Модернизация электропривода сушильной части бумагоделательной машины

ДИПЛОМ_готово.docx

Анализ предметной области
Описание объекта автоматизации
1. Описание объекта управления
2. Требования к элементам автоматизации
Расчет электропривода сушильной части бумагоделательной машины
1 Выбор и расчет силовой части электропривода
2. Синтез и расчёт параметров
Выбор преобразователя частоты и аппаратуры управления
Моделирование и анализ системы управления
Безопасность жизнедеятельности
Библиографический список
Современная автоматизация производства невозможна без использования электрических двигателей и средств управления ими или точнее без применения электрического привода. Использование автоматизированного и автоматического электропривода позволяет повышать производительность труда культуру производства и быта человека.
В отраслях пищевой промышленности электрический привод является определяющим. Даже в тех случаях когда отдельные узлы машины приводятся в движение гидро- или пневмоприводами нужно помнить что насосы и воздуходувные машины этих систем приводятся в движение от электрических двигателей.
В понятие «электрический привод» входит комплекс элементов агрегата обеспечивающих преобразование электрической энергии в механическую и электрическое управление преобразованной механической энергией.
Основной задачей является согласование механических характеристик рабочих машин и электрических двигателей; тепловых процессов в двигателях в статических и динамических режимах. Эти вопросы являются определяющими при решении главной задачи—выбора типа двигателя для привода конкретных машин и механизмов.
Особое внимание уделяется вопросу управления электроприводом от успешного решения которого зависит эффективность работы привода в целом.
Современный производственный агрегат состоит из большого числа разнообразных деталей отдельных машин и аппаратов выполняющих различные функции. Все они в совокупности совершают работу направленную на обеспечение определенного производственного процесса. Необходимо хорошо знать назначение отдельных элементов составляющих машинное устройство так как без этого невозможно проектировать и создавать машину а также невозможно правильно обслуживать ее в эксплуатации.
Целлюлозно-бумажная промышленность - это материало- и энергоемкие производства требующие постоянных крупных вложений в модернизацию оборудования и постоянное совершенствование технологий. Только в этом случае они начинают приносить прибыль. Большинство развитых стран перешло на современные технологии и новые организационные методы.
Дипломный проект посвящен разработке и расчету схемы модернизированного электропривода сушильной секции бумагоделательной машины что является актуальной проблемой.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
Исследование объекта автоматизации а именно технологического процесса БДМ.
Формирование требований к выбору оборудования.
Выбор необходимого оборудования - подобрать и рассчитать АЭП комплекс технических и программных средств модернизации.
Обеспечение безопасности жизнедеятельности.
Современные БДМ — сложнейшие агрегаты. Их компоновка разнообразна это новые формующие пррессовые и сушильные устройства. Широко применяют автоматизацию управления процессами производства бумаги.
БДМ классифицируются по — обрезной ширине полотна. Вид и тип машины определяются по назначению вырабатываемой продукции которые подразделяется на массовую немассовую и специальную [1].
Массовые виды: писчая газетная мешочная бумага для печати оберточная основа для гофрирования санитарно-гигиеническая; картон для гладких слоев гофрированного картона коробочный хром-эрзац и кровельный; целлюлоза для выработки бумаги и картона и целлюлоза для химической переработки.
Немассовые виды: кабельная конденсаторная электроизоляционная перфокарточная билетная папиросная афишная сигаретная чертежная этикеточная картографическая обойная под пергамент пергаминт основа для парафинирования и другие виды бумаги; картон электроизоляционный переплетный фильтровальный прессшпан калибровочный облицовочный каркасный чемоданный термошумоизоляционный хлопковая целлюлоза.
Специальные виды: фильтрующая химически стойкая щелочестойкая электроизоляционная термостойкая и химически стойкая бумага искусственная кожа специальная фильтрующая стелечный целлюлозный материал реставрационная и др.
Все новые бумагоделательные машины оснащаются многодвигательными приводами. Питание секционных электродвигателей осуществляется от индивидуальных тиристорных преобразователей [1].
Новейшие высокопроизводительные машины оснащены автоматическими системами управления технологическими процессами (АСУТП) так же электронно-вычислительными машинами (ЭВМ) различные измерительные устройства преобразователи и вспомогательное оборудование. На рисунке 1 представлена схема БДМ для выработки книжно-журнальной бумаги.
Рис.1— Бумагоделательная машина для выработки книжно-журнальной бумаги: 1-напорный ящик; 2 — сеточная часть; 3 — прессовая часть; 4 — сушильная часть; 5 — каландр; 6 — накат
Бумагоделательные машины устанавливают этажностью в два яруса. Главные агрегаты машины размещаются на втором этаже а вспомогательное узлы на первом. Так же на первом этаже устанавливают оборудование для переработки брака и станции централизованной смазки. Основные параметры машины: ширина вырабатываемой бумаги (в мм) и скорость (в ммин). Эти параметры а также масса 1 м2 полотна определяют производительность машины (тч тсут. и тыс. тгод).
Первое место по производительности занимает машина для выработки газетной бумаги несмотря на то что масса 1 м2 газетной бумаги составляет 40 — 51 г. Скорость таких машин достигает 1000 — 1100 ммин а ширина сетки 9850 мм.
Металлическую сетку меняется на синтетическую. Приводным является не только отсасывающий гауч-вал но и сеткоповоротный и некоторые сетковедущие валы. Напорные ящики гидродинамического типа подают стабильную струю массы с высокой микро — турбулентностью. Двустороннее обезвоживание и формование существенно сокращает длину сеточной части и получить полотно с одинаковыми свойствами обеих сторон.
При скорости свыше 450 — 500 ммин для передачи бумаги с сеточной в прессовую часть применяется вакуум-пересасывающее устройство. Прессов обычно три. У сдвоенного пресса нижний отсасывающий вал и пересасывающее устройство охватываются общим сукном средний вал гранитный верхний — отсасывающий или желобчатый. У новых машин применяются пресс с тремя-четырьмя зонами прессования первая зона — между двумя сукнами. Нижний и верхние валы пресса желобчатые второй снизу отсасывающий и за ним гранитный. Для промывки сукна пересасывающего устройства и первого пресса применяются вальцовая сукномойка с нижним отсасывающим или желобчатым валом и трубчатые сукномойки для промывки остальных сукон — только трубчатые сукномойки.
Первая скоростная бумагоделательная машина для производства газетной бумаги приведена на рисунке 2
Сушильная часть по приводу разделяется на три — пять групп чаще на четыре группы. У машин шириной до 7- 8 м применяются сушильные цилиндры диаметром 1500 мм (35- 65 шт.) у более широких — 1800 мм (40 — 50 шт.). Доля сукносушильных цилиндров от всех бумагосушильных цилиндров обычно составляет 20- 25 %. Если на машине применяются синтетические сетки то сукносушильные цилиндры отсутствуют. Для первой сушильной группы или для первых двух сушильных групп применяется одна сушильная сетка охватывающая как верхние так и нижние сушильные цилиндры каждой приводной группы и проходящая вместе с бумагой в межцилиндровых пространствах.
Рис. 2 — Бумагоделательная машина Б-15: — напорный ящик; 2 — грудной вал; 3 — гидропланки; 4 — мокрый отсасывающий ящик; 5 — отсасывающий ящик; 6 — отсасывающий гауч-вал; 7 — пересасывающий вал; 8 — отсасывающий прессовый вал; 9 — гранитный вал; 10 — прессовый вал с регулируемым прогибом; 11 — сушильный цилиндр; 12 — сукноведущий вал; 13 — валы каландра с регулируемым прогибом; 14 — цилиндр наката
Некоторые машины перед последней сушильной группой имеют полусухие двухвальные каландры. В последней сушильной группе устанавливаются также один или два холодильных цилиндра которые охватываются сушильными сукнами. Газетная бумага проходит машинное каландрирование на шести — или восьмивальном каландре (применяются валы с регулируемым прогибом). Накат периферического типа с пневмоприжимом тамбурного вала.
Первая отечественная бумагоделательная машина для выработки книжно-журнальной бумаги с формованием бумажного полотна между двумя сетками приведена на рисунке 3 модернизация пресс бумагоделательный
Рис.3 — Бумагоделательная машина 827
Сеточная часть новых машин оснащается неподвижными обезвоживающими элементами — гидропланками и мокрыми отсасывающими ящиками. Обычных отсасывающих ящиков 5 — 10 шириной 300 — 610 мм. У некоторых машин над отсасывающим гауч-валом устанавливается прижимной вал. Длина сеточных столов до 22 — 23 м.
В прессовом механизме в первом прессе устанавлен отсасывающий вал а во втором и третьем желобчатые валы и валы с подкладными синтетическими сетками. В сушильной части 56 — 58 цилиндров диаметром 1500 мм. Для широких бумагоделательных машин с шириной сетки более 8 м применяются сушильные цилиндры диаметром 1800 мм.
Для обеспечения возможности свободной усадки бумаги сушильная часть по приводу разделяется на 7 — 10 групп. Над несколькими сушильными цилиндрами в зоне наибольшей усадки полотна устанавливаются колпаки скоростной сушки.
На некоторых машинах устанавливают клеильные пресса устройства для микрокрепирования бумаги и туннельные сушилки для сушки бумаги на воздушной подушке. Такие сушилки встраиваются между обычной цилиндровой сушильной частью и предназначены для придания бумаге максимальной прочности за счет высыхания почти без натяжения от 50 — 60 до 85 % сухости. Над сушильной частью устанавливают вентиляционный колпак закрытого типа.
Для сглаживания поверхности бумаги применяются двухвальные каландры с линейным давлением около 30 кНм. У таких каландров нижний вал может быть покрыт стонитом а верхний вал — обычный чугунный с отбеленным поверхностным слоем.
Накаты применяются периферического типа с пневматическим прижимом тамбурного вала.
Первая отечественная бумагоделательная машина БП-45А для выработки мешочной бумаги обрезной шириной 6300 мм приведена на рисунке 4
Рис. 4 — Бумагоделательная машина БП-45А
Оберточно-упаковочная бумага вырабатывается машинной и односторонней гладкости. Скорость по приводу до 750 — 1000 ммин ширина сетки до 9850 мм производительность достигает 750 тсут.
Особенностью бумагоделательных машин БП-45А является наличие лощильного цилиндра в сушильной части. Сеточная часть может быть плоскосеточной или состоять из одного вакуум-формующего цилиндра. Для выработки бумаги массой 1 м2 свыше 60 г в сушильной части машины перед лощильным цилиндром а иногда и после него устанавливают несколько сушильных групп из цилиндров диаметром 1500 мм. Более тонкие виды бумаги (массой 1 м2 до 60 г) вырабатываются на самосъемочных машинах с автоматической заправкой полотна. Бумажное полотно с сеточной части снимается при помощи пересасывающего устройства и одним сукном охватывающим прессовые валы передается в сушильную часть. Этим сукном охватывается верхний вал пресса и два отсасывающих прессовых (лощильных) вала находящихся в контакте с лощильным цилиндром. Нижний вал первого пресса имеет свое сукно. Сушильная часть самосъемочных машин состоит из одного лощильного цилиндра большого диаметра (32 — 5 м). Над цилиндром устанавливают колпак скоростной сушки с прямым воздушным обогревом полотна. Накат периферического типа. Скорость машины по приводу 550 — 660 ммин ширина сетки до 5000 мм производительность достигает 55 тсут. Сушильные цилиндры устанавливаемые перед лощильным цилиндром должны высушивать полотно бумаги до сухости 55 — 60 %. На лощильном цилиндре бумага высыхает до сухости 75 — 85 %. Высушенная таким способом бумага менее гладкая по сравнению с бумагой высушенной только на одном цилиндре [2].
Система электропривода БДМ выполнена на двигателях постоянного тока и тиристорных преобразователях; система управления аналоговая. Оборудование системы электропривода физически и морально устарело; не обеспечивает в полной мере требований технологического процесса. Состав оборудования системы электропривода приведен в табл. 1.
диаметр приводного вала мм
к-во приводных цилиндров
Сеткоповорот-ный вал
Бумаговед-ущий валик 1 пресса
Питающее напряжение подается от трех трансформаторов с изолированной нейтралью 1600 кВА 3х570 В 50 Гц.
Напряжение возбуждения двигателей подается от индивидуальных источников постоянного тока 220 В.
Максимальная скорость привода 580 ммин
Диапазон регулирования 1:3
Вспомогательная скорость 15 – 30 ммин
Диапазон регулирования относительной скорости 5%
Торможение сушильных групп осуществляется изменением направления поля двигателя. Сушильная часть БДМ состоит из 96 вращающихся обогреваемых паром изнутри расположенных в два ряда сушильных цилиндров которые разделены на 6 приводных групп для компенсации усадки и вытягивания полотна и на пять групп при подаче пара и конденсата для регулирования температурного режима сушки. Механический привод БДМ объединен по группам цилиндровыми малыми и большими шестернями.
Нагрузки приводов БДМ во время работы существенно меньше их номинальных мощностей однако пуск приводов сеточной части и пуск приводов сушильных групп происходит в режиме токоограничения. Это обстоятельство учтено при выборе мощности двигателей для модернизации.
Сушильная часть имеет приемный цилиндр два ряда бумагосушильных цилиндров несколько сукносушителей. В конце сушильной части установлен досушивающий цилиндр. Сушильная часть разбивается на группы. Каждая сушильная группа включает в верхнем и нижнем рядах несколько бумагосушильных цилиндров не менее чем по одному сукносушильному цилиндру натяжному правительному и разгонному валику несколько сукноведущих и бумаговедущих валиков и одно общее сукно. Каждая группа имеет самостоятельный привод от трансмиссии переменной скорости или от отдельного двигателя допускающий независимый от остальных частей машины пуск и останов группы а также самостоятельное регулирование скорости ее движения. Бумага после мокрых прессов заправляется на приемный цилиндр. Этот цилиндр не имеет сукна. Его на значение сводится к небольшому повышению температуры проходящей бумаги. Далее влажная бумага проходит по очереди каждый следующий нижний и каждый следующий верхний бумагосушильные цилиндры.
Основным элементом сушильной части является цилиндр. Он представляет собой пустотелый барабан вращающийся вокруг горизонтальной оси. Насыщенный пар давлением более 007 МПа по трубе поступает внутрь цилиндра и заполняет его. Тепло пара передается стенке цилиндра и через нее — бумаге которая плотно охватывает приблизительно две трети поверхности цилиндра. Для повышения теплоотдачи от наружной стенки цилиндра к бумаге боковую поверхность цилиндра шлифуют и полируют. Цилиндры делаются из специального чугуна.
Ещё одним важным элементом многоцилиндровой сушильной части являются сетки и сукна которые служат для транспортировки бумажного полотна и создания плотного контакта влажного бумажного полотна с нагретой поверхностью цилиндра. Сушильные сукна или сетки плотно прижимают бумажное полотно к нагретой поверхности цилиндров тем самым обеспечивают хороший контакт между ними. Это предотвращает образование морщин и складок на поверхности бумажного полотна.машина
В сушильной части бумагоделательной машины бумажное полотно обезвоживается до конечной сухости равной 92 – 95 %. В процессе сушки удаляется 15 – 25 кг воды на 1 кг бумаги что примерно в 50 – 100 раз меньше чем на сеточной и прессовой частях машины. При сушке одновременно происходит дальнейшее уплотнение и сближение волокон. В результате повышается механическая прочность и гладкость бумаги. От режима сушки зависят объемная масса впитывающая способность воздухопроницаемость прозрачность усадка влагопрочность степень проклейки и окраска бумаги.
Сушка бумаги на сушильном цилиндре состоит из двух фаз: на нагретой поверхности цилиндра под сукном и на участке свободного хода т. е. когда бумажное полотно переходит с одного цилиндра на другой. В первой фазе под сукном испаряется основное количество влаги: на тихоходных машинах до 80 – 85 % на быстроходных до 60 – 75 % всей влаги испаряемой в сушильной части машины. Во второй фазе на участках свободного хода влага испаряется с обеих сторон бумаги за счет тепла поглощенного бумагой в первой фазе сушки. При этом бумага в зависимости от скорости машины претерпевает понижение температуры на 4 – 15ОС. При падении температуры снижается скорость сушки особенно на тихоходных машинах так как на них падение температуры полотна бумаги больше чем на быстроходных машинах. С повышением скорости машины количество испаряемой воды на участке свободного хода бумаги увеличивается. С уменьшением количества воды в бумажном полотне интенсивность сушки на свободном участке понижается.
Температуру сушильных цилиндров повышают постепенно что способствует улучшению качества бумаги и завершению процесса проклейки. В конце сушильной части температуру поверхности цилиндров снижают так как высокая температура при небольшой влажности бумаги действует на волокна разрушающе.
Мокрое бумажное полотно направляемое с прессовой части бумагоделательной машины заправляется между нагретой поверхности первого сушильного цилиндра и сушильной сеткой (сукном). На начальном участке движения сушильная сетка (сукно) сопровождает высушиваемое полотно в свободном участке между верхними сушильными цилиндрами и нижними вакуумными валиками. Это является особенностью данной схемы заправки бумажного полотна. Такая заправка снижает опасность обрыва бумажного полотна.
Сушильные цилиндры герметично закрыты вентиляционным колпаком из которого производится удаление отработанного влажного воздуха. Часть отработанного воздуха в теплоуловителе смешивается со свежим цеховым воздухом нагревается в калорифере и по воздуховоду сушильного воздуха подается в сушильную часть БДМ через воздухораспределительные каналы. Отработанный и цеховой воздух вода из скруббера направляется на общеобменную вентиляцию цеха. Высушенное до кондиционной влажности бумажное полотно после обработки в каландре наматывается в рулон на накате.
Производство бумаги можно разделить на три основных этапа:
этап. На первом этапе производится предварительная обработка древесного сырья. Еловая древесина распиливается на слесарных столах дисковыми пилами на мерный баланс длиной 12 м освобождается от коры (окаривается) в окорочных барабанах сухим способом (без подачи воды в барабан). Часть окоренного баланса измельчается до получения технологической щепы в рубильных машинах.
этап. На втором этапе происходит производство полуфабриката - древесной массы и термомеханической массы. В древесно-массном цехе получают древесную массу путем механического истирания мерного баланса в дефибрерах. В шахту дефибрера загружаются балансы по всей длине прижимаются к вращающемуся керамическому камню в результате чего происходит разделение древесины на волокна. Древесная масса проходит сортирование очистку сгущение и отбелку. В цехе термомеханической массы из технологической щепы получают термомеханическую массу путем двухступенчатого размола под давлением пропаренной щепы. Она также проходит сортирование сгущение и отбеливание.
этап. Третий этап - производство бумаги. Бумажная масса после предварительного сортирования очистки деаэрации и тонкого сортирования поступает на бумагоделательную машину где в сеточной части происходит формование бумажного полотна обезвоживание его под давлением прессовых валов сушка в процессе прохождения через сушильные цилиндры обогреваемые изнутри паром повышение гладкости при прохождении бумаги между каландровыми валами и намотка готовой бумаги на вал наката. Затем на продольно-резательном станке бумага разрезается на рулоны требуемых форматов упаковывается и складируется. Отгрузка бумаги осуществляется железнодорожным автомобильным и водным транспортом.
Бумагоделательная машина состоит из сеточной прессовой сушильной отделочных частей и привода. Кроме того к ней относятся машинный бассейн для аккумулирования бумажной массы и подачей ее на машину оборудование для рафинирования помола и очистки массы насосы для подачи воды вакуумные насосы устройства для переработки брака бассейны оборотной массы воды приточно-вытяжная вентиляционная система регулирующие и контрольно-измерительные приборы.
Сеточная часть предназначена для формования и обезвоживания бумажного полотна и включает напорный ящик и сеточный стол. Напорный ящик предназначен для равномерного и непрерывного напуска массы на сетку по всей ширине. Бумажная масса на сетку выливается при помощи напускного устройства обеспечивающего выход с одинаковой скоростью и в одинаковом количестве по всей ширине сетки подачу массы спокойным потоком без перекрещивания струй завихрений и хлопьеобразования.
Сеточный стол представляет собой горизонтальную плоскость образованную сеткой натянутой между грудным валом и отсасывающим гаучвалом. Под верхней ветвью сетки по направлению ее хода последовательно от грудного до гаучвала расположены: формующая доска гидропланки или регистровые валики отсасывающие ящики. Основное назначение этих элементов - формование бумажного полотна за счет создания режима обезвоживания бумажной массы на сетке.
Прессовая часть служит для дальнейшего механического обезвоживания полотна бумаги после сеточного стола и состоит из двух или трех двухвальных прессов. В каждом прессе имеется сукно охватывающее один из валов. Основное назначение сукон - предохранение структуры полотна бумаги от раздавливания во время прессования впитывания влаги транспортирования слабого сырого полотна в прессе и его передача в следующий пресс.
Сушильная часть служит для окончательного обезвоживания полотна бумаги испарением влаги. Сушильная часть состоит из сушильных цилиндров расположенных в два яруса в шахматном порядке. Сушильный цилиндр - это полый стальной цилиндр диаметром 1500 или 1800 мм изнутри обогреваемый паром. Поверхность цилиндров как и прессовых валов имеет высокую степень обработки - она отшлифована и отполирована. Число цилиндров зависит от вида вырабатываемой бумаги и скорости машин например для выработки газетной и мешочной бумаги число цилиндров доходит до 50 или 80. Отделочная часть состоит из машинного каландра и наката. Установленный между сушильной частью и накатом машинный каландр служит для повышения лоска гладкости и объемной массы бумаги. Каландр состоит из 5 - 8 горизонтально расположенных один над другим валов приводящихся в движение от нижнего вала. После машинного каландрирования бумага поступает на накат где наматывается в рулон. Сухость полотна в конце этой части составляет 92- 95%. А также служит для придания бумажному полотну дополнительных качеств (плотности лоска и т.п.) наматывания полотна в рулон.
Привод бумагоделательной машины предназначен для привода в движение всех частей бумагоделательной машины. Он обеспечивает плавное изменение скорости отдельных частей в определенных пределах строгое постоянство скорости приводимых частей при установившемся режиме работы машины. Установленная мощность электродвигателей привода составляет величину 10-20 тыс. кВт для различных типов машин.
Рис. 6 — Многодвигательный привод
Большинство современных машин имеет многодвигательный привод (Рис.6). Каждая приводная секция имеет свой индивидуальный электродвигатель. Между электродвигателем и приводным валом бумагоделательной машины установлен цилиндрический редуктор – одноступенчатый для быстроходных машин и двухступенчатый для тихоходных машин.
Независимый пуск и останов любого из двигателей сеточной и прессовой части каландра и наката; независимый пуск и останов привода любой сушильной группы.
В предложении рассмотрен вариант выполнения реконструкции привода БДМ на основе частотно-регулируемых приводов и цифровой системы управления.
В предлагаемый объем поставки по проекту включены:
асинхронные двигатели для приводов сеточной части прессовой части каландра и наката;
щиты с комплектными частотно-регулируемыми преобразователями;
силовые трансформаторы;
комплект редукторов и соединительных муфт для замены существующих редукторов в приводах сеточной части прессовой части каландра и наката;
шкаф с управляющим контроллером и оборудование пультов управления;
рабочая станция визуализации и диагностики;
для привода сушильных цилиндров предлагаются высокомоментные синхронные двигатели с полым валом установить двигатели предлагается на осях цилиндров с лицевой стороны;
в комплекте с навесными двигателями поставляется оборудование системы водяного охлаждения;
комплект оборудования модернизации цапф сушильных цилиндров для установки тандемных редукторов с лицевой стороны.
В сушильной части бумагоделательной машины бумажное полотно обезвоживается до конечной сухости. В процессе сушки удаляется 15-25 кг воды на 1 кг бумаги что примерно в 50-100 раз меньше чем на сеточной и прессовой частях машины. При сушке одновременно происходит дальнейшее уплотнение и сближение волокон. В результате повышается механическая прочность и гладкость бумаги. От режима сушки зависят объемная масса впитывающая способность воздухопроницаемость прозрачность усадка влагопрочность степень проклейки и окраска бумаги. Сухость бумажного полотна после нахождения в сушильной части составляет 92-95% а температура 70-900С. Для обеспечения высококачественного каландрирования и хорошей намотки полотна в конце сушильной части устанавливают холодильные цилиндры охлаждаясь на которых бумажное полотно впитывает влагу и увлажняются на 1-2%.
К приводу бумагоделательной машины предъявляются определенные требования:
Привод должен обеспечить возможность плавного регулирования в широких пределах скорости бумагоделательной машины в зависимости от вида и веса 1 м2 вырабатываемой бумаги.
Привод должен поддерживать постоянную установленную скорость машины. Только в этом случае будет обеспечено сохранение заданного веса 1 м2 бумаги зависящего от количества подаваемого на машину волокна и скорости машины. Современные приводы позволяют поддерживать постоянную скорость машины (отклонения не превышают 05–1%) и вырабатывать бумагу весом 1 м2 с допусками установленными стандартом.
Привод должен позволять регулировать в небольших пределах скорости отдельных секций и сохранять установленное соотношение этих скоростей.[7]
Выбираем трехфазный асинхронный двигатель серии АИР 160S6 мощность – 11 кВт синхронная скорость вращения – 1000 обмин скольжение – 3%. С учетом скольжения номинальная частота вращения nном=970 обмин. Изменением числа пар полюсов и с помощью редуктора мы изменяем частоту вращения двигателя.
Технические характеристики двигателя АИР 160S6 представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1-Технические характеристики двигателя АИР 160S6
Момент инерции кг*м2
Модернизация заключается в применении современного частотно- регулируемого электропривода (ЧРП) сушильного агрегата (ИО) состоит из асинхронного или синхронного электрического двигателя (М) и преобразователя частоты (ПЧ) (рисунок 7).
Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию и приводит в движение исполнительный орган технологического механизма.
Преобразователь частоты управляет электрическим двигателем и представляет собой электронное статическое устройство. На выходе преобразователя формируется электрическое напряжение с переменными амплитудой и частотой.
Рис. 7 - Структурная схема предлагаемого частотно-регулируемого привода
Название «частотно регулируемый электропривод» обусловлено тем что регулирование скорости вращения двигателя осуществляется изменением частоты напряжения питания подаваемого на двигатель от преобразователя частоты.
На протяжении последних лет наблюдается широкое и успешное внедрение частотно регулируемого электропривода для решения различных технологических задач во многих отраслях экономики.
В наиболее распространенном частотно - регулируемом приводе на основе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором применяются скалярное и векторное частотное управление.
Вращающий момент на валу подвенцовой шестерни
где iЦ - передаточное число зубчатой передачи принимаем iЦ =10 1=094÷0.96 - КПД цилиндрической передачи принимаем 1=095 В численном значении получаем:
Вращающиймоментнапервичномвалуредуктора(на валу электродвигателя) Мn1
Вращающий момент на первичном валу редуктора (на валу электродвигателя) Мпn1: -коэффициент передачи шестерни и редуктора = 120; Мп пустого барабана равна 6835 Нм.
Далее произведем кинематический расчет.
Целью кинематического расчета сушильной части БДМ является определение общего передаточного отношения от вала электродвигателя до вала ведущего звена исполнительного механизма; распределение общего передаточного отношения всей кинематической цепи привода между отдельными передаточными механизмами составляющими цепь; определение конструктивных параметров зубчатой передачи сушильной части; определение частот вращения валов передаточных механизмов кинематической цепи.
Определение передаточного числа привода. Кинематическая схема привода показана на рисунке 8 где: 1- электродвигатель; 24- муфты; 3- редуктор; 5- подвенцовая шестерня; 6- венцовая шестерня; 7- барабан.
Общее передаточное число привода определяем из соотношения
Рис.8 - Кинематическая схема привода
Распределение общего передаточного числа привода. Для многоступенчатых передач:
где i1 i2 i3- передаточные числа отдельных ступеней.
Учитывая предполагаемое устройство механизма а также стремясь обеспечить соразмерность деталей привода в частности диаметр подвенцовой шестерни должен вписываться в размеры сторон торца редуктора.
Передаточное число редуктора будет равно
Определение частоты вращения валов. Частота вращения вала электродвигателя а следовательно и быстроходного вала редуктора будет
Частота вращения тихоходного вала редуктора определяется так
Частота вращения подвенцовой шестерни: ???? = ???? = 80обмин. Полученные значения частот вращения сведены в таблицу 3.2.
Вал электродвигателя
Подвенцов ая шестерня
Проектныйрасчетзубчатойцилиндрическойпередачи. Определение допускаемого контактного напряжения. Расчет ведем по [7].
Допускаемое контактное напряжение определяется по зависимости
H lim- предел контактной выносливости зуба соответствующий
эквивалентному числу циклов МПа;
SH-коэффициентбезопасности;длязубчатыхколесс
однородной структурой материала SH 11 [7];
ZR - коэффициент учитывающий шероховатость сопряженных
поверхностей зубьев для зубчатых передач 9 степени точности
Zv - коэффициент учитывающий окружную скорость; при v 5м
KL-коэффициентучитывающийвлияниесмазки;из-за недостаточности экспериментальных данных принимается равным единице KL 1;
К хН -коэффициентучитывающийразмерзубчатогоколеса;
ориентировочно принимаем
Пределконтактной выносливостизубасоответствующий эквивалентному числу циклов
Допускаемоеконтактноенапряжениесоответствующеебазовому числу циклов напряжений
В численном значении получаем
Коэффициент долговечности при расчете на контактную выносливость
N HO - базовое число циклов перемены напряжений
соответствующее длительному пределу выносливости;
N HE - эквивалентное число циклов перемены напряжений.
Базовое число циклов перемены напряжений соответствующее длительному пределу выносливости
При постоянной нагрузке и зацеплении с одним колесом
Lh - полное число часов работы за расчетный срок службы принимаем
n -частота вращения.
Предел контактной выносливости зуба соответствующий эквивалентному числу циклов
Подставляя полученные значения в формулу получим:
Для прямозубых колес в качестве принимается допускаемое контактное напряжение того зубчатого колеса для которого оно меньше. Таким образом
Определение межосевого расстояния.
Определяем межосевое расстояние венцового зацепления по формуле
Ка-крутящий момент на шестерне;
- коэффициент учитывающий распределение нагрузки по
-коэффициент ширины колес относительно межосевого
Коэффициент КН выбираем в зависимости от относительной ширины зубчатого венца шестерни bd :
Значение межосевого расстояния по формуле
Согласно [7] полученное значение округляем до ближайшего стандартного значения
Значениемодуляmдляулучшенныхколес определяетсяиз следующего выражения
Суммарное число зубьев
Число зубьев шестерни и колеса. Число зубьев шестерни
Значениеz1округляемвближайшуюсторонудоцелогочисла.
Число зубьев колеса определяем по формуле
-Фактическое передаточное число. Находим фактическое передаточное число
Отклонение фактического передаточного от номинального
что допустимо [7 стр. 30].
- Расчет основных геометрических параметров. Определяем делительный диаметр шестерни
Определяем делительный диаметр колеса:
Определяем диаметр начальной окружности шестеренки
Определяем диаметр начальной окружности шестерни:
Определяем диаметр окружности вершин шестерни
где у – коэффициент воспринимаемого смещения; а – делительное межосевое расстояние.
Определяем диаметр окружности вершин колеса
Определяем диаметр впадин зубьев шестерни:
Определяем диаметр впадин зубьев колеса
Рабочая ширина венца шестерни
Определение окружной скорости и назначение степени точности.
Окружная скорость шестерни определяется по формуле
Руководствуясь [7 табл.3.8 стр. 36] для открытых тихоходных передач с пониженным требованием точности с точности. назначается 9 степень
Основные параметры шестерни и колеса:
Число зубьев: подвенцовой шестерни
Нормальный исходный контур по СТ СЭВ 308 – 76
Коэффициент смещения: подвенцовой шестерни
Делительный диаметр: подвенцовой шестерни
Начальный диаметр: подвенцовой шестерни
Диаметр вершин зубьев: подвенцовой шестерни
Диаметр впадин зубьев: подвенцовой шестерни
Межосевое расстояние
Ширина зубчатого венца b
Степень точности 9 .
При расчете статического режима работы электропривода необходимо построить статические характеристики элементов позволяющие определить количественные и качественные показатели статических режимов системы.
Механические характеристики двигателя и производственного механизма.
Номинальная частота вращения
Синхронная частота вращения
Критическое скольжение
Критический момент асинхронного двигателя
Зависимость скольжения от частоты вращения
Уравнение механической характеристики АД(формула Клосса)
Различные производственные механизмы обладают различными механическими характеристиками. Однако можно получить некоторые обобщения если воспользоваться следующей эмпирической формулой:
где Мс – момент сопротивления производственного механизма при
M0- момент трения в движущихся частях механизма;
Мс.ном - момент сопротивления при номинальной скорости ном; x – показатель степени характеризующий изменение момента при изменении скорости.
Пусковые моменты АД общепромышленных серий на естественной механической характеристике невелики и составляют (03 – 20)Mн. А токи ротора и статора чрезвычайно велики и достигают (5 - 10)Iн.
Пусковой момент двигателя:
Mп = Кп Mн м = 17 10834 = 184178 Н м.
Пусковой ток двигателя:
Таблица 3.3 - Рассчитанные механические характеристики
Рис.9 - Механические характеристики АД и механизма
Рис.10 - Механические характеристики АД при изменении частоты по закону Uf=const.
Все дальнейшие расчеты производятся аналогично и графики и данные представлены в Приложении.
Выбор преобразователя. Способ регулирования скорости вращения двигателя выбираем частотный так как этот способ обеспечивает плавное регулирование скорости в необходимом диапазоне а получаемые характеристики обладают высокой жесткостью. Определение напряжения и частоты необходимы для работы двигателя в заданной точке сводиться к уточнению возможности обеспечение преобразователя уровня напряжения и частоты при различных нагрузках и колебаниях напряжения питающей сети. При питании асинхронного двигателя от преобразователя частоты в процессе преобразуется напряжение промышленной частоты. В напряжение регулировки амплитуды и регулировки частоты возникают потери напряжения и мощности преобразователя. Обычно преобразователь имеет внутреннее обратные связи и при изменении нагрузки двигателя выходное напряжение и частота практически не изменяться. Поэтому в дальнейшем напряжение и частота на статоре электродвигателя будем сочетать независимыми от нагрузки. Синхронная скорость двигателя зависит от частоты питающей сети и числа пар полюсов.
Для устойчивой работы двигателя необходимо изменение частоты поддерживать перегружавшую способность двигателя что обеспечиваться регулированием напряжения на статоре по различным законам. Зависимость от частоты и от характера изменения статического момента. Эти особенности необходимо учитывать при расчете частоты и амплитуды напряжения. Наиболее распространенный закон изменения амплитуды напряжения пропорционально частоте в виде закона: Uf=const при таком законе максимальный момент постоянен и не зависит от частоты.
Также не зависит от частоты:
???????? = ????0 ???????? = ????????????????????.
Это позволяет в расчетах использовать прием параллельного переноса естественной механической характеристики. При этом естественная характеристика перемешаться вдоль оси «w» и устанавливаться в т.Wзад Mзад.
Из паспортных данных преобразователей частоты следует что:
????????????????.п = 150 ????H.
Номинальный ток преобразователя частоты должен быть не менее:
По IПЧ выбирается преобразователь частоты c учетом требования тех. задания мощность преобразователя частоты должна превышать мощность двигателя на 20%.
Выбираем преобразователи частоты серии Powtran серии PI7800. Его характеристики приведены в таблице 4.1 а внешний вид представлен на рисунке 11.
Таблица 4.1 - Характеристики частотного преобразователя PI7800 015G3
Установочные размеры
Рис.11 - Внешний вид преобразователя частоты PI7800 015G3
Проверочныйрасчетизусловиячтопреобразователь частоты обеспечивает перегрузочный пусковой момент 136% от номинального.
Мах.момент на валу двигателя АИР160S6
гдеIном = 32 А- номинальный ток преобразователя частоты; Iномdv = 2442 А - ном.ток двигателя.
- условие выполняется
Окончательно выбираем преобразователь
PI7800 015G3P = 15 кВт Iном = 32 А.
Выбор аппаратуры управления. Наряду с аппаратами ручного управления широкое применение получила релейно-контактная аппаратура позволяющая управлять электродвигателями и другими электроустановками дистанционно т. е. на расстоянии с помощью кнопок управления. К этой аппаратуре прежде всего относятся магнитные пускатели и контакторы.
В нашем случае применяется частотный преобразователь PI7800 015G3 который может оснащаться как местным так и дистанционным пультом управления. Пульт управления частотного преобразователя PI7800 015G3 представлен на рисунке 12.
Рис.12 - Пульт управления частотного преобразователя PI7800 015G3
Пульт местного управления размещен на лицевой панели блока. Он содержит кнопки управления и настройки параметров работы светодиоды для отображения режимов работы и пятиразрядный цифровой индикатор.
Нажатие какой-либо кнопки на пульте если команда принята отображается изменением состояния соответствующих светодиодов расположенных как правило рядом с кнопкой. Команды управления с местного или удаленного пульта управления имеют следующее назначение:
Кнопкой САУ - выбор типа системы управления. Разомкнутая САУ - без обратной связи. Замкнутая САУ - с обратной связью (используется внутренний программный ПИ-регулятор технологической переменной). Частотный преобразователь выполняет функцию локального автомата.
Схема включения частотного преобразователя. Схема включения частотного преобразователя представлена на рисунке 13.
Автоматические выключатель- при подаче напряжения на инвертор автоматический может защитить цепь электроснабжения.
Реактор переменного тока - применение реактора переменного тока способно погасить высшие гармоники в сети на входе впреобразователь частоты и улучшить коэффициент реактивной мощности преобразователя. Применение реактора переменного тока рекомендуется в следующих случаях:
-если мощность источника в 10 и более раз превышает мощность инвертора.
-если тиристорные переключатели и компенсаторы реактивной мощности подключены к тому же источнику питания что и преобразователь частоты.
-если существует большой дисбаланс напряжения в фазах (более 3%).
Фильтр подавления помех - фильтр используется для подавления электромагнитных помех производимых конвертером и препятствует их прохождению в сеть. При выборе электромагнитного фильтра необходимо согласовать его тип с системой электроснабжения – 3-х фазная 3-х проводная 3-х фазная 4-х проводная или однофазная. Кабель заземления должен быть как можно короче. Располагать фильтр необходимо как можно ближе к преобразователю частоты.
Контактор - может использоваться в качестве прерывателя подачи электропитания в целях защиты от распространения аварии. Нельзя использовать контактор для включения и выключения двигателя.
Выходной электромагнитный фильтр - фильтр ограничивает шум и утечки тока на выходе из прибора.
Выходной реактор переменного тока - если протяженность линии между инвертором и двигателем более 20 м реактор может ограничить сверхтоки от инвертора и ёмкостные токи от протяжённых проводов между инвертером и двигателем.
К пусковой низковольтной аппаратуре относятся различные рубильники переключатели автоматические выключатели. Номинальный ток рубильника должен быть не менее трехкратного номинального тока электродвигателя:
где IНДВ - номинальный ток электродвигателя (А).
При установке рубильников переключателей или пакетных выключателей а также для разрыва цепи в случае возникновения токов короткого замыкания применяют предохранители.
Автоматические выключатели служат для автоматического размыкания перегруженных электрических цепей и в случае других ненормальностей а также для включений и отключений в нормальных условиях.
Рис.13 - Схема включения PI7800 015G3
Выбор автомата защиты для трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
Каталожные данные двигателя АИР160S6: Рн =11 кВт; IH = 244 А при Uн = 220 В; nн = 970 обмин; КПД= 875%; cosH =074; кратность пускового тока К1 =65.
????п cк = ????H · ????i;
????п cк = 244 · 65 = 1586 A.
При использовании преобразователя частоты максимальный ток при пуске электродвигателя Imax=535 А.
Определим ток уставки теплового расцепителя:
Выберем автомат Iавт = 25 А и установим ток теплового расцепителя ре- гулятором на 80 А. Модель S203 B 25А 6000 Фирма производитель ABB.
Определим необходимый ток электромагнитного расцепителя
???? m. c . = 125 · ????????????????;
???? m. c . = 125 · 535 = 669 A.
Проверим выбранный автомат по току срабатывания электромагнитного расцепителя.
По условиям пуска автомат выбран правильно поскольку
Проверим коммутационную способность автомата. Эффективное значение допустимого тока короткого замыкания для выбранного автомата при напряжения 220 В (Iф КОР ЗАМ =1500 А) должно быть больше Iф КОР ЗАМ сети.
Выбор защитного аппарата.
Для защиты проводов и кабелей электрических сетей напряжением до 1000 В от токов короткого замыкания устанавливают предохранители. Защитным элементом предохранителя является плавкая вставка включаемая последовательно в цепь тока. При увеличении тока линии выше определенной величины плавкая вставка расплавляется цепь тока разрывается предохраняя провод от недопустимого перегрева.
Расчетный ток линии равным номинальному току двигателя: IДЛ =244 А. Выбрав номинальный ток плавкой вставки по длительному току линии (IВ>Iдл) получим соотношение IВ> 244 А.
При выборе плавкой вставки по пусковому току двигателя IB Iмах .
Согласно требованиям выбираем предохранитель ПР-2 220В 15-60А с номинальным током срабатывания 60A.
Так как применяется частотный преобразователь проводку необходимо осуществлять экранированным кабелем марки ПВВГЭ проложенным в трубах и каналах пола.
Определим рабочий ток нагрузки:
????pa6. = ????H = 244 A.
Выбираем по каталогу ближайшие сечение кабеля по длительно- допустимому токуАПВВГЭ - 4х10.
Общая структура электропривода представляется в виде схемы на рисунке 14.
Рис.14 - Общая структура электропривода
Вобщейструктурнойсхемераскрываютсявходныеи выходные переменные каждого звена системы электропривода.
Частотный преобразователь можно разделить на три основные части: неуправляемый выпрямитель инвертор и систему управления выпрямителем и инвертором.
Функциональная схема системы автоматического управления электродвигателем АИР160S6 с частотным преобразователем приведена на рисунке 15.
Рис.15 - Функциональная схема частотно-регулируемого электропривода
В соответствии с функциональной схемой в состав электропривода входят:
-исполнительный двигатель (М) – АИР160S6
-статический преобразователь частоты (СПЧ) состоящий из силовой части и системы управления статическим преобразователем частоты (СУ СПЧ);
-система управления электроприводом (СУ ЭП).
В качестве исполнительного двигателя в электроприводе используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Силовая часть СПЧ включает в себя неуправляемый выпрямитель (НВ) автономный инвертор напряжения с широтно-импульсной модуляцией (АИН ШИМ) и конденсатор в звене постоянного тока С. Система управления статическим преобразователем состоит из трех блоков:
-блок БУ1 формирующий импульсы управления полупроводниковыми ключами VS1-VS6 которые обеспечивают синусоидальную широтно-импульсную модуляцию трехфазного выходного напряжения статического преобразователя частоты при работе электропривода в двигательном режиме;
-блок БУ2 формирующий импульсы управления полупроводниковыми ключами VS2 VS3 которые обеспечивают широтно- импульсную модуляцию постоянного напряжения прикладываемого к двум последовательно соединенным фазам обмотки статора при возможной работе электропривода в режиме динамического торможения;
-коммутатор прохождения импульсов управления K.
-Система управления электроприводом включает в себя следующие элементы и блоки:
-Пульт управления (ПУ);
-датчик скорости ДС;
-пропорционально-интегральный регулятор (ПИ);
-два сумматора С1 и С2;
-функциональный преобразователь (ФП);
-задатчик интенсивности торможения (ЗИТ);
-блок вычисления синхронной частоты вращения (БВ 0).
При работе в двигательном режиме электропривод представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования с обратной связью по частоте вращения. Требуемое значение частоты вращения двигателя и пуск двигателя при частотном регулировании устанавливается с помощью ПУ сигнал с выхода которого поступает на положительный вход сумматора С1. На отрицательный вход сумматора С1 поступает сигнал пропорциональный фактической частоте вращения двигателя. Разность сигналов снимаемая с выхода сумматора С1 поступает на вход пропорционально-интегрального регулятора который задает необходимую зависимость изменения частоты напряжения и величины напряжения на выходе статического преобразователя частоты. Функциональный преобразователь ФП выполняет необходимую связь между частотой напряжения и действующим значением напряжения на выходе СПЧ.
Одним из наиболее эффективных путей развития энергосберегающих технологических режимов при управлении сушильными агрегатами является регулируемый электропривод. В настоящее время доминирующее положение занимают частотно – регулируемые асинхронные электроприводы с системами автоматического управления что позволяет решить не только технологические задачи сушильных агрегатов но и проблему энергосбережения.
Формирование требуемых статических и динамических свойств асинхронного частотно-регулируемого электропривода возможно лишь в замкнутой системе регулирования его координат функциональная схема которого представлена на рисунке 16 где Р – регулятор; Д – датчик переменных электропривода; ПЧ – преобразователь частоты.
Рис.16 – Функциональная схема замкнутой системы ПЧ-АД
Для увеличения диапазона регулирования по скорости в данную систему регулирования необходимо введение отрицательной обратной связи по скорости. Поэтому в математическом описании переходных процессов электропривода учитывается обратная связь по скорости. Структурная схема системы ПЧ-АД с отрицательной обратной связью по скорости будет иметь вид:
Рис.17 – Структурная схема системы ПЧ-АД с обратной
Отметим что структурная схема в соответствии с рисунком 17 является линеаризованной системой электропривода.
Динамика системы ПЧ – АД – сушильная часть БДМ может быть исследована на структурной схеме модели представленной на рисунке 18.
Рис.18 - Структурная схема модели системы ПЧ – АД в MATLAB
На рисунках далее показаны переходные процессы системы ПЧ – АД при изменении параметров регулятора скорости.
Рис.19 Переходный процесс системы ПЧ-АД при коэффициенте усиления регулятора скорости Кс=0.1
Рис.20- Переходный процесс системы ПЧ-АД при коэффициенте усиления регулятора скорости Тс=3
Визуальное исследование осциллограмм показывает что скорость вращения по качественным характеристикам соответствует скорости системы ПЧ – АД с обратной связью по скорости.
В разделе приводится характеристика опасностей имеющихся в производстве и отдельных его стадиях основные требования безопасности соблюдение которых обязательно для исключения возможности взрывов пожаров отравлений удушений травм ожогов и т.д. а также для обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий труда работающих. В последнем подразделе приводятся характеристики отходов производства сточных вод и выбросов в атмосферу.
Цех по производству картона и бумаги согласно СП относится к категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности относятся согласно НПБ 105-95 к категории «Б» (взрывопожарная). Горючие пыли или волокна легковоспламеняющиеся вещества с температурой вспышки более 28 С горячие вещества находятся в таком количестве что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паро-воздушные смеси при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва НПБ 105-95 в помещении превышают 5 кПа.
Источники опасности в цехе:
разгерметизация аппаратов трубопроводов арматуры работающих под давлением;
разгерметизация трубопроводов арматуры транспортирующих опасные и вредные вещества;
поражение электрическим током;
ремонт и обслуживание вращающихся механизмов оборудования;
выполнение работ повышенной опасности (на высоте в емкостях транспортирование крупногабаритных грузов замена одежды машины и т.д.);
нарушение правил и технической эксплуатации оборудования инструкции по охране труда правил противопожарной безопасности и промышленной санитарии;
работа с вредными и опасными веществами;
превышение давления выше допустимого переполнение емкостей;
захламленность проходов и рабочих мест.
Основные правила (требования) безопасности производства и отдельных стадий:
необходимым условием безопасности является осторожность осмотрительность внимательное отношение к работе соблюдение правил внутреннего распорядка инструкции по ТБ правил технической эксплуатации оборудования инструкции о мерах пожарной безопасности в цехе инструкции о действии персонала при появлении хлорной волны;
все оборудование трубопроводы арматура должны быть герметичны. Пропуск течи свищи немедленно должны быть устранены;
все вращающиеся части оборудования и опасные участки должны быть ограждены;
монтажные проемы площадки обслуживания должны иметь перила. Ямы канализационные желоба и колодцы должны быть закрыты настилом или ограждены;
применение сигнальных цветов и знаков безопасности знание их назначения;
вся аппаратура оборудование работающие под давлением 70 кПа и выше грузоподъемные механизмы должны быть сданы инспекции Госгортехнадзора без освидетельствования и испытания не допускается в эксплуатацию;
не производить работы повышенной опасности без наряда-допуска. Все работы по чистке осмотру и ремонту оборудования в цехе должны производиться только с разрешения начальника цеха старшего мастера механика энергетика мастеров смен;
постоянно следить за работой технологической и общеобменной вентиляции в целях обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий труда;
иметь в цехе запас промышленных фильтрующих противогазов марки “В” или “БКФ”. Необходимо знание и умение пользования ими;
все токоведущие части должны быть изолированы. Все электрооборудование в цехе (электродвигатели регулирующая аппаратура и т.д.) должны быть заземлены;
ремонт оборудования и коммуникаций под давлением запрещается;
работать необходимо в установленной для данного вида работ спецодежде. Одежда должна быть чистой и аккуратной т.к. рваная не застегнутая одежда может быть причиной несчастного случая;
не употреблять для питья производственную воду;
работы с вредными и опасными веществами выполнять с применением средств индивидуальной защиты;
не допускать скопления бумажного сухого брака и пыли вовремя делать уборку;
не допускать переполнения емкостей;
содержать в чистоте и порядке оборудование и рабочее место.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) при производстве работ.СИЗ служат для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов. Их следует применять в тех случаях когда безопасность работ не может быть обеспечена конструкцией оборудования организацией производственных процессов архитектурно-планировочными решениями и средствами коллективной защиты.
В цехе при аварийных ситуациях или выполнении тех или иных работ необходимо применять:
средства защиты органов дыхания:
промышленный фильтрующий противогаз марки “В”;
респираторы противопыльные и противогазовые.
Средства защиты органов зрения:
защитные очки и маски.
Средства защиты органов слуха:
противошумные наушники и вкладыши.
Средства зашиты головы:
комбинезоны куртки брюки прорезиненные фартуки рукавицы резиновые перчатки фуфайки.
резиновые сапоги ботинки валенки.
Индифферентные средства:
Предохранительные приспособления:
страховочные пояса лестницы и т.д.
Условия проведения и последовательность операции обеспечивающих безопасность и соблюдение установленного технологического режима. Технологическая эксплуатация БДМ.
Пуск БДМ заключается в следующем:
осмотр машины подготовка к пуску пробный пуск отдельных частей подача массы на сетку.
При осмотре машины после длительного останова бригада должна тщательно осмотреть и проверить:
чистоту массных бассейнов и емкостей для химикатов и оборотной воды отсутствия в них посторонних предметов и наличие в них массы и химикатов надлежащего качества;
состояние техстропных ремней мешалок исправность вентиляции и задвижек материальных и водяных насосов насосов химикатов и вакуум-насосов узлоловителей сгустителей дисковых мельниц и трубопроводов наличие и исправность сит для очистки химикатов;
состояние и чистоту напорного ящика механизмов вращения перфорированных валиков компрессоров исправность и чистоту сеток и сетковедущих валиков спрысков шлангов отсечек механизмы движения шаберов. Чистоту поверхности грудного вала отсасывающих ящиков гауч-вал;
отсутствие на станинах сеточной прессовой и сушильной части посторонних предметов. Чистоту переходных мостиков и площадок. Исправность механизмов правки и натяжки сетки;
состояние и исправность прессовых валов правки и натяжки сукон сукномоек и шаберов;
состояние и чистоту прессовых сукон правильность прижима прессов;
состояние и исправность паровпускных головок запорных вентилей и задвижек предохранительных клапанов водоотделителей теплообменников и конденсатных баков;
смазку и состояние всех подшипников исправность систем централизованной смазки;
исправность всех насосов компрессоров и вентиляционных установок обслуживающих машину;
исправность всех ограждений движущихся частей машин привода и вспомогательного оборудования;
чистоту и исправность всех лестниц площадок переходов и колпака машины;
чистоту и исправность электродвигателей электроприборов электрокабелей и устройства для аварийного останова машины;
чистоту и исправность во всех помещениях БДМ на рабочих местах;
нахождение на местах и исправность всех противопожарных средств.
Осмотр производится бригадой БДМ слесарями и электриками бумажной фабрики.
Примечание: Подробное распределение обязанностей между отдельными рабочими устанавливается администрацией фабрики специальными инструкциями по каждой профессии отдельно инструкции вывешиваются на видных местах около рабочих мест и выдаются под расписку работающим.
Подготовка к пуску и пробный пуск отдельных частей машины.
После осмотра машины и вспомогательного оборудования член бригады БДМ слесаря и электрики сообщают бригадиру-сеточнику о готовности к пуску.
Сменный мастер после сообщения бригадира-сеточника об исправности машины дает ему распоряжение на пуск. Бригадир-сеточник о пуске машины извещает звуковым сигналом одновременно убедившись что все члены бригады на лицо. Отдельные секции машины прокручиваются на пусковой скорости. В первую очередь готовится к пуску сушильная часть. При этом проводится:
при медленном вращении проверить целостность сукна его ход. положение контрольной нитки и натяжку;
проверить открытие вентилей на линии конденсата от цилиндров к водоотделителю теплообменникам бакам и насосам конденсата;
перед пуском пара в цилиндры необходимо проверить открытие вентилей. Пар на разогрев цилиндров открывать осторожно не допуская стука и треска на линии конденсата. Разогрев цилиндров вести постоянно в зависимости от времени простоя машины.
Подробная эксплуатация сушильных цилиндров изложена в инструкции по эксплуатации.
При пуске прессовой части следует:
удостовериться что сукно натянуто и на нем нет комков брака массы и посторонних предметов:
прижать верхний вал на нижний удостоверившись что вал запрессован по сторонам равномерно и минимально-допустимой нагрузкой при пуске сукна:
подключить сукномойку открыть воду через спрыски на сукна и пропуская сукно на пусковой скорости проверить его цельность ход его контрольную нитку и натяжку.
При пуске сеточной части следует:
удостовериться что на сетке нет оставшейся массы поверхность всех валов чистая шабера полностью прилегают к валам:
открыть воду на отсечки и спрыски проверить их работу;
пропуская на пусковой скорости сетку проверить ее ход положение шва и натяжку ее целостность;
при пуске сетки следует удостовериться во вращении всех валиков сеточного стола.
При пробном пуске машины бригадир-сеточник в присутствии дежурного электрика обязан проверить исправность устройства для аварийного останова машины.
Начинать подачу массы на машину разрешается только после осмотра ее подготовки к пуску и пробного пуска отдельных частей машины (в соответствии с вышеприведенными правилами). При пуске машины запрещается присутствие на машине лиц не имеющих отношения к бумфабрике.
Пустить вакуум-насосы контролировать подачу воды на них гауч-мешалку узлоловители.
Пустить смесительный насос насос оборотной воды. В соответствии существующего технологического режима доводится до нужной концентрации масса в напорном ящике регулируется вакуум на сосудных ящиках и в камерах отсасывающих валов бумажное полотно подается на заправку на машине с одновременной регулировкой тяги между секциями. На заправленном бумажном полотне регулируется подача пара на цилиндры.
В процессе работы каждый рабочий бригады под общим руководством бригадира-сеточника обязан на вверенном ему участке выполнять строго установленный технологический режим.
При работе машины не допускается:
стук и другие ненормальности в работе машины;
остановки или эксцентричного вращения какого бы то ни было валика;
налипания массы на валики и неплотного прилегания шаберов;
нарушения установочной величины вакуума;
перепуск сетки и сукна а также применение “забитых” и загрязненных сеток и сукон;
поднятия давления и температуры в сушильных цилиндрах установленных по технологическому регламенту;
попадания капели на полотно бумаги;
недостаточной смазки подшипников и их нагрева.
Запрещается работа машины при:
неисправности устройства для аварийного останова машины;
неисправных или снятых ограждениях;
при ненормальных стуках и шуме в оборудовании.
Скорость машины устанавливается начальником фабрики или технологом и может изменена только лишь с их письменного разрешения.
При внезапном останове машины нужно прекратить подачу массы на машину закрыть пар на цилиндры и вылечить пресса. Машину разрешается остановить только с разрешения сменного мастера. Одновременно ставятся в известность об этом дежурные слесаря и электрики.
При останове машины промываются узлоловители напорные ящики сеточная и прессовая части прочищаются спрыски просматривается сетка и если имеется потребность одежда машины подвергается починке промывке и продувке.
Об остановах аварийного и затяжного характера немедленно извещается администрация цеха.
Дежурные слесаря и электрики осматривают вверенное им оборудование и при обнаружении неисправности приступают к их устранению предварительно поставив об этом сменного мастера и бригадира-сеточника в известность.
При остановах буммашин в зимний период необходимо вести прокачку водой трубопроводов массы с отбельного цеха и трубопровод глинозема их химкорпуса. Линию канифольного клея с химкорпуса держать под паром. Подачу каолина перевести в оборотную линию.
Подробное описание правил эксплуатации пуска в эксплуатацию останова оборудования РПО БДМ отдельных станков и всего другого вспомогательного оборудования изложены в инструкциях по техническому обслуживанию.
На фабрике существует два потока сточных вод: условно-чистые и волокно содержащие.
К условно-чистым водам относятся воды не содержащие в себе волокно: вода с холодильных цилиндров вода с цилиндра наката вода с холодильников централизованной смазки. Условно-чистые воды сбрасываются в колодец (в районе 10 оси).
Волокно содержащие воды сбрасываются тремя потоками с БДМ и размольно-подготовительного отдела: оборотная вода с вакуум-насосов перелив со сборника регистровых вод перелив с бассейна оборотной воды БДМ сброс уплотнительной воды с мельниц МД-31. Волокно содержащие воды сбрасываются в колодец (в районе 47 оси). Временные нормативные показатели сточных вод БДМ приведены в табл. 6:
Таблица 6. Нормативные показатели сточных вод БДМ
Производственные отходы в виде обрывков картона и бумаги идут на повторную переработку в поток брака. Другие отходы от работы машины как-то отработанные люминесцентные лампы освещения цеха в количестве около 700 штук в год лампы ДРЛ в количестве около 550 штук в год отвозятся на специализированный участок полей рекультивации для утилизации. Отработанные нефтепродукты образующиеся от централизованной смазки подшипников и шестерен паразитного привода КДМ редукторов вакуум-насосов мельниц гидростанции ПРС в количестве около 60 т. в год отвозятся на склад мазута для утилизации в СРК.
Пыль образующаяся в сушильной части и на ПРС отработанные сушильные и прессовые сукна и сетки бытовой и строительный мусор в количестве около 500 т в год отвозится на поля рекультивации для утилизации.
В дипломном проекте был модернизирован и рассчитан электропривод для сушильной секции бумагоделательной машины в соответствии с технологией и требованиями предъявляемыми к электроприводу. Проведён анализ динамических режимов выбранного электропривода и построены переходные процессы.
При задании сигнала скачком переходный процесс протекает быстрее чем при задании плавно по линейному закону но зато большое перерегулирование.
В ходе проекта были построены механические характеристики по исходным данным кинематическая схема рабочей машины произведена проверка двигателя по условиям пуска и перегрузочная способность.
Выбранный двигатель обеспечивает выполнение режима работы сушильной секции бумагоделательной машины.
Малиновский А.К. Автоматизированный электропривод машин и механизмов установок шахт и рудников. М.: Недра 2017 с.42 - 46 с. 51 - 55 с. 70 - 79.
Чиликин М. Г. Сандлер А. С. Общий курс электропривода. М.: Энергоиздат 2011 с. 462- 475 с. 462 - 476 с. 481 - 483.
Башарин А. В. Новиков В. А. Соколовский Г. Г. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат 2012 с. 17- 21 с. 30 - 33 с. 42 - 46 с. 59 - 64.
Справочник по автоматизированному электроприводу Под ред. В. А. Елисеева и А. В. Шинянского М.: Энергоатомиздат 2013
Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник И. Х. Евзеров Горобец Б. М. Мошкович и др.; Под ред. В. М. Перельмутера. М.: Энергоатомиздат 2018.
Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами Под ред. В. И. Круповича Ю. Г. Барыбина М. Л. Самовера М.: Энергоиздат 1982
Справочник по электрическим машинам в 2-х томах Под ред. И. Л. Копылова Б. К. Клюева. М.: Энергоатомиздат 2009.
Электротехнический справочник в 3-х томах (т. 2; т. 3 (кн. 2)) Под ред. В. Г. Герасимова П. Г. Грудинского В. А. Лабунцова и др. Энергоатомиздат 2016.
Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник В. Я. Замятин Б. В. Кондратьев В. М. Петухов. М.: Радио и связь. 2008.
Александров К. К. Кузьмина Е. Г. Электротехнические чертежи и схемы: Справочник. М.: Энергоатомиздат 2010.
Краевская Н.П. Гринберг Б.В. Электрооборудование производств. – Минск.: Высшая школа 2010. – 144 с.
Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник Э.А. Кравчик М.М. Шлаф В.И. Афонин Е.А. Соболевская. – Москва: Энергоиздат 2012. – 504 с.