Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Разработка проекта отделения шахтных печей

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………………..……..4

1 Общая часть……………………………………………………………………………………….….5

1.1 Назначение отделения………………………………………………………………………......5

1.2 Основное электрическое оборудование отделения и его

технические характеристики………………………………………………………………………....5

1.3 Категория потребителей……………………………………………………………………….7

1.4 Существующая схема электроснабжения………………………………………………..….9

2 Специальная часть……………………………………………………………………………...….10

2.1 Выбор рода тока и напряжения……………………………………………………………..…10

2.2 Расчет мощности на шинах подстанций………………………………………………...…10

2.3 Выбор и расчет компенсационной установки………………………………………...……12

2.4 Выбор силовых трансформаторов………………………………………………………..…13

2.5 Расчет вводных линий…………………………………………………………………………..17

2.6 Расчет токов кроткого замыкания……………………………………………………..……19

2.7 Расчет и выбор коммутационной аппаратуры…………………………………………....23

2.8 Выбор защитной аппаратуры……………………………………………………………..….30

2.9 Расчет силовой сети………………………………………………………………………...….31

2.10 Расчет сети защитного заземления…………………………………………………….…33

3 Организация производства……………………………………………………………………….36

3.1 Организация работ в электроустановке………………………………………………...…36

3.2 Графики выходов на работу……………………………………………………………………38

3.3 График осмотров и ППР оборудования……………………………………………………...40

3 Экономика производства…………………………………………………………………………48

4.1 Организационная структура участка шахтных печей……………………………..…..48

4.2 Расчёт численности трудящихся………………………………………………………..…..49

4.3 Расчёт фонда заработной платы…………………………………………………...………49

4.4 Расчёт заработной платы для ИТР…………………………………………….…………...53

4.5 Затраты на амортизацию……………………………………………………………………..54

4.6 Затраты на материалы………………………………………………………………………..55

4.7 Затраты на электроэнергию…………………………………………………………………57

4.8 Затраты на охрану труда и ремонтный фонд…………………………………………....59

4.9 Себестоимость единицы продукции……………………………………….………………...59

5 Мероприятия по технике безопасности ……………………………………………………..62

5.1 Мероприятия по пожарной безопасности …………………………………………………..62

5.2 Экологическая безопасность…………………………………………………………………...63

Литература……………………………………………………………………………………………...65

Приложение А дипломное задание

ВВЕДЕНИЕ

Требования научно-технического прогресса диктуют необходимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создание экономичных, надежных систем электроснабжения промышленных предприятий, развития электрических сетей и электрооборудования, автоматизированного электропривода и систем управления.

Главное внимание уделяется ускорению темпов развития отрасли на базе передовой техники и технологии, внедрению достижений научно-технического прогресса, техническому перевооружению, реконструкций и модернизаций действующих электростанций, энергопредприятий, а так же распределение электроэнергий на промышленных предприятиях. Изменения условий эксплуатаций, новые технические решения и применение новых видов оборудования и материалов привели в свою очередь к необходимости пересмотра Правил технической эксплуатаций, Правил устройства электроустановок, норм испытаний электрооборудования, стандартов и другой производственно-технической документаций.

В предоставленном дипломном проекте разработан вариант электроснабжения отделения по обжигу магнезита в шахтных печах, цеха магнезиального порошка – 1.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Назначение отделения

Отделение шахтных печей предназначено для обжига магнезита в шахтных печах с последующей сортировкой (просеиванием) по фракциям и передачей готовой продукций в другие технологические цеха комбината.

1.2 Основное электрическое оборудование и его технические характеристики

Основное оборудование и расход электроэнергией

Таблица 1 – основное оборудование участка и его характеристики

Наим потр	n едо	Рн кВт	Рн*n	Кс	сos	tg	Р потр	Q потр	T час	Ки	Wа	Wр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Питатель	1	2,8	2,8	0,6	0,7	0,85	1,68	1,428	3	0,45	2,268	4,284
Конвейер	1	11	11	0,5	0,6	1,33	5,5	7,315	3	0,6	9,9	21,945
Конвейер	7	4	28	0,5	0,6	1,33	14	18,62	6	0,6	50,4	111,72
Конвейер	1	7,5	7,5	0,5	0,6	1,33	3,75	4,988	6	0,6	13,5	29,925
Конвейер	2	7	14	0,5	0,6	1,33	7	9,31	6	0,6	25,2	55,86
Конвейер	1	18,5	18,5	0,5	0,6	1,33	9,25	12,3	6	0,6	33,3	73,815
Конвейер	1	10	10	0,5	0,6	1,33	5	6,65	6	0,6	18	39,9
Конвейер	1	8,5	8,5	0,5	0,6	1,33	4,25	5,653	6	0,6	15,3	33,915
Шнек	5	2,2	11	0,6	0,8	0,78	6,6	5,148	6	0,6	23,76	30,888
АТУ	2	45	90	0,8	0,8	0,78	72	56,16	6	0,8	345,6	336,96
АТУ	1	28	28	0,8	0,8	0,78	22,4	17,47	6	0,8	107,52	104,83
АТУ	1	22	22	0,8	0,8	0,78	17,6	13,73	6	0,8	84,48	82,368
АТУ	1	30	30	0,8	0,8	0,78	24	18,72	6	0,8	115,2	112,32
АТУ	1	4,5	4,5	0,8	0,8	0,78	3,6	2,808	6	0,8	17,28	16,848
Холд бар	2	24	48	0,7	0,7	0,85	33,6	28,56	6	0,6	120,96	171,36
Тележ сыр	1	7	7	0,5	0,7	0,85	3,5	2,975	1	0,5	1,75	2,975
Скипа	3	30	90	0,7	0,7	0,85	63	53,55	2,4	0,6	90,72	128,52
Решотки	3	11	33	0,7	0,7	0,85	23,1	19,64	0,3	0,6	3,465	4,90875
СкипН	1	40	40	0,7	0,7	0,85	28	23,8	0,5	0,6	8,4	11,9
Продолжение таблицы 1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Элеватор	2	11	22	0,7	0,7	0,85	15,4	13,09	6	0,7	64,68	78,54
Насосы	2	11	22	0,6	0,7	0,85	13,2	11,22	8	0,75	79,2	89,76
Дробилка	1	55	55	0,7	0,7	0,85	38,5	32,73	2	0,7	53,9	65,45
Пит дроб	1	1,7	1,7	0,7	0,6	1,33	1,19	1,583	2	0,7	1,666	3,1654
Птиатель	3	1,7	5,1	0,6	0,7	0,85	3,06	2,601	0,3	0,45	0,344	0,65025
Конвейер	2	20	40	0,5	0,6,	1,33	20	26,6	3	0,6	36	79,8
СитоГИЛ	1	14	14	0,5	0,6	1,33	7	9,31	6	0,6	25,2	55,86
Сумма потребляемых мощностей							446,2	406			1347,9	1748,469
Двиг 6 тысяч	1	630	1260	0,6	0,75	0,93			резерв
Двиг 6 тысяч	1	630	1260	0,6	0,75	0,93	378	351,54	24	0,6	5062,2

Технологическая карта основного электрического оборудования

Привод питателя первой сырьевой ленты

Привод сырьевой ленты № 1

Привод сырьевой ленты № 2

Привод сырьевой ленты № 3

Привод тележки сырьевой ленты № 3

Привода питателей печей № 2 – 4

Привода скипов печей № 2 – 4

Привод дымососа

Привод решеток печей № 2 – 4

Привод элеватора отсевного

Привод отсевной ленты № 1

Привод отсевной ленты № 2

Привод отсевной ленты № 3

Привод скипа

Привод АТУ № 23 Привод холодильных барабанов Привод ленты № 4

Привод ленты № 5

Привод ленты № 8^А

Привод питателя дробилки

Привод дробилки

Привод АТУ № 41

Привод шнека АТУ № 41

Привод дробилки

Привод ленты № 10

Привод элеватора

Привод ленты № 9^А

Привод ленты № 11

Привод АТУ № 20

Привод шнека АТУ № 20

Привод насосов

Привод ленты № 8

Привод АТУ № 18

Привод шнека АТУ № 18

Привод сита

Привод АТУ № 19

Привод шнека АТУ № 19

Привод ленты № 9

Привод АТУ № 21

Привод шнека АТУ № 21

Рисунок 1 – Технологическая карта основного электрического оборудования

1.3 Категория потребителей

В соответствии с характером ущерба, который может быть нанесен предприятию при внезапных перерывах в электроснабжении, ПУЭ по условиям обеспечения надежности электроснабжения подразделяет все приемники электроэнергии на три основных категории:

I категория - приемники, нарушение электроснабжения которых влечет за собой опасность для жизни и здоровья людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса. Примером электроприемников первой категории в промышленных установках могут быть электроприемники доменных печей, электролиза алюминия, водоотливных и подъемных установок в шахтах, насосных станций для охлаждения печей и т. д.

Приемники электроэнергии I категории, должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых друг от друга источников питания и перерыв их электроснабжения может быть допущен на время АВР (автоматического включение резерва).

II категория - приемники, перерыв в электроснабжении которых связан с массовым недовыпуском продукции, простоем людей, механизмов и промышленного транспорта (прокатные станы, электрические дуговые печи, металлорежущие станки, штамповочные прессы, механизмы текстильного производства и т.п.), нарушением нормальной деятельности значительного количества людей. Для приемников электроэнергии II категории допускается перерыв электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания вручную.

III категория - все остальные приемники, не подходящие под определение I и II категорий (например, приемники вспомогательных цехов, неответственных складов, цехов несерийного производства и т.п.), перерыв в электроснабжении которых в течение времени ремонта и замены поврежденного электрооборудования не вызывает значительного ущерба. При этом время перерыва электроснабжения не должно превышать одних суток.

Данное отделения с учетом технологического процесса (то есть технологический поток) является потребителем второй категорий. Допускается прерывание электроснабжения на небольшой отрывок времени связанный с оперативным обслуживанием электроустановок в аварийных ситуациях или с оперативным переходом с одной секции, запитанной с первого трансформатора на другую секцию запитанную от второго трансформатора. Переход осуществляет оперативный персонал цеха.

1.4 Существующая схема электроснабжения

Отделение шахтных печей запитано от двух трансформаторной подстанций №15. Подстанция запитана двумя в водами с подстанций «Заводская», подаваемое напряжение U=6,3 (кВ). Установлены трансформаторы ТМ – 1000/10У1, которые понижают напряжение до U=0,4 (кВ). Затем пониженное напряжение подается на две распределительные секций, каждая секция запитана от своего трансформатора. Между секциями находится меж секционный разъединитель которым пользуются в случаях аварий одного из трансформаторов, при проведений ремонта.

Питание потребителей осуществляется по средствам кабельной линий, напряжение 0,4 кВ подается на РП и РУ, с которых непосредственно запитаны шкафы управления электропотребителей.

Так же с подстанций запитаны высоковольтные потребители, два синхронных двигателя мощностью 630 кВт.

С подстанций по низкой стороне запитан участок вращающихся печей.

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор рода тока и напряжения

Выбор напряжения питающих и распределительных сетей зависит от мощности, потребляемой цехом (отделением), его удаленности от источника питания. Предпочтение должно быть отдано сети более высокого напряжения, так как последнее облегчает развитие цеха (отделения).

Выбираем переменное напряжение U_н=6,3 кВ данный выбор обусловлен тем, что расстояние от головной подстанций «заводская» ЦСиП до подстанций №7 составляет L=160 (м). Этот вариант на данный момент самый наиболее выгодный, так как электрические потери связанные с передачей электроэнергий минимальны, а также низкие эксплуатационные затраты.

2.2 Расчет нагрузки на шинах подстанций

Для расчета нагрузки на шинах подстанций принимаем метод коэффициента спроса

1) Определяем активную потребляемую мощность, скипами

Р_потр=Р_нc*n*К_с (1)

где Р_нc – мощность, кВт, одного двигателя.

n – количество, шт., скипов

К_с – коэффициент спроса

Р_потр=30*3*0,7=63 (кВт)

2) Определяем Реактивную потребляемую мощность, квар, скипами

Q_потр=Р_потр*td (2)

где cosφ_m=0.5 следовательно tdφ_m=0,85

Q_потр=63*0,85=53,55

3) Расход активной, кВт/ч, электроэнергии

W_а=Р_ротр*К_и*t (3)

где К_и – коэффициент использования

t – время, час, работы скипов в смену

W_а=63*0,6*2,4=91

4) Расход реактивной электроэнергий, кВт час

W_р=Q_нм*t (4)

W_р=91*2,4=128,52

Аналогично определяем мощности и расход электроэнергий для каждого потребителя. Данные заносим в таблицу 2

Таблица 2 – Суточные нагрузки на шинах подстанции

Наим потр	N едо	Рн (кВт)	Рн*n	Кс	sos	tg	Р потр	Q потр	tчас	Ки	Wа	Wр
Питатель	1	2,8	2,8	0,6	0,7	0,85	1,68	1,428	3	0,45	2,268	4,284
Конвейер	1	11	11	0,5	0,6	1,33	5,5	7,315	3	0,6	9,9	21,945
Конвейер	7	4	28	0,5	0,6	1,33	14	18,62	6	0,6	50,4	111,72
Конвейер	1	7,5	7,5	0,5	0,6	1,33	3,75	4,988	6	0,6	13,5	29,925
Конвейер	2	7	14	0,5	0,6	1,33	7	9,31	6	0,6	25,2	55,86
Конвейер	1	18,5	18,5	0,5	0,6	1,33	9,25	12,3	6	0,6	33,3	73,815
Конвейер	1	10	10	0,5	0,6	1,33	5	6,65	6	0,6	18	39,9
Конвейер	1	8,5	8,5	0,5	0,6	1,33	4,25	5,653	6	0,6	15,3	33,915
Шнек	5	2,2	11	0,6	0,8	0,78	6,6	5,148	6	0,6	23,76	30,888
АТУ	2	45	90	0,8	0,8	0,78	72	56,16	6	0,8	345,6	336,96
АТУ	1	28	28	0,8	0,8	0,78	22,4	17,47	6	0,8	107,52	104,832
АТУ	1	22	22	0,8	0,8	0,78	17,6	13,73	6	0,8	84,48	82,368
АТУ	1	30	30	0,8	0,8	0,78	24	18,72	6	0,8	115,2	112,32
АТУ	1	4,5	4,5	0,8	0,8	0,78	3,6	2,808	6	0,8	17,28	16,848
Холд бар	2	24	48	0,7	0,7	0,85	33,6	28,56	6	0,6	120,96	171,36
Тележ сыр	1	7	7	0,5	0,7	0,85	3,5	2,975	1	0,5	1,75	2,975
Скипа	3	30	90	0,7	0,7	0,85	63	53,55	2,4	0,6	90,72	128,52
Решотки	3	11	33	0,7	0,7	0,85	23,1	19,64	0,3	0,6	3,465	4,90875
СкипН	1	40	40	0,7	0,7	0,85	28	23,8	0,5	0,6	8,4	11,9
Элеватор	2	11	22	0,7	0,7	0,85	15,4	13,09	6	0,7	64,68	78,54
Насосы	2	11	22	0,6	0,7	0,85	13,2	11,22	8	0,75	79,2	89,76
Дробилка	1	55	55	0,7	0,7	0,85	38,5	32,73	2	0,7	53,9	65,45
Пит дроб	1	1,7	1,7	0,7	0,6	1,33	1,19	1,583	2	0,7	1,666	3,1654
Птиатель	3	1,7	5,1	0,6	0,7	0,85	3,06	2,601	0,3	0,45	0,34425	0,65025
Конвейер	2	20	40	0,5	0,6,	1,33	20	26,6	3	0,6	36	79,8
СитоГИЛ	1	14	14	0,5	0,6	1,33	7	9,31	6	0,6	25,2	55,86
Сумма потребляемых мощностей							446,2	406			1347,993	1748,4694
Двиг 6 тысяч	1	630	1260	0,6	0,75	0,93			резерв
Двиг 6 тысяч	1	630	1260	0,6	0,75	0,93	378	351,54	24	0,6	5062,176

2.3 Выбор и расчет компенсационной установки

1) Найдем фактический коэффициент мощности cosφ и определим фактический tdφ.

tdφ= (5)

следовательно cosφ=0.614

Необходимо поднять коэффициент мощности до cosφ=0,96 следовательно, tdφ= 0.24

2) Мощность компенсационной установки

Q_к=?Р_потр*(td1-td2) (6)

Q_к=446,2*(0.91-0.24)=298,954 (квар)

Принимаем к установке конденсатор КС-10,5-26-2У3

U_нк=6,3 (кВ)

q_нк=26 (квар)

Находим число конденсаторов

Принимаем число конденсаторов, n_к=12, шт.

Находим число конденсаторов на каждую фазу

Принимаем n_кф=4 (шт)

Находим фактическую мощность, квар, батарей

Q_фк=n_кф*3*q_нк=4*3*26=312

Остаточная реактивная мощность на шинах подстанций

Q₂^/= (9)

где =406, квар, потребляемая реактивная мощность

Находим cosф и tdффактические после установки компенсационной установки.

(10)

Находим фактическую полную мощность

(11)

2.4 Выбор силовых трансформаторов

Расчет мощности силового трансформатора

(12)

где =438,05 суммарная активная потребляемая мощность;

К_и – коэффициент использования максимальной нагрузки,

учитывается неодновременностью работы потребителей К_и=0,8-0,95;

- КПД сети, учитывает потери мощности в сети =0,95;

cosф =0,965 - общий косинус.

Возможны два варианта

1В Два силовых трансформатора ТМ-1000/10У1;

2В Два силовых трансформатора ТМ-630/10У1. Трансформаторы трех фазные, масляные. Основные данные укажем в таблице.

Таблица 3 – основные данные

ТИП

S_ном

_(кВА)

ВН

(кВ)

НН (кВ)

Потерь Р_х

Потерь Р_к

U_к%

i_х%

К_т руб.

ТМ-1000/10У1

1000

6:10

0,4-10,5

2,45

12,2

5,5

1,4

6800

ТМ-630/ 10У1

630

6:10

0,4-0,69

1,56

7,60

5,5

2,0

6000

1) Рассчитаем, какой из двух вариантов экономически выгодней.

Капитальные затраты, К, руб.

К=К_т*n;

1В. К=6800*2=13600 (руб.)

2В. К=6000*2=12000 (руб.)

2) Потери электроэнергий в трансформаторах (кВт час)

(13)

где n1=1(тр-р) количество трансформаторов

n2=1(тр-р)

^Р_хх1=2,45 потери мощности холостого хода

^Р_хх2=1,56 потери мощности холостого хода

Р_кз1=12,2 потери мощности КЗ.

Р_кз2=7,60 потери мощности КЗ.

I_хх1=1,4 ток холостого тока

I_хх2=2,0

U%1=5.5 потери напряжения КЗ.

U%2=5.5

К_им1=0,01 коэффициент изменения потерь

К_им2=0,01

S_н1=1000(кВА) номинальная мощность трансформаторов

S_н2=630 (кВА)

Т=2197 (час) годовая загруженность трансформаторов

(14)

Т=t_су*T_год (15)

T=3,02*365=1102,3 (час)

где Т_год=365 дней в году

Найдем время потерь по графику определения времени потерь

(час)

Найдем коэффициент загрузки трансформаторов

1В

(16)

S_доп=S_ном*(1-К_з)*0,3 (17)

S_доп=1000*(1-0,44)*0,3=168(кВА)

В данном случае один трансформатор работает в режиме явного резерва с загруженностью на 44%

2В

(18)

S_доп=630*(1-0,695)*0,3=57,645 (кВА)

В данном случае один трансформатор работают с загрузкой на 69,5% явный резерв.

Потери электроэнергий в трансформаторах

^W_a1=2859 (кВт час) вариант 1

^Wa2=1861 (кВт час) вариант 2

3) Стоимость потерь

С_п=^Wa*C (19)

где С=0,746 (руб.) стоимость 1 (кВт час)

В1 С_п1=2859*0.746=2132,814 (Руб.)

В2 С_п2=1861*0.746=1388,306 (Руб.)

4) Амортизационные отчисления

С_х=; (20)

В1 С_А1=

(Руб.)

В2 С_А2=

(Руб.)

5) Общие эксплуатационные расходы

С_э=С_п+С_А+К_Т; (21)

В1 С_э1=2132,814+856,8+13600=24300,814 (Руб.)

В2 С_э2=1388,306+756+12000=14144,304 (Руб.)

Данные расчета сводим в таблицу 4.

Таблица 4 – экономическое сравнение вариантов

Вариант	К_з	?W_а(кВтчас)	С_п(руб.)	С_А(руб.)
1	0,44	2859	2132,814	856,8
2	0,695	1861	1388,306	756

Окончательно выбираем вариант первый, он наиболее выгоден в эксплуатационном режиме потому как от данной подстанций запитан еще один потребитель данного цеха, а также возможно увеличение мощностей шахтного участка. Два трансформатора ТМ-1000/10У1, один в работе другой в резерве.

2.5 Расчет в водных линий

Питание двух трансформаторного ГПП подстанция №15, а также двух высоковольтных, синхронных двигателей осуществляется кабелем. Для расчета питающей линий не обходимо определить ток линий в нормальном режиме при максимальной нагрузке.

(22)

(23)

где n – количество, шт., двигателей

Общий ток на в водных линиях

(24)

Определяем экономически наивыгоднейшее сечение кабеля проложенного в воздухе:

(25)

Выбираем кабель ЦААБлУ сечением жил 240 (мм²) – кабель с алюминиевыми жилами с усовершенствованной бумажной пропиткой не стекающим составом изоляцией с алюминиевой оболочкой бронированный с негорючим покровом. Ток длительно допустимый в воздухе

I_доп=290(А)> 207,1(А)

Принимаем кабель ЦААБлУ.

2.6 Расчет токов короткого замыкания

Значения токов КЗ необходимы для выбора устойчивого к действию токов короткого замыкания оборудования и токоведущих частей на стороне первичного и вторичного напряжения ГПП.

Составляем расчетную схему и схему замещения.

Принимаем: S_б=10 (мВА) мощность сети ГПП.

U_б1=6,3 (кВ)

U_б2=0,4 (кВ)

Рисунок 2 – Схема токов короткого замыкания

Рисунок 3 – Эквивалентная схема замещения

Сопротивление цепи КЗ

Точка КЗ К1

1) Сопротивление источника питания

(26)
2) Индуктивное сопротивление кабеля

(27)

Активное сопротивление

(28)

где r₀ – активное сопротивление, Ом

(29)

3) Сопротивление обмотки трансформатора

Разработка проекта отделения шахтных печей 📙 Дипломная → 🆔 16661