполним расчёт для 4 участка:
где необходимые потери давления для ответвления м;
протяженность расчетного ответвления м.
Так как величина неизвестная составляем уравнение:
Сокращаем и получаем конечное уравнение:
Выполним расчёт для 5 участка:
Выполним расчёт для 6 участка:
Выполним расчёт для 7 участка:
Выполним расчёт для 8 участка:
Выполним расчёт для 9 участка:
Выполним расчёт для 10 участка:
Выполним расчёт для 11 участка:
Выполним расчёт для 12 участка:
Выполним расчёт для 13 участка:
Полученный результат подставляем в формулу (2.10) и повторяем расчет формул (2.52.9). Полученные данные сводятся в таблицу 2.2
Таблица 2.2. - гидравлический расчет тепловой сети.
Диаметр условного прохода мм
Удельное падение давления Па
Эквивалентная длина м
Продолжение таблицы 2.2
Далее определяем потери давления от источника до каждого из потребителей путем суммирования потерь на участках соединяющих источник с данным потребителем и сводим полученный результат в таблицу 2.3.
Таблица 2.3. - Суммарные потери напора от источника до потребителей.
Участки от источника
Суммарные потери напора м
Так как перепад напоров между потребителем с самым большим напором и потребителем не превышает2 м то это говорит о том что нет необходимости установки на входе у потребителя дроссельной шайбы.
4. ВЫБОР И РАСЧЕТ ГИДРО-ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГОСЛОЯ.
В качестве материала теплоизоляции маты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем плотностью 50кгм3. В качестве гидроизоляции используется 2 слоя полиэтиленовой пленки толщиной 05 мм так как только ее можно использовать с выбранной теплоизоляцией.
Выполним расчет для участка №1.
Линейное термическое сопротивление теплоотдаче наружной изоляции на данном участке :
гдекоэффициент теплоотдачи наружной поверхности изоляции принимаем равным 32 ;
толщина слоя теплоизоляции трубопровода м;
наружный диаметр трубопровода на данном участке м [1].
Термическое сопротивление теплоотдаче теплоизоляции :
где коэффициент теплопроводности теплоизоляции [1].
Линейная плотность теплового потока для цилиндрической
поверхности при прокладке трубопровода на открытом воздухе :
где среднегодовая температура теплоносителя в прямом трубопроводу [13];
коэффициент дополнительных потерь учитывающий теплопотери через теплопроводные включения в теплоизоляционных конструкцияхобусловленных наличием в них крепежных деталей и опор при диаметре трубопровода до 150 мм в противном случае .
Остальные участки рассчитываем аналогичным образом и сводим результаты в таблицу 2.4.
Таблица 2.4-Расчет теплоизоляции трубопроводов
Предельный тепловой поток Втм
Фактический тепловой поток Втм
Продолжение таблицы 2.4
Маты из стеклянного волокна
5. ВЫБОР И РАСЧЕТ КОМПЕНСАТОРОВ ТЕПЛОВЫХ УДЛИНЕНИЙ.
В качестве компенсаторов температурных деформаций применяем упругие П-образные компенсаторы так как их можно совместить с технологическими проездами транспорта на территории предприятия.
Определяют безразмерный коэффициент А для П-образного компенсатора:
где средний радиус изгиба трубы 2 м;
плечо компенсатора принимаем равным 6 м;
спинка компенсатора принимаем равным 48 м.
Компенсирующая способность одного П-образного компенсатора при предварительном растяжении его на половину теплового удлинения:
гдемаксимально допустимое напряжениепринимаем 117 МПа;
модуль упругости Па.
Максимальное расстояние между двумя компенсаторами м:
где коэффициент линейного удлинения 1°С;
разность температур при которой монтировалось соединение и
максимальной рабочей [3].
Количество компенсаторовнеобходимых для компенсации температурного удлинения на расчетном участке:
Остальные участки рассчитываем аналогично.
На участке № 12 имеется поворот поэтому количество компенсаторов уменьшается на 1и оставшийся некомпенсированный участок проверяется на напряжение изгиба при естественной компенсации.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.5.
Таблица 2.5-Результаты расчета компенсаторов температурных удлинений.
Продолжение таблицы 2.5.
6. ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ.
Рисунок 2.2 – Опоры.
Выполним расчет для опоры Н2.
На неподвижные опоры могут действовать силы:
Сила трения в подвижной опоре Н:
где расстояние между двумя смежными неподвижными опорами
принимается равной меньшему из максимального расстояния между компенсаторами ;
коэффициент трения скользящих подвижных опор равный 03. [1].
Осевая сила создаваемая П-образным компенсатором рассчитывается в следующем порядке:
Приведенная длина осевой линии участка м:
Центральный момент инерции :
Осевая сила упругой деформации создаваемая компенсатором Н:
гдемомент инерции сечения трубопровода определяется по формуле:. (2.23)
Сила внутреннего давления теплоносителя при изменении диаметра или наличии дроссельной шайбы Н:
где действительное давление теплоносителя в месте изменения сечения трубопровода Па;
диаметр большего трубопровода м;
диаметр меньшего трубопровода м.
Остальные участки рассчитываются аналогично и результаты сводятся в таблицу 2.6.
Таблица 2.6-Силы действующие на неподвижные опоры
Результирующая нагрузка на неподвижную опору определяется как геометрическая сумма действующих на нее сил.
Таблица 2.7-Направление действия сил на опору
Направление сил действующих на опору
Результирующая сила
РАСЧЕТ И ВЫБОР ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ.
Расчет и выбор теплоэнергетического оборудования котельных выполняют для пяти характерных режимов:
–максимального зимнего – при средней температуре наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку;
– зимнего или наиболее холодного месяца – при средней температуре наружного воздуха в наиболее холодный месяц;
– в точке излома температурного графика – при температуре наружного воздуха определяющего переход отопительного графика ниже
–начала отопительного периода – при температуре наружного воздуха ;
– летнего – при температуре наружного воздуха равной расчетной внутренней температуре помещений.
1.ВЫБОР ИРАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ.
Расчетную тепловую мощность котельной принимают по тепловой нагрузке при максимально-зимнем режиме Вт:
где – суммарная тепловая мощность всех котлов установленных в котельной Вт;
– количество тепловой энергии отпускаемое в тепловую сеть Вт;
– количество тепла расходуемое на собственные нужды котельной Вт;
– коэффициент учитывающий дополнительные теплопотери при транспорте тепла и собственные нужды котельной.
Количество отпущенной теплоты определяется с учетом дополнительных теплозатрат обусловленных потерями в тепловых сетях при транспортировании теплоносителя от источника до потребителей. Расход тепла на собственные нужды котельной определяется расчетным или опытным путем исходя из потребностей конкретного теплоисточника как
сумма расходов теплоты на отдельные элементы затрат: расход теплоты на технологические процессы подготовки воды; потери теплоты на нагрев воды; расход теплоты на отопление помещений котельной и вспомогательных зданий. Следует учитывать и другие статьи (выпар из деаэраторов отбор проб утечки через неплотности горячее водоснабжение на бытовые нужды персонала котельной) которые условно оцениваются в размере 02% установленной теплопроизводительности котлов.
При отсутствии всех необходимых сведений рядом величин можно предварительно задаваться на основе опыта проектирования. Долю тепловых потерь в тепловых сетях принимают от 4 до 8 %. Для определения затрат теплоты на собственные нужды котельной следующие величины расходов теплоты:
-на деаэрацию питательной воды и подогрев сырой и химически очищенной воды при закрытой системе теплоснабжения от 1 до 10 % суммарного отпуска тепловой энергии внешним потребителям;
-на потери теплоты внутри котельной 2 - 3 % той же величины.
Предварительно дополнительные теплопотери при транспорте тепла и собственные нужды котельной принимаем в размере 15 % общего расхода тепла.
После расчета тепловой нагрузки и расходов теплоносителя необходимо выбрать число устанавливаемых котлов.
В котельной должно быть не менее двух и не более четырех (стальных) или шести (чугунных) котлов причем котлы однотипные по теплоносителю должны иметь одинаковую площадь поверхности нагрева. Но следует учесть что для нужд отопления и вентиляции требуется как минимум два котла один из которых будет работать в среднеотопительный период когда тепловая нагрузка значительно снижается или в случае аварии может служить резервным.
Количество и теплопроизводительностькотлоагрегатов выбираются по максимальному расходу тепла с тем чтобы при выходе из строя одного из котлоагрегатов оставшиеся обеспечивали максимальный отпуск тепла на технологические нужды средний за наиболее холодный месяц отпуск тепла на отопление и вентиляцию и среднечасовой отпуск тепла на горячее водоснабжение с учетом расхода тепла на собственные нужды котельной.
Выбирать котлы следует такой тепловой мощности чтобы она была кратной летней тепловой нагрузке. Это делается для того чтобы более рационально использовать котлы работающие в летний период на горячее водоснабжение и технологические нужды.
Для принятых к установке водогрейных котлов соответствующей марки и тепловой производительности приводятся технические характеристики.
Подбор котлов ведется по основным параметрам:
– Номинальная теплопроизводительность (мощность) МВт;
– КПД котла % не менее;
– Вид потребляемого топлива (газообразное);
– Рабочее давление воды в котле МПа;
– Расход теплоносителя тч;
– Максимальная температура воды на выходе .
Далее определяются режимы работы котлов.
где - фактическая тепловая нагрузка системы теплоснабжения МВт;
- мощность котла МВт;
- количество котлов шт.
Фактическая тепловая нагрузка системы теплоснабжения с учетом принятых потерь определится по формуле Вт:
Нагрузка на отопление вентиляцию и горячее водоснабжения определяют по формулам (3) (4) (5).
Температура при которой процент загрузки каждого из котлов равен 50% является температурой изменения количества работающих котлов. Как только процент загрузки станет равным (100)% следует дальше расчет вести для одного котла.
Принимаем 4 котла марки КВГМ - 04 характеристики котельных агрегатов заносятся в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 - Характеристики котельного агрегата
Максимальная температура воды на выходе
Расход топлива (природный газ)
Сопротивление газового тракта
Сопротивление водяного тракта
Водяная емкость котла
Рабочее давление воды в котле
Расход теплоносителя
Для этого рассчитывается процент загрузки . Он должен быть не ниже 40 % в противном случае следует заново подобрать котлоагрегаты.
где - суммарный максимальный тепловой поток на ГВС Вт.
Расчетная тепловая мощность котельной при летнем режиме Вт:
Рассчитывается процент загрузки для летнего котла по формуле (3.2).
Принимаем 1 котёл марки КСВа - 03 характеристики котельных агрегатов заносятся в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 - Характеристики летнего котельного агрегата.
Продолжение таблицы 3.2.
Результаты расчета заносим в таблицу и строим график загрузки котлоагрегатов где по оси абсцисс откладывается температура наружного воздуха а по оси ординат – тепловая нагрузка для соответствующих температур:
Итоговую таблицу заполняем для пяти характерных режимов работы котельной.
Таблица 3.3 - Загрузка котельных агрегатов.
Характерный режим работы
Наиболее холодного месяца
В точке излома температурного графика
Начало отопительного периода
2 ВЫБОР И РАСЧЕТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ.
Для обеспечения надежности работы котельных с водогрейными котлами необходимо удаление из воды растворенных в ней коррозионно-активных газов – кислорода и свободной углекислоты.
Процесс деаэрации для водогрейных котлов с температурой воды до 100 осуществляется с давлением над поверхностью воды меньше атмосферного т.е. когда вода кипит при температуре ниже 100. Для этих целей используют вакуумный деаэратор серии ДВ.
Расход воды на подпитку в закрытых тепловых сетях с учетом потерь 2% в тепловых сетях кгч:
- для открытых тепловых сетей:
Деаэратор подбирают с номинальной производительностью по расходу воды на подпитку кгч.
Характеристики принятого деаэратора приводим в виде таблицы 3.4.
Таблица 3.4 - Характеристика деаэратора
Номинальная производительность тч
Рабочее давление МПа
Температура деаэрированной воды ºС
Продолжение таблицы 3.4
водоструйный эжектор
Бак деаэрированной воды размещают на нулевой отметке.
Для работы вакуумного деаэратора предусматривается водоструйный эжектор и бак охладитель выпара который необходимо подобрать по марке деаэратора.
ПОДБОР ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ НАСОСОВ.
Для циркуляции воды в тепловых сетях в котельной устанавливают не менее двух сетевых насосов один из которых резервный. Подача сетевого насоса равна максимальному часовому расходу сетевой воды через обратную линию и определяется по формуле м3ч:
где n – количество одновременно работающих насосов шт;
– плотность воды принимаем по максимальной температуре теплоносителя в обратном трубопроводе (70 ) т.
Расход сетевой воды от внешних потребителей через обратную линию кгч:
Тогда для летнего режима:
Напор создаваемый сетевым насосом зависит от общего сопротивления тепловой сети и равен сумме потерь напора в котельном агрегате в подающем и обратном трубопроводах расчетной магистрали и теплопотребляющих системах.
Принимаем центробежный сетевой насос соответствующей производительности.
На линии рециркуляции котла устанавливаем рециркуляционный насос с подачей:
где – плотность воды принимаем по максимальной температуре теплоносителя на выходе из котла (95 ) т.
Расход воды на рециркуляцию кгч:
Принимаем центробежный насос соответствующей производительности и напором для преодоления гидравлического сопротивления котла.
Для компенсации водоразбора и утечек сетевой воды в тепловой сети и тепловой схеме предназначены подпиточные насосы. В котельной должно быть не менее двух подпиточных насосов один из которых резервный. Устанавливают их перед сетевыми подавая в систему химически очищенную воду из деаэратора.
Подача подпиточной воды (70 ) подпиточным насосом ч:
Принимаем центробежный насос соответствующей производительности.
Для подачи воды в систему предусматриваются два насоса исходной воды один из которых резервный.
Подача сырой воды насосом исходной воды ч:
где – плотность сырой водопроводной воды принимаем по температуре холодной (водопроводной) воды в отопительный период (5) т:
Расход сырой воды на химводоочистку при собственных нуждах последней 25% производительности кгч:
Результаты подбора всех насосов сводят в итоговую таблицу 3.5.
Таблица 3.5 – Итоговая таблица подбора насосов
Производи-тельность м3ч
Летний сетевой насос
Рециркуляционный насос
рециркуляционный насос
Все насосы комплектуются запорной арматурой до и после по ходу движения теплоносителя.
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК И ВЫБОР МЕСТА УСТАНОВКИ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ 1004 кВ. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ.
Для снижения суммарной длины и сечения провода линий электропередачи ТП располагают по возможности в центре электрических нагрузок. При этом подстанция должна устанавливаться на участке незатопляемом ливневыми или паводковыми водами иметь удобный подход линии высшего напряжения не загораживать проезд транспорту не создавать помех в нормальной жизни жителей населенного пункта.
Рисунок - 4.1 Определение центра электрических нагрузок
Центр электрических нагрузок определяют графоаналитическим
методом. Для этого на план электрифицируемого объекта наносятся координатные оси. Начало координат выбирается произвольно. На координатные оси наносятся деления принимаем размер деления 05 см. Из
центра каждой нагрузки проводятся перпендикуляры на ось x и ось y. Полную мощность и координаты нагрузок сводят в таблицу.
Таблица 4.1. - Полная мощность и координаты электрических нагрузок.
Координаты центра нагрузок и (см) определяются по формулам:
где – полная мощность 1-ой нагрузки кВА;
и – проекции центров нагрузок соответственно на ось
– сумма полных мощностей всех нагрузок.
2. ВЫБОР ТРАССЫ ВЛ - 038 кВ.
При выборе трассы ВЛ-038 кВ необходимо соблюдать следующие требования. Для сельских населенных пунктов рекомендуется применять КТП упрощенного типа. От таких подстанций мощностью до 250 кВА могут быть запитаны 3 фидера (отходящих линии) 038 кВ. Нагрузки по фидерам должны распределяться по возможности равномерно.
Линия электропередачи не должна возвращаться назад к подстанции.
Если трасса ВЛ дважды поворачивает то потери электроэнергии удваиваются. Внутренний угол поворота ВЛ не должен быть меньше 90°. Отпайки от воздушной линии и пересечения её с другими воздушными линиями электропередачи или линиями связи выполняют под прямым углом. У тупиковой КТП 1004 кВ с воздушным вводом ВЛ-038 кВ могут отходить с трех сторон с четвертой стороны подходит ВЛ-10 кВ. Производственные и бытовые нагрузки следует запитывать от разных подстанций.
Рисунок -4.2. КТП 1004 кВ с питающей и отходящими линиями.
3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ВЛ-038 кВ.
Прежде чем приступить к расчету сечения провода необходимо определить нагрузку по участкам ВЛ. Для этого составляют расчетную схему на которой указывают нагрузки потребителей и длины участков линии в километрах (рис. 4.3).
Рисунок 4.3. - Расчетная схема ВЛ-038кВ.
Далее суммируют нагрузки потребителей на каждом участке линии
суммирование начинают с последнего участка и производят с использованием специальных таблиц. К большей нагрузке прибавляют не всю меньшую нагрузку а только добавку от нее (ΔS). Например надо сложить 3 нагрузки для линии 2:=292кВА =36кВА и =336кВА.
Сначала к нагрузке =36 кВа прибавляем нагрузку = 292кВА
после к нагрузке на участок прибавляем нагрузку = 336кВА при этом учитываем добавки от больших значений.
где – нагрузка на данном участке;
– нагрузка на гараж;
– нагрузка на склад запчастей;
– добавка от нагрузки на участок .
Далее к полученной сумме прибавляем добавку нагрузки на участок :
где – нагрузка на головном участке;
– нагрузка на пункт ремонта электрооборудования;
Для определения мощности ТП 1004 кВ арифметически суммируют
нагрузки на головных участках всех ВЛ-038кВ. Полученный результат умножают на коэффициент роста нагрузок . Если динамика роста нагрузок неизвестна принимают . Затем принимают ближайшую большую стандартную мощность подстанции. Результаты расчета сводятся в таблицу 4.2.
Таблица 4.2. - Нагрузки ВЛ-038кВ.
Расчетная нагрузка (кВА)
Продолжение таблицы 4.2.
Суммарная нагрузка ТП 1
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ САМОНЕСУЩИХ ИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ.
Сечение провода выбирают по длительному допустимому току и проверяют по механической прочности и допустимой потере напряжения. Один фидер подстанции питающей производственную нагрузку проверяется на возможность пуска мощного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Так как линия выполнена самонесущим изолированным проводом дополнительно производится проверка на термическую стойкость в режиме короткого замыкания. В соответствии с п.2.4.13. и п.2.4.16. ПУЭ воздушные линии электропередачи с самонесущими изолированными проводами (ВЛИ) выполняются проводом одного сечения по всей длине линии. По условиям механической прочности сечение фазных проводов магистрали должно быть не менее 50 .
Так как сечение провода принято одинаковым по всей длине линии
расчет ведут по току головного участка. Зная полную мощность определяют
где – ток на головном участке А;
– нагрузка головного участка кВА;
– номинальное линейное напряжение кВ.
Полученный результат сравнивают с допустимыми значениями тока для проводов воздушной линии и выбирают провод такого сечения
чтобы допустимый длительный ток был не меньше расчетного.
Выбранный провод проверяют по допустимой потере напряжения для
этого определяем фактическую потерю напряжения на участке В:
где S – нагрузка на участке ВЛ кВА;
– длина участка км;
– номинальное линейное напряжение кВ;
– удельное активное сопротивление провода Омкм;
cosφ – коэффициент мощности;
– удельное индуктивное сопротивление провода Омкм;
Для линии 1 принимаем провод СИП 4х50.
Суммируют потерю напряжения всех участков линии.
Сравнивают фактическую потерю напряжения с допустимой.
где – фактическая потеря напряжения В.
– допустимые потери напряжения В.
По длительному допустимому току принимаем и по условию механической прочности принимаем СИП 4х50. Для линии 2 и 3 линии принимаем провод СИП 4х50 по этим же условиям.
Одну линию 038 кВ проверяем на возможность пуска электродвигателя. Проверка на возможность пуска электродвигателя производится исходя из условия что в момент пуска отклонение напряжения на зажимах электродвигателя не должно превышать 30% от номинального.
Предполагается также что напряжение на шинах 04кВ ТП1004кВ от которых питается электродвигатель равно номинальному. В этом случае отклонение напряжения на зажимах электродвигателя равно потере напряжения в линии 038кВ. Устанавливаем электродвигатель на объекте 10 (ЗАВ 20).
Активное сопротивление линии Ом:
где - удельное активное сопротивление провода Омкм;
Индуктивное сопротивление линии Ом:
где - удельное индуктивное сопротивление провода Омкм;
Полное сопротивление линии 038кВ Ом:
Сопротивление трансформатора Ом:
где – напряжение короткого замыкания трансформатора %;
– номинальное напряжение трансформатора (принимается равным вторичному напряжению так как сопротивление трансформатора используется для расчета тока к.з. со стороны 04 кВ) кВ;
– номинальная мощность трансформаторной подстанции кВА.
Сопротивление сети Ом:
Сопротивление электродвигателя Ом:
где – номинальное напряжение В;
k – пусковой коэффициент;
– номинальный ток А.
Потеря напряжения в пусковом режиме с достаточной для
практических расчетов точностью можно определить по выражению В.
где – полное сопротивление сети;
– полное сопротивление электродвигателя.
Отклонение напряжения на зажимах электродвигателя менее 30% провод проходит.
Расчетное значение тока короткого замыкания в начале ВЛ-038кВ А:
где – сопротивление прямой последовательности трансформатора 1004кВ приведенное к напряжению 04кВ Ом.
При токах более 1кА автоматические выключатели серии ВА работают в независимой части время-токовой характеристики где время срабатывания () равно 002с. Поэтому значение надо умножать на коэффициент к.
где – время срабатывания автоматического выключателя.
При проверке СИП на термическую устойчивость должно выполняться условие :
где – расчетное значение односекундного тока короткого замыкания в начале ВЛ-038кВ А;
– допустимое по условиям термической стойкости значение тока короткого замыкания А.
Условие выполняется.
Таблица 4.3. - Результаты электрического расчета ВЛ-038кВ.
Номинальная мощность ТП 1
5. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.
Для выбора аппаратов управления и защиты необходимо знать величину токов короткого замыкания. Так как схема сети не сложная расчет производим в именованных единицах. Исходя из схемы сети 10038 кВ (рисунок 4.3) составляю эквивалентную схему (рисунок 4.4).
Рисунок - 4.3 Схема сети 10038 кВ
Рисунок - 4.4 Эквивалентная схема сети 10038 Кв.
Рассчитываем сопротивление элементов сети Ом:
– номинальное напряжение трансформатора (принимается равным
вторичному напряжению так как сопротивление трансформатора
используется для расчета тока к.з. со стороны 04 кВ).
Трансформатор 1004 Ом:
где – напряжение короткого замыкания трансформатора;
Sн – номинальная мощность трансформаторной подстанции.
где - удельное индутивное сопротивление провода Омкм;
Коэффициент трансформации трансформатора 1004кВ В:
где – первичное напряжение трансформатора;
– вторичное напряжение трансформатора.
Сопротивление системы приведенное к напряжению 04кВ Ом:
где – сопротивление системы.
Рассчитываем токи трехфазного короткого замыкания кА:
где – номинальное напряжение сети;
– сопротивление трансформатора.
Рассчитываем ток двухфазного короткого замыкания кА:
Рассчитываем сопротивление петли «фаза – нулевой провод» от подстанции до точки КЗ Ом:
где l – длина линии.
Рассчитываем ток однофазного короткого замыкания А:
где – фазное напряжение.
6. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ТП 1004 кВ.
Подстанции трансформаторные комплектные типа КТП 89(90) мощностью 25-250 кВА трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением 6-1004 кВ представляют собой однотрансформаторные подстанции тупикового типа наружной установки и служат для электроснабжения небольших промышленных объектов сельскохозяйственных потребителей отдельных населенных пунктов в районах с умеренным климатом (от -450С до +450С). КТП комплектуется разъединителем наружной установки типа РЛНД 10400. КТП имеет до 4х отходящих линий. Количество отходящих линий и их параметры может изменяться по желанию заказчика. В подстанции предусмотрена защита от перегрузок и коротких замыканий кроме того предусмотрено автоматическое управление фидером уличного освещения. Конструкция КТП предусматривает независимый способ монтажа (демонтажа) шкафов РУНН и блока УВН что делает ее удобной в эксплуатации и позволяет перевозить любым видом транспорта.
Выбираем номинальную мощность трансформатора
Тогда сопротивление трансформатора:
zс = zл + zтр Ом. (4.32)
Отклонение напряжения на зажимах электродвигателя:
По условиям проверки проходит на запуск.
7. РАСЧЕТ И ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫВЛ-038 кВИ ТРАНСФОРМАТОРА
Для защиты силового трансформатора 1004 кВ со стороны 10 кВ установлены плавкие предохранители а на отходящих линиях 038 кВ автоматические выключатели. Выбор аппаратов защиты производим для самой нагруженной линии 038кВ одной из трансформаторных подстанций.
ВЫБОР ПЛАВКИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ 10кВ.
Номинальное напряжение плавкого предохранителя должно быть равно = 10 кВ.
Выбираю предохранитель ПКТ 1050 с номинальным током плавкой вставки Iно = 50 А.
Проверяю по предельному отключаемому току кА:
где – максимальное значение отключаемого тока ;
– ток трехфазного короткого замыкания в т. .
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ.
Выбираем автомат ВА 88-35. Номинальное напряжение автомата должно быть не менее 380В.
Номинальный ток теплового расцепителя А:
где – коэффициент учитывающий характер нагрузки электродвигателей так как условия работы электродвигателей неизвестны принимается равным 10;
– ток нагрузки равен току на головном участке линии 038кВ ( = ).
Получим для линии 1.
Проверяем по устойчивости к отключению максимальных токов короткого замыкания в месте установки автомата кА:
где – номинальная рабочая наибольшая отключающая способность.
Выбираем автомат имеющий требуемые характеристики.
8 СОГЛАСОВАНИЕ РАБОТЫ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ И АВТОМАТОВ ПО УСЛОВИЯМ СЕЛЕКТИВНОСТИ.
Для обеспечения селективности работы аппаратов защиты надо согласовать автоматический выключатель с плавким предохранителем. Необходимо чтобы при коротком замыкании в начале линии 038кВ первым сработал автоматический выключатель а затем со ступенью выдержки времени () не менее 03 с предохранитель. То есть по условиям селективности время срабатывания предохранителя на стороне 10кВ при коротком замыкании на шинах 04кВ должно соответствовать условию с:
где – время срабатывания автоматического выключателя со стороны 04кВ (определяется по время-токовым характеристикам);
– минимальная ступень селективности (при согласовании плавкого предохранителя с автоматом = 03с).
Рисунок 4.5 – Электрическая схема согласования защит
Чтобы определить рассчитываем кратность тока срабатывания автомата:
где – ток короткого замыкания в точке ;
– ток теплового расцепителя автомата.
Для определения надо рассчитать ток на шинах 04 кВ (т. К3) приведённый к напряжению 10 кВ то есть определить какой ток будет протекать по шинам 10 кВ при к.з. на шинах 04 кВ.
Ток трехфазного короткого замыкания на шинах 04кВ А:
где К = 1004 = 25 – коэффициент трансформации трансформатора 1004 кВ.
По время-токовым характеристикам определяем время срабатывания плавкого предохранителя при токе к.з. равным 286 А с.
Приводим токи к напряжению 038кВ. Для этого их умножаем на коэффициент:
где – максимальное напряжение трансформатора;
– номинальное напряжение трансформатора.
Таблица 4.4. - Токи срабатывания плавкого предохранителя.
Ток КЗ на шинах 04кВ
Ток КЗ на шинах 10кВ
Время срабатывания предохранителя (с)
По полученным точкам строим характеристику предохранителя при-
веденную к напряжению 038кВ. Расстояние между характеристиками на всем их протяжении должно быть не менее ступени селективности
с. Если это условие соблюдается защита будет работать селективно.
Рисунок 4.6. - Карта селективности.
Условие селективности соблюдается при токе КЗ до 622 кА. Условие соблюдается защита будет работать селективно.
По условию термической стойкости трансформатора к токам короткого замыкания с:
Условие соблюдается.
ДЕТАЛЬНАЯ РАЗРАБОТКА.
РАЗРАБОТКА АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА.
Целью детальной части данной работы является разработка автономного источника тока для зерноочистительного агрегата ЗАВ-20. Для достижения цели были приняты следующие задачи:
Определение периодичности и длительности работы подъёмника;
Определение мощности электродвигателей установленных на механизировном току;
Построение суточных графиков нагрузки механизированного тока;
Рассчет электрических нагрузок и выбор мощности дизель-генератора.
1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЗЕРНООТЧИСТИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ЗАВ-20.
Зерноочистительный агрегат марки ЗАВ-20 производительностью 20 тчас на очистке товарного зерна и 20 тчас на очистке семян (по пшенице) предназначен для механизированной очистки вороха зерновых зернобобовых и крупяных культур для хозяйств с годовым объемом производства зерновых 10000 – 12000 тонн с комплексной механизацией погрузо-разгрузочных работ.
Зерноочистительный агрегат ЗАВ-20 – это современный высокоэффективный комплекс на базе одной воздушно-решетной машины ЗМ-4020 позволяющий получать товарное зерно соответствующее
товарным кондициям а семена - 1-му классу с высокими посевными
2.РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЗЕРНООТЧИСТИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ЗАВ-20.
ЗАВ-20 работает по технологической схеме. Очистка происходит одновременно на двух линиях которые являются параллельными.
Материал поднимается к агрегатам для первичной очистки с помощью загрузочной нории затем переправляется в промежуточную норию шнековым транспортёром. Подсев с решет и лёгкие примеси отправляются в бункер отходов. Воздух который оказывается запылённым попадает в аспирационную систему ЗАВ-20. В секцию фуража самотёком поступают фуражные отходы.
С помощью нории материал попадает на центробжно-пневматические сепараторы. Они разделяют зерновой ворох на фуражные отходы и очищенное зерно. В том случае когда культуры сильно загрязнены овсюгом сепараторы разделяют его на три фракции: промежуточную фракцию отходы и очищенное зерно. Промежуточную фракцию направляют далее на триерование. Если обрабатывается семенной материал на триерование направляется всё зерно.
В конструкции ЗАВ-20 предусмотрено заполнение зерном при выключенных технологических линиях бункера резерва а также работа агрегата в наладочном режиме.
Рисунок 5.1 - Схема механизированного тока с расположением электрооборудования: 1. пульт управления; 2. завальная яма; 3. подъёмник; 4. нория загрузочная; 5. бункер отходов; 6. воздушно-решетчатая машина для очистки зерна; 7. циклон; 8. вентилятор вытяжной; 9. бункер отходов с триеров; 10. нория промежуточная; 11. кукольный овсюжный триер; 12. бункер.
3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕОДИЧНОСТИ И ДЛИТЕЛЬНОСТИ РАБОТЫ ПОДЪЕМНИКА.
В состав механизированного тока входит зерноочистительный комплекс ЗАВ-20 который оборудован завальной ямой с подъёмником приводящийся в движение электродвигателем. На подъёмнике зерноочистительного комплекса ЗАВ-20 установлен электродвигатель марки 4А160SУ3 мощностью 11 кВт.
Производительность зерноочистительного комплекса ЗАВ-20 составляет 20 тч зерновой культуры. Зерно подвозится к завальной яме на автомобиле грузоподъёмностью до 5 т например ЗИЛ-130. Для расчета количества поднятых подъёмником автомобилей с зерном за один час рабочего времени воспользуемся следующей формулой:
где N- количество поднятых подъёмником автомобилей;
S-производительность ЗАВ-20 тч;
T-грузоподъёмность автомобиля ЗИЛ-130 т.
Подъём автомобиля с выгрузкой зерна подъёмником осуществляется в течении двух минут. Продолжительность работы подъёмника в течение одного часа определяется по следующей формуле:
Где P-продолжительность работы подъёмника в течении одного часа мин;
N- количество поднятых подъёмником автомобилей;
t под-время работы подъёмника при разгрузке одного автомобиля мин.
Периодичность работы подъёмника в течение одного часа определим
по следующей формуле:
Где D- периодичность работы подъёмника в течении одного часа мин;
P-продолжительность работы подъёмника в течении одного часа мин;
Рисунок 5.2. - График периодичности работы подъёмника в течение одного часа.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ УСТАНОВЛЕННЫХ НА МЕХАНИЗИРОВАННОМ ТОКУ.
На механизированном току установлены 11 электродвигателей номиналом от 22 до 11 кВт. Каждый электродвигатель имеет номинальные данные по которым можно определить потребляемую активную реактивную и полную мощности. Разберём подробно расчет электродвигателя марки АИР100L2 установленного на вытяжном вентиляторе. Номинальные данные электродвигателя сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1. - Номинальные данные электродвигателя марки АИР100L2 установленного на вытяжном вентиляторе.
Определение активной мощности электродвигателя потребляемой из сети Ра найдем по следующей формуле:
Где Ра- активная мощность электродвигателя кВт;
Kз- коэффициент загрузки;
Рн- номинальная мощность электродвигателя кВт;
- коэффициент полезного действия %.
Определение полной мощности электродвигателя потребляемой из
сети S найдем по следующей формуле:
Где S-полная мощность электродвигателя кВА;
Ра- активная мощность электродвигателя кВт;
Cos(φ) -коэффициет мощности.
Определение реактивной мощности электродвигателя потребляемой из сети Q найдем по следующей формуле:
Q=Раtg(φ)=6140512=314(кВАр) (5.6)
Где Q-реактивная мощность электродвигателя кВАр;
tg(φ)- коэффициент реактивной мощности;
Cos(φ)=089 φ =270 12 tg(φ)=0512.
Потребляемую мощность остальных электродвигателей сведём в таблицу 5.2.
Таблица 5.2. - Потребляемая мощность электродвигателей
Воздушно-решетчатая машинаАИР100L6
Продолжение таблицы 5.2.
5. РЕЖИМЫ РАБОТЫ МЕХАНИЗИРОВАННОГО ТОКА.
На механизированном токе установлен зерноочистительный комплекс ЗАВ-20.
Для расчета потребляемой мощности механизированного тока рассмотрим 3 режима его работы.
Первый режим предусматривает работу всего механизированного тока т.е. полностью работает комплекс ЗАВ-20. Наименования и количество агрегатов с электроприводами сведены в таблицу 5.3.
Таблица 5.3. - Наименования и количество агрегатов с электроприводом.
Воздушно-решетчатая машина
Продолжение таблицы 5.3.
Нория загрузочная АИР112М4
Второй режим работы механизированного тока предусматривает работу одной линии одного зерноочистительного комплекса ЗАВ-40. Наименования и количество агрегатов с электроприводами сведены в таблицу 5.4.
Таблица 5.4. - Наименования и количество агрегатов с электроприводом.
Продолжение таблицы 5.4.
Третий режим работы механизированного тока схож со вторым режимом и отличается от него тем что в работу не включен триер. Наименования и количество агрегатов с электроприводами сведены в таблицу 5.5
Таблица 5.5. - Наименования и количество агрегатов с электроприводом.
Воздушно-решетчатая машина АИР100L6
6.ПОСТРОЕНИЕ СУТОЧНОГО ГРАФИКА НАГРУЗКИ МЕХАНИЗИРОВАННОГО ТОКА.
Для выбора мощности дизель-генератора снабжающий электроэнергией механизированный ток необходимо построить суточный график потребления электроэнергии механизированным током.
Также необходимо учитывать значение пускового тока в момент запуска двигатель потребляет энергии в разы больше чем в номинальном режиме. Если этого не учесть то генератор может просто не запуститься или даже выйти из строя.
Построим суточные графики потребления электроэнергии механизированного тока для двух режимов работы первого и третьего. Механизированный ток работает в две смены или в одну.
В две смены: начало работы- 7.00 ч.
обеденный перерыв- с 12.00 до 13.00ч.
ужин- с 18.00 до 19.00ч.
окончание работы- 5.00 ч.
В одну смену: начало работы- 7.00 ч.
окончание работы- 22.00 ч.
Первый режим предусматривает работу всего механизированного тока т.е. полностью работает комплекс ЗАВ-20. При запуске включаются все рабочие агрегаты комплекса ЗАВ-20 и работают одновременно с периодичностью работает только подъемник с 18.00 часов включается
Суммарная мощность агрегатов работающих одновременно:
Sсум- суммарная мощность агрегатов работающих одновременно кВА;
S-полная мощность электродвигателя кВА;
n- количество электродвигателей шт.
Sсум=3042+691+73152+6161+522+3042=5025 (кВА)
Мощность подъемника определяется по получасовому максимуму.
В течение одного часа работы подъемника его полная мощность равна:
ГдеS1под - полная мощность двух одновременно работающих подъемников кВА;
На механизированном току установлено 7 ламп накаливания мощностью по 01 кВт. Полная мощность освещения равна:
Sосв- полная мощность освещения кВА;
Р- мощность одной лампы накаливания кВт;
n- количество ламп накаливания шт.
Максимальная мощность механизированного токав первом режиме равна:
Smax= Sсум+ S1под+ Sосв где (5.10)
S1под - полная мощность двух одновременно работающих подъемников кВА;
Sосв- полная мощность освещения кВА.
Smax=5025+114+07=6235 (кВА).
Рисунок 5.3. - Суточный график потребления мощности механизированного тока работающего в первом режиме. 1. Воздушно-решетчатая машина АИР100L6 (S=304 кВА); 2. Вытяжной вентиляторАИР100L2 (S=69 кВА); 3.ЦиклонАИР112М4 (S=7315 кВА); 4. Нория загрузочная АИР112М4(S=616 кВА); 5. Нория промежуточнаяАИР112МВ6 (S=52 кВА); 6. Триер АИР100L6 (S=304 кВА); 7. Подъемники; 8. Освещение.
Третий режим работы механизированного тока предусматривает работу одной линии зерноочистительного комплекса ЗАВ-20 без триера.
Мощность подъемника определяется по получасовому максимуму т.к. подъемник один полная мощность равна мощности подъемника Sпод=114 кВА.
Из предыдущих расчетов мощность освещения равна Sосв=07 (кВА).
Максимальная мощность механизированного токав пятом режиме равна:
Smax= Sсум+ Sпод+ Sосв=2862+114+07=4078 (кВА)
Sпод - полная мощность подъемника кВА;
Рисунок 5.4. - Суточный график потребления мощности механизированного тока работающего в третьем режиме. 1. Воздушно-решетчатая машина АИР100L6 (S=304 кВА); 2. Вытяжной вентиляторАИР100L2 (S=69 кВА); 3.ЦиклонАИР112М4 (S=7315 кВА); 4. Нория загрузочная АИР112М4(S=616 кВА); 5. Нория промежуточнаяАИР112МВ6 (S=52 кВА); 6. Подъемник; 7. Освещение.
7. ГРАФИК НАГРУЗКИ С УЧЕТОМ ПУСКОВЫХ ТОКОВ.
Исходя из предыдущих расчетов можно выбрать стандартную мощность однотрансформаторной комплектной трансформаторной подстанции (КТП) тупикового типа 63 кВА. Для выбора дизель-генератора необходимо учитывать пусковые токи электродвигателей. Построим график нагрузки во время пуска оборудования с учетом пусковых токов. При построении графика и определении максимальной точки нагрузки при включении двигателей большое значение имеет последовательность включения электродвигателей. На зерноочистительном комплексе ЗАВ-20 подъемник работает не зависимо от технологической линии поэтому рассматривается самый тяжелый вариант. Подъемник включается в работу когда работает вся технологическая линия.
Рисунок 5.5. - График потребления мощности механизированного тока работающего в первом режиме с учетом пусковых токов. 1. Воздушно-решетчатая машина АИР100L6 (S=304 кВА); 2. Вытяжной вентилятор АИР100L2 (S=69 кВА); 3. Циклон АИР112М4 (S=7315 кВА); 4. Нория загрузочная АИР112М4 (S=616кВА); 5. Нория промежуточная АИР112МВ6 (S=52 кВА); 6. Триер АИР100L6 (S=304 кВА); 7. Подъемники; 8. Освещение; -время пуска; -установившейся режим.
Рисунок 5.6. - График потребления мощности механизированного тока работающего в третьем режиме. 1. Воздушно-решетчатая машина
АИР100L6 (S=304 кВА); 2. Вытяжной вентилятор АИР100L2 (S=69 кВА);
Циклон АИР112М4 (S=7315 кВА); 4. Нория загрузочная АИР112М4 (S=616кВА); 5. Нория промежуточная АИР112МВ6 (S=52 кВА); 6. Подъемник; 7. Освещение.
Анализируя суточные графики механизированного тока можно сформулировать требования к выбираемому автономному источнику.
8. ФОРМУЛИРОВКА ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К АВТОНОМНОМУ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРУ.
Исходя из анализа потребления мощности обоснуем требования к генератору.
При выборе генератора необходимо соблюдать условия: номинальная мощность генератора должна быть больше либо равной 125 требуемой мощности в установившемся режиме; генератор должен выдерживать кратковременную перегрузку требуемой максимальной мощности в процессе запуска электродвигателей.
Где – мощность в установившемся режиме;
– мощность двигателя при пуске которого требуемая мощность в процессе достигает максимального значения.- кратность пускового тока.
Согласно стандарту ISO 8528-1 для нормальной работы ДВС дизель-генератора должен работать с загруженностью при максимальной нагрузке не более 80% и при минимальной нагрузке не менее 30% .
9. ВЫБОР МОЩНОСТИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРА.
При выборе мощности генератора необходимо учитывать условие сформулированное в предыдущем разделе:
По первому условию выбираем ближайший по мощности дизель-генератор мощностью 875кВА.
Так как генератор имеет такую характеристику как кратковременно выдерживать ток короткого замыкания в 300% от номинального то дизель-генератор номинальной мощностью 165кВА может выдерживать кратковременную перегрузку
Исходя из этого второе условие соблюдается.
Необходимо проверить загруженность дизель-генератор в первом и пятом режиме работы с учетом постоянной полной мощности.
Проверим на загруженность в режиме когда вся технологическая линия работает
Проверим загруженность генератора когда работает одна линия.
Все условия соблюдаются.
При выборе комплектации дизель-генератора исходим из условия что ЗАВ-20 работает в летний период и примерно четыре месяца. Поэтому выбираем дизель-генератор базовой комплектации открытого исполнения мощностью 875кВА.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ.
1. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.
Зачастую системы электроснабжения эксплуатируются не в номинальных режимах электрооборудование и распределительные сети оказываются недогруженными или перегруженными. Это приводит к увеличению доли потерь в трансформаторах электродвигателях к снижению коэффициента мощности в системе электроснабжения. Экономия потребляемой предприятиями достигается через снижение потерь электрической энергии в системе трансформирования распределения и преобразования (трансформаторы распределительные сети электродвигатели системы электрического внешнего и внутреннего освещения) а также через оптимизацию режимов эксплуатации оборудования потребляющего эту энергию.
Системы учета расхода электрической энергии.
Как правило на предприятиях ведется постоянный учет расхода электроэнергии. Осуществляется входной коммерческий учет на линии разграничения с энергосбытом технический учет расхода электроэнергии в крупных узловых точках системы электроснабжения на наиболее мощных электроустановках и т.д. Если коммерческий учет представляет собой хорошо отлаженную систему то техническому учету обычно уделяется мало внимания. Это выражается в виде устаревших приборов учета не способных отображать информацию в реальном режиме времени отсутствии систематических поверок электросчетчиков. Таким образом отсутствует
достоверная информация об объемах потребления электроэнергии
оперативный учет и контроль за потреблением электроэнергии что не
позволяет своевременно принимать меры к незапланированному потреблению энергоресурсов.
Мировая практика показывает что перевод системы технического учета с устаревшими электросчетчиками на современные приборы учета работающие в реальном режиме времени позволяют экономить электроэнергию на 3 – 5% за счет повышения достоверности информации об объемах потребления электроэнергии уменьшения потерь оперативного управления процессом электропотребления.
Системы регулирования коэффициента мощности.
Основными источниками реактивной мощности на предприятиях являются асинхронные электродвигатели и трансформаторы всех ступеней трансформации. При работе электродвигателей и трансформаторов генерируется реактивная нагрузка. В сетях и трансформаторах циркулируют тока реактивной мощности которые приводят к дополнительным активным потерям. Для компенсации реактивной мощности оцениваемой по величине применяются батарей статических конденсаторов и синхронные электродвигатели работающие в режиме перевозбуждения. Для большей эффективности компенсаторы располагают как можно ближе к источникам реактивной мощности чтобы эти токи не циркулировали в распределительных сетях и не вносили дополнительные потери электрической энергии.
Необходимо оценить эффективность работы компенсационных устройств проанализировать влияние изменения коэффициента мощности на потери в течение суток подобрать режимы эксплуатации статических конденсаторов и при наличии синхронных электродвигателей работающих в режиме компенсации реактивной мощности использовать автоматическое управление током возбуждения.
В зависимости от режима работы электротехнического оборудования который определяется в процессе проведения энергоаудита рекомендуются следующие мероприятия позволяющие повысить: cos
Увеличение загрузки асинхронных электродвигателей.
При снижении до 40% мощности потребляемой асинхронным электродвигателем переключать обмотки с “треугольника” на “звезду”. Мощность при этом снижается в 3 раза.
Применение ограничителей времени работы асинхронных электродвигателей и сварочных трансформаторов в режиме холостого хода.
Замена асинхронных электродвигателей синхронными.
Применение технических средств регулирования режимов работы электродвигателей. Наиболее часто применяется регулятор мощности на базе регулятора напряжения с отрицательной обратной связью по току электродвигателя.
В случае применения на предприятиях тиристорных устройств (нелинейные нагрузки) они в значительной степени влияют на коэффициент мощности. Главной проблемой использования тиристорных устройств является генерация высших гармоник из-за коммутации тиристоров. В этом случае увеличивается реактивная составляющая мощности в сетях которая вызывает дополнительные электрические потери. Гармоники существенно влияют на функционирование оборудования особенно микропроцессорных средств диагностики и защиты вызывая ложные срабатывания аппаратных средств и т.д. В ряде случаев приходится идти на создание дорогостоящей автономной электрической сети для обеспечения нормальной работы оборудования.
Системы преобразования электрической энергии.
Электродвигатели являются наиболее распространенными потребителями электрической энергии. На них приходится около 70% потребления электроэнергии. Большую долю установленной мощности составляют асинхронные электродвигатели.
Для разработки мероприятий по энергосбережению во время проведения энергоаудита необходимо проверять соответствие мощности электродвигателя потребляемой мощности нагрузки т.к. завышение мощности приводного электродвигателя приводит к снижению КПД и коэффициента мощности. С уменьшением степени загрузки двигателя возрастает доля потребляемой реактивной мощности на создание магнитного поля системы по сравнению с номинальным режимом работы что приводит к снижению коэффициента мощности. При завышенной мощности электродвигателя следует произвести замену электродвигателя на меньшую мощность. Целесообразность капитальных затрат на замену одного двигателя другим двигателем с соответствующей номинальной мощностью определяется следующими положениями:
Целесообразно производить замену при загрузке менее 45%.
При загрузке 45 – 70% для замены требуется проводить экономическую оценку мероприятия.
При загрузке более 70% замена нецелесообразна.
Если двигатель работает со стохастической переменной нагрузкой на валу предлагается ряд мероприятий по повышению энергоэффективности в зависимости от режимов работы системы:
В случае когда нагрузка на валу длительное время мала и не превышает 30% следует использовать автоматическую систему переключения обмоток с “треугольника” на “звезду” на период малой загрузки.
Когда нагрузка на валу колеблется в пределах 30 – 100% следует использовать регулятор мощности на базе регулятора напряжения на статоре с отрицательной обратной связью по току статора.
Система переключения обмоток с “треугольника” на “звезду” является простейшей схемой регулирования асинхронного электродвигателя длительное время работающего на малой нагрузке. Такая система позволяет повысить КПД на несколько процентов. Более сложной системой является регулятор мощности. Вместе с этим она обладает свойством автоматически поддерживать величину КПД близкую к номинальной величине при всех изменениях нагрузки на валу.
В установках с регулированием числа оборотов (насосы вентиляторы воздуходувки) широко применяются регулируемые электроприводы в основном с преобразователями частоты для асинхронных и синхронных электродвигателей. Такие электропривода применяются в системах с переменным расходом (жидкости воздуха).
В балансе электропотребления предприятий на освещение приходится до 8% расхода электрической энергии.
Исходными данными для разработки мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности в системе обеспечения функционирования освещения являются степень использования естественного освещения и оснащенность эффективными источниками искусственного освещения применение новых технологий его регулирования.
Энергосбережение в системах освещения определяется четырьмя обстоятельствами:
Замена неэнергоэффективный источников света на энергоэффективные.
Использованием современных светильников.
Применением современных систем управления.
Техническими мероприятиями.
Замена ламп накаливания на энергоэффективные позволяет получить следующие величины экономии электрической энергии (средние значения):
Светодиодные – 80%.
Натриевые высокого давления – 68%.
Металлогалогенные – 66%.
Люминесцентные – 55%.
Замена ртутных ламп типа ДРЛ на энергоэффективные позволяет получить следующие величины экономии электрической энергии (средние значения):
Светодиодные – 52%.
Натриевые высокого давления – 45%.
Металлогалогенные – 42%.
Люминесцентные – 22%.
Модернизация системы освещения посредством применения современных систем управления позволяет экономить электрическую энергию на 20 – 30%. Основные рекомендуемые мероприятия:
Применение аппаратуры для зонального отключения освещения.
Использование эффективных электротехнических компонентов светильников например балластных дросселей с низким уровнем потерь.
Применение в комплекте светильников взамен стандартной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) электронной ПРА.
Применение автоматических выключателей для систем дежурного освещения в зонах непостоянного временного пребывания персонала. Управление включением освещения может осуществляться от инфракрасных и другого типа датчиков реле времени и т.д.
Технические мероприятия в системе освещения следует применять в тех случаях когда данные по освещенности оказываются значительно ниже нормированной освещенности. Обычно такое положение возникает из-за санитарного состояния помещения или осветительной арматуры. В этом случае предлагаются следующие мероприятия:
Чистка светильников.
Очистка стекол световых проемов.
Окраска помещений в светлые тона.
Своевременная замена перегоревших ламп.
Игнорирование предлагаемых мероприятий заставляет персонал устанавливать дополнительные источники освещения повышающие расход электрической энергии сверх нормативных значений. Энергоэффективность повышается за счет технических мероприятий в системе освещения путем сокращения дополнительных источников света.
2. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.
Система теплоснабжения состоит из теплогенерирующей установки (котельная) системы магистральных теплотрасс разводящих тепло к центральным тепловым пунктам разводящих теплотрасс индивидуальных тепловых пунктов и системы отопления цехов и зданий.
Системы учета расхода тепловой энергии.
Как правило на предприятиях ведется учет расхода тепловой энергии. Вместе с тем возможна ситуация когда система учета основана на приблизительном распределении тепловой энергии между подразделениями. Такой подход не позволяет получить достоверную информацию по теплопотреблению.
Как показывает практика проведения энергетического обследования системе учета тепловой энергии обычно уделяется мало внимания особенно при наличии собственной котельной. Это связано с высокими стоимостными показателями современных приборов учета тепловой энергии и необходимостью создания информационной сети для получения информации в реальном режиме времени. Таким образом отсутствует достоверная информация об объемах потребления тепловой энергии на отопление и ГВС отдельными подразделениями оперативный учет и контроль над потреблением тепловой энергии что не позволяет своевременно принимать меры к незапланированному потреблению энергоресурсов.
Мировая практика показывает что применение современных приборов учета тепловой энергии позволяет снизить потребление и платежи за тепловую энергию от 35% до 55% за счет повышения достоверности информации об объемах потребления теплоэнергии уменьшения коммерческих потерь оперативного управления процессом потребления.
Котельное оборудование.
Раз в 3 – 5 лет в котельных проводятся пуско-наладочные работы и тепловые балансовые испытания в которых проверяется КПД котлов подбирается оптимальный по результатам газового анализа коэффициент избытка воздуха на различных режимах нагрузки котлов. Составляются режимные карты работы котлов. Эти работы проводятся специализированными наладочными организациями. Поддержка оптимального режима работы котельных за счет персонала предприятия осуществляется посредством предлагаемых энергосберегающих мероприятий:
Снижение присосов воздуха по газовому тракту котлоагрегата. Снижение присоса на 01% дает экономию по топливу на 05%.
Установка водяного экономайзера за котлом дает экономию 5 – 6%.
Применение за котлоагрегатами установок глубокой утилизации установок использования скрытой теплоты парообразования уходящих дымовых газов (контактный теплообменник) – экономия до 15%.
Применение вакуумного деаэратора – экономия 1%.
Снижение температуры отходящих дымовых газов. Снижение на 100С дает экономию на 06%.
Повышение температуры питательной воды на входе в барабан котла. Повышение на 100С дает экономию на 2%.
Подогрев питательной воды в водяном экономайзере. Подогрев на 60С дает 1% экономии.
Установка обдувочного агрегата для очистки наружных поверхностей нагрева – экономия 2%.
Наладка оборудования и его эксплуатация в режиме управления КИП – экономия 3%.
Забор воздуха из верхней зоны котельного зала и подачей его во всасывающую линию дутьевого вентилятора – экономия 17 кг у.т. на каждые 1000 м3 газообразного топлива.
Возврат конденсата в систему питания котлов. Экономические потери от невозврата конденсата значительно превышают потери тепловой энергии связанные с частичным недоиспользованием его тепла.
Теплоизоляция наружных и внутренних поверхностей котлов и трубопроводов уплотнение клапанов и тракта котлов (температура на поверхности обмуровки не должна превышать 550С) – экономия 2%.
Применение частотно-регулируемого электропривода для регулирования частоты вращения насосов нагнетателей и дымососов – экономия до 30% от потребляемой ими электроэнергии.
Системы магистральных и распределительных теплотрасс.
Снижение тепловых потерь на теплотрассах осуществляется посредством следующих энергосберегающих мероприятий:
Замена труб при сроке эксплуатации 30 и более лет с современной теплоизоляцией например пенополиуретана с термостойкостью 1500С. Мероприятие позволяет ликвидировать сверхнормативные теплопотери и привести их к нормированным. Срок окупаемости такого энергосберегающего проекта составляет не более 2-х лет. Дополнительно обеспечиваются лучшие условия доставки теплоносителя к потребителю за счет устранения сужения проходного диаметра вследствие накипи на стенках труб.
Замена устаревшей теплоизоляции на новую. Если позволяют условия эксплуатации теплотрасс то рекомендуется устаревшую теплоизоляцию из минеральной ваты заменить на пенополиуретановую скорлупу имеющую срок эксплуатации до 25 лет. Срок окупаемости не превышает 15 года.
Выполнение теплоизоляционных работ на неизолированной запорной арматуре тепловых сетей. Экономия тепловой энергии составляет 8 – 10% от объема потерь на теплотрассе.
Центральные тепловые пункты.
Рекомендуемые энергосберегающие мероприятия:
Чистка и промывка теплообменника с устранением отложений которые приводят к увеличению гидравлических сопротивлений и ухудшению процесса теплообмена.
Теплоизоляция трубопроводов и наружных поверхностей.
Комплекс энергосберегающих мероприятий на существующем оборудовании тепловых пунктов позволяет снизить тепловые потери до 15%.
Здания и сооружения.
Через ограждающие конструкции зданий и сооружений в атмосферу теряется большая часть тепловой энергии. На отопление и приточно-вытяжную вентиляцию зданий и сооружений различного назначения расходуется до 40% топливно-энергетических ресурсов предприятия. Это связано с тем что конструкции зданий и сооружений не соответствуют современным энергетическим требованиям. Для устранения значительных потерь тепловой энергии в системе отопления зданий предлагаются следующие мероприятия:
Применение двойного и тройного остекленения оконного проема. Потери тепла через оконные проемы в 4 – 6 раз выше чем через стены. Дополнительное остекленение позволяет в 15 – 2 раза снизить тепловые потери.
Размещение между рамами окон дополнительного слоя пленки с покрытием отражающим инфракрасное излучение из помещения и увеличивающей термическое сопротивление между стеклами почти в четыре раза снижает теплопотери через окна.
Обеспечение хорошей герметичности стыков панелей тамбуров и окон лестничных клеток.
Установка индивидуальных автоматических регуляторов на батареях отопления и теплопотребляющих приборах.
Окраска фасада зданий специальной теплоотражающей краской.
Основные резервы энергосбережения лежат в сфере реконструкции зданий и сооружений. Практика реализации таких проектов в которых использованы современные энергоэффективные конструктивные элементы показывают что экономится около 42% тепловой энергии на отоплении и около 39% на горячем водоснабжении.
Цель данной работы заключалась в проектировании системы и источника централизованного теплоснабжения производственной базы №5 сельскохозяйственного предприятия; расчете электрической сети 038кВ данного предприятия разработкой автономной системы электроснабжения зерноочистительного агрегата.
В ходе работы были успешно решены следующие задачи: была спроектирована тепловая сеть на основе ее гидравлического теплового и прочностного расчетов; был произведен расчет регулирования отпуска теплоты; также была разработана принципиальная схема системы теплоснабжения и конструкция элементов тепловой сети. Выбрали диаметры трубопроводов и компенсаторы. В данном проекте использовались П-образные компенсаторы. Было подобрано основное и вспомогательное оборудование котельной.
В ходе работы была спроектирована трасса ВЛ-038 кВ в которой КТП 1004 кВ питает 3 отходящие линии 038 кВ; был выполнен расчет сечения провода линии ВЛ-038 кВ. Были определены нагрузки потребителей и место установки трансформаторной подстанции. Были определены потери напряжения по участкам отходящих линий. Произведена проверка на запуск асинхронного двигателя. Для этого определили сопротивление линии сопротивление трансформатора сопротивление сети сопротивление электродвигателя отклонение напряжения на зажимах электродвигателя.
Была произведена проверка СИПа на термическую и электродинамическую устойчивость а также были выбраны аппараты управления и защиты. Произвели выбор плавкого предохранителя на 10 кВ.
Согласовали работу предохранителя и автомата по условиям селективности.
Для ЗАВ-20 был спроектирован автономный источник тока (дизель-генератор). Для чего определили периодичность и длительность работы подъемника мощность электродвигателей установленных на механизированном току режимы работы механизированного тока построили суточный график нагрузки механизированного тока и график нагрузки с учетом пусковых токов. И выбрали автономный дизель-генератор.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети [Текст]: Учебник для ВУЗов Е.Я. Соколов 7-е. изд. стереот. М.: Издательство МЭИ 2001. – 472 с.ISBN 5-7046-0703-9.
Сивицкий Д.В. Источники и системы теплоснабжения предприятий (учебное пособие) [Текст] Д.В. Сивицкий В.В. Володин. Саратов ИЦ «Наука» 2011 –212 с. ISBN 978-5-9999-0771-4.
Р.А. Амерханов Б.Х. Драганов.Проектирование систем теплоснабжения сельского хозяйства: Учебник для студентов вузов по агроинженерным специальностям. Под ред. д-ра техн. наук проф. Б.Х.Драганова. – Краснодар 2001. – 200 с.: ил. ISBN 5-88295-039-2.
Варфоломеев Ю.МОтопление и тепловые сети [Текст]: УчебникЮ.МВарфоломеевО.Я. Кокорин. М: ИздательствоИнфра-М 2006. – 480 с. ISBN:5-16-002270-8.
СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети[Текст]: Изд. офиц. Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП 1999. – 45 с. - (Строительные нормы и правила). -ISBN5881110382.
ГОСТ 21.101.-97 Основные требования к проектной и рабочей документации [Текст].-Введен 1998-01-01.
ГОСТ 21.602.- 2003 Правила выполнения рабочей документации отопления вентиляции и кондиционирования [Текст].-Введен 2004-01-01.
СНИП 41-02-2003. Тепловые сети. - М.: Госстрой России ГУП ЦПП 2004.
ГОСТ 2.109-73. ЕСКД. Основные требования к чертежам.
Лямин А.А. Проектирование и расчет конструкций тепловых сетей [Текст] А.А. Лямин Издательство «Стройиздат»1965. 296 с.ISBN: 978-5-458-49490-8.
Фокин В.М.Учебное пособие для вузов по направлению Теплоэнергетика и специальности 101600 Энергообеспечение предприятий. [Текст] Ф.М. Фокин Волгоград: ВолгГАСУ2004.–228с.ISBN 5-9827604-8-X.
СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования трубопроводов. - Взамен СНиП 2.04.14-88. Введ. 26.06.2003. - М.: Госстрой Россия ГУП ЦПП 2004.
Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. [Текст] В.П. Шеховцов – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М 2010. – 214 с. – ISBN 978-5-91134-064-3
Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: Учебное пособие для студ. учреждений пред. проф. образования [Текст] Е.А. Конюхова- Издательство «Мастерство»2002. 320 с.ISBN:5-294-00063-6.
Правила устройства электроустановок. - СПб.: изд-во. ДЕАН. -2001.
Фокин В.М. Основы энергосбережения и энергоаудита. М.: «Издательство Мишиностроение -1» 2006.- 256 с.
Данилов О.Л. Энергосбережение на промышленных предприятиях: Учеб.пособиеО.Л. Данилов А.Б. Гаряев И.В. Яковлев – М.:
Издательство МЭИ 2006. – 48 с.

схема ВЛ.cdw

Наименование объекта
Склад нефтепродуктов
Административное здание
Машинно-тракторная мастерская
Пункт ремонта электрооборудования
Площадка для транспорта
Схема электрической сети
производственной базы №5
сельскохозяйственного
Число проводов ввода