Насосная станция


ВВЕДЕНИЕ

 

 

В настоящее время  нельзя представить себе жизнь и  деятельность современного человека без  применения электричества. Электричество  уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства  и быт людей. Основное достоинство  электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления и преобразования.

Электрические сети являются частью электрической системы, которая, в свою очередь, представляет собой  часть энергетической системы.

Энергетической системой называется совокупность электростанций, подстанций и приемников, объединенных общим непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии.

Единая энергетическая система РФ (ЕЭС) объединяет энергетические системы отдельных регионов, соединяя их линиями электропередачи.

Электрическая система, представляя электрическую часть  энергетической системы, объединяет и  связывает линиями электропередачи  генераторы электрических станций, повысительные, понизительные и  преобразовательные подстанции, и приемники электроэнергии.

Электрической сетью  называются совокупность электроустановок для передачи и распределения  электроэнергии, состоящая из подстанций и распределительных устройств  состоящая из подстанций и распределительных устройств, соединенных линиями электропередачи и работающая на определенной территории. Электрическая сеть предприятия, объединенная понизительные и преобразовательные подстанции, распределительные пункты (РП), электроприемники и ЛЭП, являются продолжением электрической системы.

Система электроснабжения предприятия определяется не только

 

 

характеристиками источников питания, электроприемников и распределительных сетей, но и технологией производства, планировкой и строительной частью предприятия, ростом его производственных мощностей и расширением, совершенствованием технологического процесса.

Учитывая перечисленные  факторы, система электроснабжения может быть выполнена в нескольких вариантах, из которых выбирается оптимальный. При ее выборе учитывается степень надежности, обеспечение качества электроэнергии, экономичность, простота, удобство и безопасность эксплуатации, возможность применения прогрессивных методов электромонтажных работ.

Важную роль в обеспечении  надежной работы и увеличении эффективности  использования электрического и электромеханического оборудования играет его правильная эксплуатация, составными частями которой являются, в частности хранение, монтаж, техническое обслуживание и ремонты. Важным резервом является так же правильный выбор оборудования по мощности и уровню использования. По оценке специалистов это позволяет экономить до 20-25 % потребляемой электрической энергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1   ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

 

1.1    Схема электроснабжения  объекта

 

В данном разделе определяются основные решения по дипломному проекту. При выборе схемы учитывается единичная мощность электроприемников и их размещения, надежность электроснабжения, конструктивное выполнение сети.

Насосная станция предназначена  для обеспечения водоснабжения. Она содержит машинный зал, ремонтный  участок, агрегатную, сварочный пост, служебные, бытовые и вспомогательные помещения.

Потребители электроэнергии по надежности электроснабжения относятся  к 2 и 3 категории. Основными потребителями  являются 5 мощных автоматизированных насосных агрегатов.

Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6м каждый.

Размеры здания насосной станции А × В × Н = 42 × 30 × 7м

На участке от ГПП  до цеховой КТП принимается радиальная схема питания. Высоковольтная линия  проложена в земле кабелем  марки АСБУ.

В дипломном проекте  принимается ТП с двумя трансформаторами типа ТМ-400/10, питающая электроприемники цеха от шинопроводов типа ШРА4-400-32-1УЗ по магистральной схеме питания с распределительными шинопроводами, что обеспечивает высокую гибкость сети, дающая возможность перемещать технологическое оборудование без переделки сети, использование унифицированных элементов позволяющих вести монтаж индустриальными методами.

Так же в проекте предусматривается  освещение цеха. Принимается осветительный  шкаф серии ПР8501-054 УХЛ4, который запитывается от распределительного шинопровода через аппараты защиты и управления. Светильники запитываются по радиальной схеме в четыре ряда, на трассе кабелем АВВГ.

Наименования электроприемников  заносим в таблицу 1.

Таблица 1 - Электрооборудование  цеха

Позиция

Наименование электроприемника

Кол-во

Мощность электроприемника

Р, кВт

 

Ки

cos j

 

tgj

1

2

3

4

5

6

7

1,2

Вентиляторы

2

5

0,7

0,8

0,75

3

Сверлильный станок

1

3,4

0,14

0,5

1,73

4

Заточной станок

1

2,2

0,14

0,5

1,73

5

Токарно-револьверный станок

1

22

0,14

0,5

1,73

6

Фрезерный станок

1

10

0,14

0,5

1,73

7

Круглошлифовальный станок

1

5,5

0,14

0,5

1,73

8

Резьбонарезной станок

1

8

0,14

0,5

1,73

9-11

Электронагреватели отопительные

3

15,5

0,85

0,95

0,33

12

Кран мостовой ПВ=25%

1

30,8

0,05

0,5

1,73

13-17

ЭД вакуумных насосов

5

8

0,7

0,8

0,75

18-22

Электродвигатели задвижек

5

1,2

0,7

0,8

0,75

23-27

Насосные агрегаты

5

630

0,7

0,8

0,75

28

Щит сигнализации

1

1,1

0,14

0,5

1,73

29,30

Дренажные насосы

2

9,5

0,7

0,8

0,75

31,32

Сварочные агрегаты ПВ=40%

2

15

0,2

0,4

2,29


 

1.2 Организация электромонтажных работ

 

Основной деятельностью каждого предприятия, в том числе монтажного управления - является производительный процесс, конечная цель которого, выпуск продукции или выполнение определенного объема работ в соответствии с народнохозяйственным планом.

Организация электромонтажных работ должна производиться согласно требованиям СНиП: при наличии в составе объекта типовых и многоповторяющихся зданий, сооружений и их частей (котельные, насосные станции, трансформаторные подстанции и другие).

При монтаже технологических линий, агрегатов, установок и инженерного оборудования, должно быть предусмотрено выполнение максимального объем» работ вне строительной площадки, то есть должна быть сборка оборудования и конструкций в блоки, на заводах поставщиках и базах.

Поставка блоков к  месту установки должна производиться в строгой технологической последовательности возведения объекта.

Монтаж электротехнических устройств должен производиться  на основе применения   узлового   и  комплектно-блочного   методов   строительства   с установкой оборудования.

В основе правильной организации электромонтажных работ, лежит индустриализация, механизация  и применение высокопроизводительной монтажной технологии.

Под индустриализацией понимают такое направление технического процесса, при котором электромонтажные работы на объекте сводятся к установке и подключению комплектных, крупноблочных электромеханических устройств, изготовленных, смонтированных и проверенных на заводах, а так же укрупненных монтажных узлов и блоков, собранных и отрегулированных в мастерских ЭМУ. Под механизацией работ понимают выполнение электромонтажных работ с помощью механизмов и приспособлений.

В системе управления электромонтажным производством, основным звеном является электромонтажное управление. В ЭМУ наряду с монтажными участками действуют: участок комплектации, складирования и транспортирования (УКСТ); участок подготовки производства (УПП); сборочно-комплектовочные базы и мастерские электромонтажных заготовок (МЭЗ).

Большое значение для  повышения качества монтажа электроустановок имеет комплексная система управления качеством электромонтажных работ, предоставляющая собой комплекс мероприятий, методов, средств, и элементов  управления качеством при подготовке производства электромонтажных работ на основе требований ПУЭ, СНиП, ВСН, технологических карт, включая факторы электрического воздействия.

При организации управления и контроля за ходом электромонтажных работ используют сетевой график. Управление электромонтажных работ по сетевым графикам обычно осуществляются по двум каналам: ОДГ строительного комплекса электромонтажных установок; ОДГ электромонтажного треста - ЭМУ.

Оперативно - диспетчерские группы (ОДГ), создаются для оперативного управления, куда поступает информация об электромонтажных работах, вошедших в свободный сетевой график.

Информацию дают те лица, которые непосредственно отвечают за выполнение работ, а так же все предпологаемые изменения в ходе работ и сроков постановки, полное или частичное завершение отдельных видов работ.

 

  1. Система нормативных документов

 

Производство электромонтажных работ регламентируется технической  и директивной документацией.

Основным техническим  документом служит проект электроустановки, в строгом соответствии с которым  и должны производиться электромонтажные работы. Изменять принятые проектом технические решения, если они носят принципиальные характер, допускается только по согласованию с проектной организацией. Изменения непринципиального характера возможны.

Основным директивным документом, требования, которых подлежат безусловному выполнению при производстве ЭМР, являются действующие правила устройств электроустановок (ПУЭ) и строительные нормы  и  правела (СНиП). На основе этих документов в монтажных организациях создают монтажные инструкции и технологические карты, которыми руководствуются в своей практической деятельности электромонтажники.

В технологических картах определяется технологическая последовательность рабочего процесса; передовые приёмы  и методы труда; перечень применяемых механизмов, приспособлений, инструментов; рекомендации по укрупнению оборудования в монтажные узлы; нормативные материалы.

Система нормативных  документов действует на ряду с системой стандартизации являющейся частью ГОСТ, СЭВ.

Соблюдения требований правил и норм обеспечивает технический уровень, качество, экономичность, надёжность и удобство в эксплуатации  электрооборудования, а также позволяет осуществлять их монтаж в минимальные, короткие сроки. Несоблюдение норм и правил может привести к тяжёлым последствиям. Поэтому выполнение норм  и правил при строительстве, монтаже и эксплуатации электротехнических установок являются непреложным законом для электромонтажников.

 

  1.  Проектная документация

 

На каждый объект строительства разрабатывают проектно-сметную документацию, в соответствии с которой выполняют строительные работы, монтаж технологического, санитарно-технического, электротехнического оборудования, автоматики, связи и др.

Рабочие чертежи  при строительстве промышленных предприятий состоят из комплектов архитектурно-строительных, санитарно-технических, электротехнических и технологических чертежей.

Комплект электротехнических рабочих чертежей содержит документацию, необходимую для монтажа внешних  и внутренних электрических сетей, подстанций и других устройств электроснабжения, силового и осветительного электрооборудования.

Рабочие чертежи  согласно СНиП предусматривают осуществление  монтажа электротехнических устройств  на основе применения узлового и комплектно-блочного метода с установкой электрооборудования, поставляемого укреплённым узлам, не требующими при установки правки, резки, сверления или других подготовленных операций или регулировки.

Рабочие чертежи  комплектуют по их назначению: - для  заготовительных работ, т.е. для заказа блоков и узлов на предприятиях изготовителях или на сборочно-комплектовочных предприятиях,  монтажных организациях и в МЭЗ; - монтажа электротехнических монтажной зоне.

В составе рабочих  чертежей приводится спецификация на оборудования, конструкции, ведомости  укрупненных комплектных устройств, блоков и узлов, подлежащих изготовлению в не монтажной зоны (в МЭЗ).

В проектах предусматривается  максимальное исключение дыропробивных  работ на месте монтажа. Д этого  проёмы, ниши и отверстия указываются  в рабочих архитектурно-строительных чертежах для выполнения их строительными организациями.

 

  1.  Организация и подготовка электромонтажных работ

 

Организация и  подготовка   электромонтажных работ  осуществляется в соответствии с  требованиями СНиП. Монтаж элетротехнический  следует осуществлять на основе применения узлового и комплектно блочного метода строительства с установкой оборудования, поставляемого укрупненными узлами, не требующими при установке дополнительных операций и регулировки. При приёмке рабочей документации к производству работ надлежит проверять учёт в ней требований индустриализации монтажа электротехнических устройств, а также механизации работ по прокладке кабелей, такелажу и установке технологического оборудования.

Весь комплекс электромонтажных работ делят на три этапа: - подготовка производства; - собственно производство электромонтажных работ; - испытание и сдача в эксплуатацию. Важнейшим этапом в комплексе ЭМР, определяющим успешное их выполнение в заданные сроки является подготовка производства электромонтажных работ.

1.6 Техническое обслуживание электрического и электромеханического

      оборудования

 

Техническое обслуживание представляет совокупность организационных  и технических мероприятий, проводимых в межремонтный период, направляемых на поддержание надежности и готовности использующихся и хранящихся в резерве электроустановок.

Техническое    обслуживание включает    регулярные    осмотры электрического и электромеханического оборудования и механические мероприятия в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, проводимые по специальному графику и программе. В состав технического обслуживания входят так же ремонты оборудования различающихся по своему объему. Поскольку техническое обслуживание, за исключением внешних осмотров, производится на неработающем оборудовании при снятом напряжении, то графики технического обслуживания должны быть согласованы с графиками работы основного технологического оборудования.

Электрическое и электромеханическое  оборудование по своему функциональному  назначению делится на основное и вспомогательное. К основному относится оборудование, без которого невозможно проведение нормального технологического процесса по выпуску продукции. К вспомогательному, относится оборудование, служащее для улучшений труда и повышения его производительности, а так же для соблюдения экологических или иных нормативов производства, его отказ не приводит к перерывам в основном технологическом процессе.

Основная цель в техническом  обслуживании заключается в обеспечении  надежной работы, исключающей поломки и отказы оборудования. Аварии и отказы производят к материальным и экономическим ущербам на производстве, поэтому выявление причин отказов и аварий так же является задачей эксплуатации. Для этого необходимо проводить мониторинг качества энергии, чтобы энергоснабжающие компании несли свою долю ответственности за нарушение условий договора по качеству электроэнергии. Поскольку стоимость технического обслуживания входит в себестоимость готовой продукции, то вопрос о необходимом объеме технического обслуживания является в большинстве случаев чисто экономическим. На сегодняшний день существует три системы технического обслуживания: 1) практически без обслуживания; 2) планово-предупредительная система обслуживания и ремонта (ППР); 3) обслуживание с ремонтами по мере необходимости.

Первый вид технического обслуживания встречается применительно  к вспомогательному оборудованию типа освещения, вентиляции и электронагревательных  устройств. Стоимость такого оборудования, как правило, невелика, что позволяет  на предприятии иметь его необходимый резерв, и проводить в случае необходимости его быструю замену.

Второй вид технического обслуживания на сегодня является основным. Он применяется для основного  и большей части вспомогательного оборудования. Планово-предупредительный ремонт предусматривает плановые (по графику) осмотры и ремонты электрического и электромеханического оборудования. При этом контроль за текущей нагрузкой, качеством электроэнергии и другими режимными параметрами не предусматривается.

Функции контроля за отключением ремонтных работ параметров от расчетных,   возлагаются   на   системы   защиты   оборудования.   Основным

недостатком    системы    планово-предупредительных    ремонтов    является возможность  отправки в ремонт исправного оборудования, поскольку оценка его износа осуществляется косвенным путем по количественным показателям. Так, для коммутационных аппаратов критерием износа служит число отключений (включений) без учета токов отключения, которые и определяют их износ. Для электрических машин и трансформаторов критерием являются время работы без учета реальной  нагрузки  и  т. д.  А  поскольку  стоимость технического обслуживания входит в себестоимость продукции, то стремление к уменьшению издержек   производства   приводит   к   стремлению   уменьшить   стоимость технического обслуживания за счет рационализации ремонтов. В этой связи в начале  1990-х годов в мировую практику начал внедряться третий вид технического обслуживания.

Третий вид технического обслуживания обеспечивает необходимый  уровень надежности работы оборудования при минимальной стоимости обслуживания. Применение этого вида технического обслуживания требует мониторинга режимов работы оборудования, а так же контроля условий окружающей среды. Мониторинг осуществляется с помощью системы датчиков, сигналы от которых передаются на микропроцессоры и далее на ЦВМ пункта управления. Последняя с помощью математических моделей надежности обрабатывает полученную информацию и выдает данные по уровню надежности и необходимости ремонта оборудования. К достоинству этого вида технического обслуживания, относится выведение из эксплуатации только того оборудования, ремонт которого объективно необходим. В первую очередь этот вид технического обслуживания распространяется на наиболее ответственное и дорогостоящее оборудование.

 

  1. Материально-техническое обеспечение бригады

 

Важным условием успешного выполнения ЭМР является своевременное материально-техническое  обеспечение бригад всем необходимым.

Бригады должны быть обеспечены предварительно обработанными в группе текущей подготовки производства (ГТПП) чертежами и схемами всей установки или части, описаниями и схемами сложных электрических машин и аппаратов, а также соответствующими технологическими картами и инструкциями по монтажу электрических устройств и проект производства работ (ПРР).

Каждый электромонтажник в зависимости от выполняемой  им работы обеспечивается инструментом, комплектными наборами индивидуального  или бригадного инструмента. Имеются  следующие наборы инструментов для  ЭМР: общего назначения (НИЭ-3); монтажа вторичных цепей  (НИК-4); монтажа ВП (ИН-8МА); монтажа кабельных линий  (НИК-3); для прессовки наконечников (НИСО и НИОМ); для пропан - воздушной пайки (НСПУ); для сварки гибкой ошиновки (НГО) и др.

Электромонтажники обеспечиваются спецодеждой в зависимости от выполняемой ими работы и условий, в которых им приходится работать. Электромонтажники (электромонтёры) и электрослесари обеспечиваются бесплатной спецодеждой.

Значительное  количество ЭМР выполняется на высоте более 1.3 м от пола. Для этих работ электромонтажникам предоставляются лестницы, стремянки, подмостки, леса и т.п. или напольные передвижные и самоходные вышки, приспособления и механизмы.

При выполнении работ по сверлению и пробивки отверстий, а также при кабельных  работах электромонтажников снабжают брезентовыми рукавицами и защитными очками; электромонтажников, работающих на ВП и на высоте – защитными поясами и цепями и пр.; а при работе в действующих электроустановках – индикаторами  (указателями) напряжения, резиновыми диэлектрическими перчатками, ковриками и галошами.

Для отдыха и  приёма пищи, а зимой для обогрева электромонтажникам отводят специальные  помещения. В них электромонтажникам предоставляют шкафы или ящики  для хранения одежды и инструментов. При монтаже ВП 35кВ и выше механизированные колонны оснащаются передвижными фургонами автоприцепами, оборудованными под общежитие для монтажного персонала.

Учитывая значительную удалённость монтажных участков от центральной базы и в целях  оперативности как в руководстве  работами, так и для лучшего маневрирования крупными механизмами (краны, грузоподъемники, ямобуры и др.) широко применяют систему радиосвязи.

 

 

2 РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

 

2.1 Расчет электрических нагрузок

 

Нагрузкой электрического двигателя, называется мощность на его валу, которую он развивает в данный момент времени. Тепловое действие тока нагрузки, характеризуется максимальной температурой нагрева электроустановки, которая не должно превышать температуру допустимую для принятого класса изоляции.

Расчетной нагрузкой по допустимому нагреву, является такая неизменная во времени 30-минутная нагрузка, которая вызвала бы какой же нагрев проводников в сети, или тепловой износ изоляции как и реальная переменная во времени нагрузка. При определении электронагрузок, пользуются основными следующими методами расчета: метод упорядоченных диаграмм; метод коэффициента спроса; удельного потребления электрической энергии на единицу продукции; удельной плотности электрической нагрузки на один квадратный метр производственной площади.

В данном проекте используется метод коэффициента максимума, для расчета электрических нагрузок. Для этого все электроприемники разбиваются на два узла, присоединенные к узлам электроприемники разбиваются на группы с одинаковыми или близкими по значениям, коэффициентами использования Ки и коэффициентами мощности cosφ.

2.1.1 Определяем коэффициенты использования и мощности в группах обоих узлов:

группа А Ки = 0,6, cosφ = 0,8;

группа Б Ки = 0,85, cosφ = 0,95;

группа В Ки = 0,7, cosφ = 0,75;

группа Г Ки = 0,75, cosφ = 0,8;

группа Д Ки = 0,14, cosφ <p = 0,5;

группа Е К„ = 0,05, cos<p = 0,5;

группа Ж Ки= 0,2, cos<p = 0,4

Данные значения коэффициентов таблицы 2.1 [1].

2.1.2 Подсчитываем количество электроприемников в каждой группе : 
nА=2; nБ=3; nВ=15; nГ=2; nД=1; nЕ=1; nЖ=2.

И в целом по расчетным узлам присоединения: n=32

2.1.3 в каждой группе и по узлам в целом, находим пределы номинальных

мощностей и эффективное  число электроприемников. Для этого  приводим все электроприемники к  ПВ=100%. Расчет номинальных мощностей производим по формуле [9]:

                                          Рном = Рпасп ×√ПВПАСП                                             (1) 

где: Рном - номинальная мощность электроприемника при ПВ=100%;

       Рпасп - паспортная мощность электроприемника;

       ПВПАСП - паспортная продолжительность включения элетроприемника.

Для крана:

Рном = 30,8 × √0,25 = 15,4 кВт.

Для крана:

Рном = 15 × √0,4 = 9,5 кВт.

Для эффективного числа  электроприемников определяем модуль по

формуле [2]:

                                           m = P НОМ МАХ / P НОМ MIN                                                      (2)

где: P НОМ МАХ - мощность наибольшего электроприемника;

       P НОМ MIN - мощность наименьшего электроприемника.

m = 630 / 1,1 = 572,7;

Так как модуль для  узла m = 572,7 больше трех, то эффективное число электроприемников определяется по формуле [3]:

                                          nЭ = Σn Рном / P НОМ МАХ                                                     (3)

где: Σn Рном - сумма всех мощностей узла.

n = 2796,2 / 630 = 4;

 

2.1.4 По таблице Брадиса,  находим tgφ для каждой группы: tgφА = 1,32; tgφБ = 0,33; tgφВ = 0,21; tgφГ = 1,17; tgφД = 2,7; tgφЕ = 1,73; tgφЖ = 0,88;

2.1.5 Определяем для каждой группы однородных электроприемников, среднюю активную нагрузку за наиболее загруженную смену РСМ, по формуле [4]:

                                          Рсм = Ки  · Рном;                                                 (4)

где: Рсм - средняя активная мощность группы.

Рсм a = 0,8 · 5=4 кВт;

Рсм Б = 0,85 · 15,5=13,18 кВт;

Рсм В =0,7 · 213=149,1 кВт;

Рсм Г = 0,75 · 9,5=7,13 кВт;

Рсм Д = 0,14 · 10 =1,4 кВт;

Рсм Е = 0,05 · 30,8=1,54 кВт;

Рсм Ж = 0,2 · 15=3 кВт;

2.1.6 Определяем среднюю реактивную нагрузку за наиболее загруженную смену по формуле [5]:

                                                        Qcm = Рсм · tgφ,                                                      (5)

где: tgφ - тангенс φ группы.

Qcm a, = 4 · 1.32 = 5,28 квар;

Qcm б  = 13,18 · 0,33 = 4,35 квар;

Qcm b = 149,1 · 0,21 = 31,3 квар;

Qcm г = 7,13 · 1,17 = 8,34 квар;

Qcm д = 1,4 · 2,7 = 3,1 квар;

Qcm е = 1,54 · 1,73 = 2,66 квар;

Qcm ж = 3 · 0,88 = 2,64 квар;

 

2.1.7 Определяем суммы  активных и реактивных составляющих  для узлов по формуле [6]:

                                                      Рсм уз = Σ Рсм,                                                        (6)

где: Рсм уз - активная составляющая мощности узла.

Рсм уз = 4+13,18+149,1+7,13+1,4+1,54+3=179,35 кВт;

                                                   Qcm уз = Σ Qcm,                                                      (7)

где: Qcm уз - реактивная составляющая мощности узла.

Qcm уз = 5,28+4,35+31,3+8,34+3,1+2,66+2,64=57,67 квар;

2.1.8 Определяем средневзвешенное  значение использования узлов  по формуле [8]:

Ки уз = Рсм уз / Σn Рном                                                                    (8)

где: Ки уз - коэффициент использования узла;

        Σn Рном - сумма всех мощностей узла.

Ки уз I = 179,35 / 298,8 = 0,6

2.1.9 Определяем среднее  значение tgφ узлов по формуле [9]:

                                                tgφ уз = Qсм уз / Рсм уз                                      (9)

Насосная станция 📙 Курсовая → 🆔 140461

Насосная станция 📙 Курсовая → 🆔 140461