Проектирование освещения и электрооборудование компрессорной установки прессового цеха

3.cdw

Ремонтная мастерская
Склад готовой продукции
КП.140448.90.02.15.01.
размещением светильников

образец_выполнения.docx

Государственное автономное образовательное учреждение среднего профессионального образования Свердловской области
Уральский политехнический колледж
по дисциплине «Электрическое и электромеханическое оборудование»
Проектирование освещения и электрооборудование компрессорной установки прессового цеха
КП.140448.90.17.15.00.ПЗ
Проектирование освещения основного и вспомогательного помещений цеха .4 2 Проектирование осветительной сети цеха .. 11
Технология работы компрессорной установки ..14
Требования к системе электроснабжения и электрооборудования компрессорной установки . .17
расчет мощности и выбор электродвигателя компрессорной установки . .18
Выбор системы управления электроприводом компрессорной установки . .21
Расчет и выбор питающих кабелей и аппаратов защиты . .23 8 Техническая эксплуатация электрооборудования компрессорной установки . ..24
Правила техники безопасности при эксплуатации компрессорной установки ..25
Список литературы 28
Компрессорные машины - важные виды продукции машиностроения. Они применяются во многих отраслях народного хозяйства: химической нефтяной газовой и машиностроительной на транспорте в металлургии геологии строительстве агропромышленном комплексе а также - в новых перспективных направлениях техники и технологии в частности в космонавтике робототехнике производстве искусственного топлива и др. Сердцем любой холодильной и криогенной установки является компрессор. От эффективности и надежности его работы зависят КПД и долговечность комплекса в целом.
В настоящее время в России и в странах СНГ эксплуатируется свыше 500 тысяч промышленных компрессоров которые вместе с вентиляторами и насосами потребляют около 20% вырабатываемой в стране электроэнергии. Производством и ремонтом компрессоров занято свыше 1 млн. человек. В связи с этим вопросы повышения технического уровня компрессоров и холодильных установок в частности их эффективности и надежности имеют важное народнохозяйственное значение и поэтому являются основными в деятельности многих научно-исследовательских и конструкторско-технологических организаций а также промышленных предприятий отрасли холодильного и компрессорного машиностроения.
Целью курсового проекта является расчет и выбор:
- освещения прессового цеха;
- расчет и выбор электродвигателя компрессорной установки цеха;
- выбор системы электропривода защитной и управляющей аппаратуры;
Задачами курсового проекта являются приобретение компетенции
-проектирования освещения;
- подбора электропривода и системы управления;
-технической эксплуатации электрооборудования.
Проектирование освещения основного и вспомогательного помещений цеха
1 Требования к освещению цеха:
Естественное и искусственное освещение производственных помещений должно соответствовать требованиям СНиП II-4-79 и СН-245-71.
В помещениях с недостаточным естественным светом или без естественного света в условиях Севера следует применять установки искусственного ультрафиолетового облучения в соответствии с СН-245-71.
На рабочих местах кузнечно-прессовых цехов должна применяться система комбинированного освещения (общее и местное) которая должна обеспечивать хорошую видимость делений на отсчетных и контрольно-измерительных устройствах информационных табло и приборах а также обрабатываемых деталей. Мостовые краны необходимо снабжать светильниками компенсирующими затемнение рабочих мест при прохождении крана.
Местное освещение должно осуществляться светильниками устанавливаемыми на кузнечно-прессовом оборудовании. Местное освещение должно быть отрегулировано так чтобы освещенность в рабочей зоне не превышала нормативных значений и свет не слепил глаза.
Лампы применяемые для искусственного освещения должны быть оснащены осветительной арматурой.
Для безопасного обслуживания светильников должны применяться приспособления по ГОСТ 12.2.012-75 (лестницы стремянки мостики с перилами передвижные подъемники и др.) а также мостовые краны.
Чистка оконных проемов фонарей и светильников должна осуществляться по графику утвержденному в установленном порядке.
Средства и способы чистки должны обеспечивать безопасность проведения работ.
Класс зрительных работ IV
Норма освещенности 300 Лк
2Выбор источников света
Принимаем к установке светодиодные лампы так как они обладают следующими достоинствами:
Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами и металлогалогенными лампами достигнув 150 Люмен на Ватт;
Высокая механическая прочность вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих);
Длительный срок службы — от 30000 до 100000 часов (при работе 8 часов в день — 34 года). Но и он не бесконечен — при длительной работе иили плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости;
Спектр современных светодиодов бывает различным — от тёплого белого (2700 К) до холодного белого (6500 К);
Малая инерционность — включаются сразу на полную яркость в то время как у ртутно-фосфорных (люминесцентных-экономичных) ламп время включения от 1 сек до 1 мин а яркость увеличивается от 30 % до 100 % за 3-10 минут в зависимости от температуры окружающей среды;
Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света — ламп накаливания газоразрядных ламп);
Различный угол излучения — от 15 до 180 градусов;
Низкая стоимость индикаторных светодиодов но относительно высокая стоимость при использовании в освещении которая снижается при увеличении производства и продаж (экономия от масштаба);
Безопасность — нет необходимости в высоком напряжении;
Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако высокие температуры противопоказаны светодиоду как и любым полупроводникам;
Экологичность — отсутствие ртути фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.
При сравнительно небольших недостатках – высокой цене необходимость применения блоков питания( для обеспечения стабильной и долговечной работы)
3 Расчет освещения основного производственного помещения
Предварительно выбираем светодиодный светильник DIORA 160:
Мощность 160 Вт световой поток 17200 Лк размеры 380*200*113
Выполняем размещение светильников в помещении
h=H--= 7-0.7- 0.8= 5.5 м(2)
КСС D = (1÷1.5) = 1 *5.5 ÷ 1.5 * 5.5 = 5.5÷8.25 м (3)
Рисунок 1 План размещения светильников в цехе
рассчитываем индекс помещения
определяем коэффициент использования светового потока:
определяем световой поток:
В соответствии с нормируемой освещенностью:
Принимаем к установке светодиодные светильники типа DIORA-450:
-Габаритные размеры 380*624*113 мм
4 Расчет осветительной сети производственного помещения
По числу групп с учётом резерва выбираем щит освещения. Для 8 групп + 1резерв выбираем ОЩ-9 IP 20 габариты 600×400×140.
Изображаем однолинейную схему ЩО с распределением групп по фазам указанием тока каждой группы её мощность и тока всего щитка освещения.
Рассчитываем ток и мощность группы.
Рассчитываем ток и мощность щитка по самой нагруженной фазе.
Выбираем автомат: на ввод выбираем трёхполюсный автомат по условиям:
Выбираем ВА47-633р 16 А.
выбираем автомат для групп:
Выбираем ВА47-631р 6 А.
Выбираем кабели и провода для питания що и светильников:
Для питания що выбираем 4ходножильный ВВнг ls-4х1.5
От що до групп светильников 3ходножильный ВВнГ-3х1.5
Проверка на падение напряжения:
Усредненная длина кабеля от що до последнего светильника
Определяем электромагнитный момент на щитке:
Для сечения 1.5 для що:
Для сечения 1.5 на группы:
Вывод: данные кабели удовлетворяют проверке по нагреву потере напряжения и механической прочности.
Расчет освещения и осветительной сети вспомогательных помещений
Предварительно выбираем люминисцентные лампы L3620мощностью 36 Вт ток лампы 043 А световой поток 2850 Лм
h=H-= 3-0.158-= 2.842 м(15)
КСС D = (1÷1.5) = 1 *2.842 ÷ 1.5 * 2.842 = 2.842÷4.2 м(16)
Рассчитываем расстояние между светильниками
Таблица 1- Сводная таблица результатов расчета рабочего освещения вспомогательных помещений
Ремонтная мастерская
ЛСП02-2*36-0.003 габариты 1240*226*158
люминесцентные лампы L3620мощность 36 Вт ток лампы 043 А световой поток 2850 Лм
Склад готовых заготовок
Склад готовой продукции
ЛЕЦ 58*2 мощность 58 Вт Ток лампы =0.67 А l=1514 мм.
ЛСП02-2*36-0.003 габариты 1240*2268158
Технология работы компрессорной установки
1 Назначение и принцип работы К.У.
Компрессоры это устройства промышленного применения для сжатия и подачи воздуха и других газов под давлением.
принцип работы поршневого компрессора:
Поршневой компрессор относится к типу объемных компрессоров. В поршневых компрессорах атмосферный воздух сжимается при помощи поршней которые совершают возвратно-поступательные движения в цилиндрах. Всасыванием и выпуском воздуха управляют открывающиеся и закрывающиеся клапаны.
Принцип работы поршневого компрессора можно описать следующим образом. Двигатель (электромотор) приводит в движение коленчатый вал на котором установлены шатуны с поршнями. При движении поршня к нижней мертвой точке в цилиндре создается разряжение открывается впускной клапан и поршневой компрессор всасывает атмосферный воздух. При движении к верхней мертвой точке впускной клапан закрывается и в цилиндре происходит сжатие воздуха. При достижении поршнем верхней мертвой точки открывается выпускной клапан и воздух подается в область нагнетания (в ресивер). [1]
2 Конструкция К.У.(2ВМ4-204)
Технологические параметры[2]
Производительность м3мин
Давление абсолютное кгссм2
длина х ширина х высота мм
Особенности конструкции:
В состав компрессорной установки входят: компрессор газоохладители системы охлаждения автоматического управления и защиты.
Компрессор – стационарный поршневой одноступенчатый оппозитный с водяным охлаждением со смазкой цилиндров и сальников. Компрессор включает следующие основные узлы: базу цилиндры электродвигатель.
База состоит из унифицированных узлов кривошипно-шатунного механизма (коленчатого вала шатуна крейцкопфа) рамы блока смазки механизма движения и лубрикатора. Рама чугунная литая коробчатой формы с внутренними ребрами усиления. В верхней части рамы предусмотрены плотнозакрываемые крышками люки обеспечивающие доступ к деталям механизма движения.
Нижняя часть рамы служит резервуаром для масла. Для крепления цилиндров компрессора к раме имеются специальные приливы. В отверстиях поперечных ребер установлены крейцкопфные чугунные гильзы служащие направляющими для крейцкопфов. Коленчатый вал стальной штампованный с кривошипами для установки шатунов опирается на роликовые подшипники. На одном его конце установлен ротор электродвигателя а в закрепленном на торце вала фланце выполнено квадратное отверстие для проворачивания вала компрессора с помощью рукоятки перед запуском. На другом конце вала крепится шестерня для передачи вращения валу масляного насоса блока смазки. Крейцкопфы чугунные или алюминиевые литые или штампованные изготовляются заодно с ползунами. С шатунами крейцкопф соединяется посредством пальцев которые изготовляются из стали и при сборке запрессовываются в крейцкопф. Шатуны стальные штампованные двутаврового сечения. Шатун имеет кривошипную головку
с отъемной крышкой и неразъемную крейцкопфную головку. Разъемные вкладыши кривошипной головки – с антифрикционным слоем из алюминиевого сплава. Крышка кривошипной головки шатуна соединяется со стержнем шатуна двумя болтами и гайками.
Рисунок 2 кинематическая схема компрессора
Требования к системе электроснабжения и Э.О. компрессорной установки
К.У. относятся ко 2 категории электроснабжения
Требования к системе электропривода:
)Режим работы по нагреву S1
)Реверс не требуется
)Частота пусков и торможений низкая
)плавный пуск механизма
)Необходимо проверять двигатель на пусковую способность
)Высокое быстродействие и точность не требуется
)Диапазон регулирования скорости (1:5)
Расчет мощности и выбор двигателя компрессорной установки
Расчет мощности двигателя:
Выбираем двигатель серии АИР280М6 мощностью 90 кВт кпд 93% cos 0.9
Частота вращения магнитного поля статора
Номинальная частота вращения
Номинальная угловая скорость вращения
Номинальный ток двигателя
Критическое скольжение
Построение механической характеристики двигателя
Таблица 3 Механическая характеристика электродвигателя
Число оборотов обмин
Рисунок 2 Механическая характеристика двигателя
Проверка двигателя по пусковой способности
Проверка двигателя на перегрузку
Проверка степени загрузки двигателя
Вывод: Коэффициент загрузки двигателя в пределах нормы ( .Двигатель прошел проверку по перегрузочной и пусковой способности. Следовательно двигатель и механизм совместимы.
Выбор системы управления электроприводом компрессорной установки
Для управления компрессорной установкой могут быть применены следующие системы управления: нерегулируемый электропривод тиристорная система плавного пуска и частотно-регулируемый э.п.
Нерегулируемый э.п. имеет следующие недостатки:
Прямой пуск двигателя вызывает броски тока питающей сети просадку напряжения
Большой пусковой момент вызывает пневмоудары в системе
Ограниченное число пусков
Отсутствие регулирования параметров работы
Большие потери электроэнергии
К плюсам относится дешевизна такого способа управления.
Система плавного пуска за счет регулирования напряжения на обмотках статора обеспечивает снижение пускового момента увеличивая срок службы привода. Микропроцессорная система УПП обеспечивает все защиты двигателя от аварийных режимов. Недостатком является отсутствие возможности плавного регулирования скорости вращения двигателя.
Поэтому мы применяем частотно-регулируемый э.п.. Он обеспечивает плавный пуск плавное регулирование скорости двигателя в зависимости от технологического параметра минимизацию электропотребления все защиты двигателя.
Принцип работы частотного преобразователя: переменное напряжение промышленной сети преобразуется после трехфазной мостовой диодной схемы в постоянное и фильтруется батареей конденсаторов большой емкости для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Это напряжение подается на мостовую схему инвертора включающую шесть управляемых IGBT транзисторов с диодами включенными обратно-параллельно для предотвращения пробоя транзисторов напряжением обратной полярности возникающем при работе с обмотками двигателя. В схему иногда включают транзистор с резистором большой мощности для рассеивания энергии генерируемой двигателем в режиме торможения а так же для предотвращения перезарядки и выхода из строй конденсаторов фильтра[3]
1 Выбор преобразователя частоты
По расчетному току и мощности двигателя принимаем к установке преобразователь частоты ACS800-01-0100-3
Технические характеристики пч: Типоразмер R6.
Так к преобразователю прилагается дополнительное оборудование:
Синусный фильтр NSIN 0120-5 I = 164 A Р=184 кВт
Фильтр ЭМС +Е202 U= 400 В.
Фильтр dudt NOCHO120-60
Рисунок 3 Схема подключения силовых кабелей [4]
Выбор питающих кабелей и аппаратов защиты
Для защиты преобразователю частоты от перегрузок и токов к.з. устанавливаем быстродействующий выключатель по условию:
I ном.ав. ≥ I ном.двиг.
Принимаем к установке кабель ВВГ 4*70 исходя из условия :
Техническая эксплуатация электрооборудования компрессорной установки
Обслуживание компрессора должен производить только квалифицированный персонал.
Не проводите никаких работ не снимайте крышу компрессора во время работы. Перед проведением каких либо работ с компрессором обесточьте его убедитесь что компрессор и ресивер не находятся под давлением.
Перед проведением каких либо работ по обслуживанию внимательно изучите инструкцию. Правильное и своевременное обслуживание позволит продлить срок службы установки. [5]
Таблица 4 График обслуживания компрессорной установки
Правила техники безопасности при эксплуатации компрессоров
Не выполняйте никаких работ если сомневаетесь в безопасности.
Проверьте что компрессор безопасен и в хорошем рабочем состоянии. Работать с компрессором можно только при наличии всего защитного оборудования: например съемного защитного оборудования устройств аварийного останова звукоизоляции. Все оборудование должно быть в хорошем рабочем состоянии.
Не реже одного раза в день производите наружный осмотр компрессора на наличие неисправностей. При обнаружении неисправностей (в том числе при работе) немедленно сообщите ответственному лицуотделу. При необходимости сразу же остановите компрессор и обеспечьте безопасность.
При наличии любых сбоев немедленно выключите установку и обеспечьте безопасность. Немедленно исправьте повреждения (сами или с помощью специалистов).
Включение выключение установки и контроль за показаниями следует осуществлять согласно руководству.
Перед включением убедитесь что работающий компрессор не будет представлять опасности для окружающих.
Установку техническое обслуживание и проверку в том числе замену запчастей и оборудования производите через указанные в руководстве промежутки времени. Эта работа может осуществляться только квалифицированным персоналом.
Перед тем как проводить какую-либо исключительную работу или ремонт сообщите об этом работающим с компрессором. Проводите подробные работы под наблюдением наладчика.
При всех работах связанных с эксплуатацией изменениями на производстве модификацией или регулировкой установки а также при проведении мер по обеспечению безопасности типа осмотра технического обслуживания и ремонта соблюдайте процедуры включения-выключения указанные в руководстве по эксплуатации и замечаниях по техническому обслуживанию и ремонту.
Если компрессор выключен для технического обслуживания и ремонта убедитесь что он защищен от неожиданного включения. Выключите основной пульт управления и уберите ключ иили поставьте предупреждающий знак на основном выключателе.
Перед ремонтомтехническим обслуживанием сотрите с установки смазку топливо и техническую грязь в особенности с соединений резьбовых соединений. Не используйте агрессивную чистящую жидкость. Для очистки используйте безволоконные тряпки.
Перед тем как мыть или чистить компрессор струей пара (очиститель высокого давления) или моющим средством плотно запечатайте все отверстия в которые в целях безопасности не должны попасть вода пармоющее средство. Особому риску подвергаются электрический двигатель и ящик с выключателем.
При влажной уборке рабочего помещения во избежания включения системы пожаротушения убедитесь что температурные датчики пожарной сигнализации и системы пожаротушения не входят в контакт с горячей чистящей жидкостью.
После уборки полностью освободите все запечатанные отверстия.
После очистки проверьте все линии высокого давления на предмет протечек слабых соединений износа и повреждений. Сразу же устраните все неисправности.
Всегда затягивайте любое резьбовое соединение ослабленное во время техобслуживания или ремонта.
Если во время технического обслуживания и ремонта необходимо снять устройства безопасности то сразу же после завершения работы их следует установить на место и проверить.
Обеспечьте безопасную и безвредную для окружающей среды утилизацию отработанных материалов и старых частей. [6]
В данном курсовом проекте нам требовалось рассчитать освещения прессового цеха рассчитать и выбрать электродвигатель компрессорной установки и систему электропривода с защитной и управляющей аппаратурой.
Для освещение основного цеха были выбраны светодиодные лампы DIORA 450 так как они имеют высокую световую отдачу длительный срок службы являются экологичными. Для освещения вспомогательных помещений люминесцентные лампы L3620 и ЛЕЦ 58 так как они лучше всего подходят для помещений с низким потолком.
Для компрессорной установки был выбран асинхронный двигатель с к.з. ротором АИР280М6 так как данные двигатели являются самыми надежными и удобными в эксплуатации.
Для управления компрессорной установкой была выбрана система «ПЧ-АД» так как она обеспечивает плавный пуск плавное регулирование скорости двигателя в зависимости от технологического параметра минимизацию электропотребления все защиты двигателя.
)Г.М.кнорринг Справочная книга для проектирования электрического освещения- СПБ.:Энергоиздат 1992-462 с.
)Шеховцев В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения: Учебное пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М 2005.

odnolineynaya_skhema.cdw

ВВГнг-LS 4*1.5 тип кабеля
ВВГнг-LS 3*1.5 тип кабеля
ВВГнг-LS 3*1 тип кабеля
КП.140448.90.02.15.02.
Однолинейная схема щита освещения
основного и вспомогательных

kk.cdw

Опорное напряжение - 10 В =
Электрическая принципиальная схема
управления электроприводом компрессорной
Проектирование освещения и
электрооборудование компресоорной
установки прессового цеха
Задание скорости 0(2).. 10В
По умолчанию не используется 0(4).. 20 мА
Скорость вращения двигателя 0(4).. 20 мА
Выходной ток 0(4).. 20 мА 0..ном.ток двигателя
Выбор ускорения и замедления
Выбор фиксированной скорости
Блокировка пуска (0= останов)
Выход и вход вспомогательного напряжения
Релейный выход 1: готов
Релейный выход 2: работает
Релейный выход 3: отказ(-1)
Автоматический выключатель
Токоограничивающий реактор