Файл: 1 характеристика объекта проектирования.docx

Достижение целей и решение задач энергосбережения так же предполагает применение совокупности организационных и технических мер. Приведем несколько путей повышения энергосбережения и энергоэффективности для предприятий сферы ЖКХ.

Организационные меры: совершенствование тарифной политики в сфере теплоснабжения, повышение качества теплоснабжения, введение показателей качества тепловой энергии, совершенствование режимов теплопотребления, условий осуществления контроля, повышение качества нормирования и контроля технологических потерь в тепловых сетях.

Технические меры: применение рекуперативных и регенеративных горелок (позволяют подогревать подаваемый в камеру горения воздух за счет утилизации тепла отводимых газов), автоматизация режимов горения (поддержание оптимального соотношения топливо-воздух). Внедрение процессов когенерации на котельных, замена двигателей в системах водоснабжения и водоотведения на энергоэффективные, внедрение частотно-регулируемого привода или других устройств, обеспечивающих повышение КПД при эксплуатации электродвигателей.

Сетевые (центробежные) насосы перекачивают теплоноситель от сетевых подогревателей до потребителей тепла. В течение отопительного периода тепловая нагрузка изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Для поддержания давления в тепловой сети на нужном уровне применяется регулирование потока теплоносителя. Для регулирования в течение года отпуска теплоносителя в тепловую сеть можно использовать несколько способов.

1. Регулирование потока горячей воды при помощи ручных и электромеханических задвижек. Такое регулирование является наиболее распространенным в настоящее время. При таком регулировании количество отпускаемого в тепловую сеть теплоносителя изменяется путем варьирования угла открытия задвижки.

2. Регулирование потока теплоносителя с применением частотно-регулируемого электропривода. При применении частотно-регулируемого привода (ЧРП) количество отпускаемого в тепловую сеть теплоносителя изменяется путем изменения частоты вращения ротора электродвигателя сетевого (центробежные) насоса.

Применение ЧРП гораздо более выгодно, по сравнению с применением задвижек, т. к. помимо регулирования потока теплоносителя достигается также экономия электроэнергии, подводимой к электродвигателю. Еще одним преимуществом перед большинством задвижек является автоматическое регулирование частоты вращения электродвигателя преобразователем частоты. Насосы работают на сеть с противодавлением, причем статический на­пор в сети составляет, обычно не менее 20 % полного напора.

---

Применение ЧРП на электродвигателях сетевых насосов сказывается положительно, этому содействуют факторы такие как: возможность плавной регулировки отдачи теплоносителя в тепловую сеть, зависимость мощности электродвигателя от производительности насоса, что, в конечном счете, приводит к экономии электроэнергии, повышению энергоэффективности систем теплоснабжения.

Центробежные насосы являются массо­выми и энергоемкими механизмами. На при­вод этих механизмов расходуется колоссаль­ное количество энергии, составляющее около 20 % всей электроэнергии, вырабатываемой в стране. Мощность промышленных насосов лежит в пределах от единиц до нескольких десятков тысяч киловатт.

Регулирование подачи насосов, как правило, приме­няют в следующих случаях.

1. При необходимости регулирования количества жидкости, подаваемой насосом, в связи с требованиями технологического про­цесса или в связи со случайным изменением потребности в жидкости. Например, подачу жидкости циркуляционным насосом системы нужно регулировать в зависимо­сти от количества теплоты, подлежащей от­воду; подача насоса водоснабжения должна изменяться соответственно режиму водопо-требления.

2. Если даже не требуется регулирова­ние подачи насоса во время работы, то обес­печение требуемого расхода связано с него первоначальной подрегулировкой. Если насос ра­ботает при неизменной частоте вращения, то простейшим и повсеместно применяемым способом регулирования его подачи является дросселирование, т.е. неполное открытие задвижки на напорном трубопроводе насоса. Это способствует увеличению вредного со­противления сети.

Этот способ регулирования подачи весьма прост, однако он крайне невыгоден с энергетической точки зрения, поскольку ве­дет к снижению КПД агрегата. Это происхо­дит по двум причинам: из-за дополнительной потери мощности в задвижке; вследствие ухудшения КПД самого насосного агрегата. Насосные агрегаты обычно объединяют­ся в насосные станции, при этом несколько насосов работают параллельно на одну сеть.

Основным недостатком асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором является постоянная частота вращения ротора электродвигателя, практически не зависящая от нагрузки. Однако подавляющее большинство технологических систем, элементами которых являются приводимые электродвигателем механизмы, работают в режимах с переменной нагрузкой. Для регулирования их производительности существуют различные способы, но наиболее распространенным (и наиболее расточительным) в настоящее время методом регулирования производительности насосов и вентиляторов является уничтожение избыточной мощности при дросселировании расхода посредством клапанов и заслонок. Метод этот остался от тех времен, когда других решений просто не было, он до сих пор закладывается в некоторые проекты.

---

С развитием силовой полупроводниковой и микропроцессорной техники стало возможным создание устройства частотного регулирования электроприводом, которое позволяет управлять скоростью и моментом электродвигателя по заданным параметрам в точном соответствии с характером нагрузки.

Это, в свою очередь, позволяет осуществлять точное регулирование практически любого процесса в наиболее экономичном режиме, без тяжелых переходных процессов в технологических системах и электрических сетях.

Современный частотно-регулируемый электропривод состоит из асинхронного или синхронного электрического двигателя и преобразователя частоты. Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию и приводит в движение исполнительный орган технологического механизма, какого либо процесса. Преобразователь частоты управляет электрическим двигателем и представляет собой электронное статическое устройство. На выходе преобразователя формируется электрическое напряжение с переменными амплитудой и частотой. Название «частотно- регулируемый электропривод» обусловлено тем, что регулирование скорости вращения двигателя осуществляется изменением частоты напряжения питания, подаваемого на двигатель от этого преобразователя частоты. На протяжении последних 20 – 25 лет в мире наблюдается широкое и успешное внедрение частотно регулируемого электропривода для решения различных технологических задач во многих отраслях, в том числе и в ЖКХ. Это объясняется в первую очередь разработкой и созданием преобразователей частоты на принципиально новой элементной базе, главным образом на биполярных транзисторах с изолированным затвором IGBT.

Объектом проектирования данной работы является привод сетевого (центробежного) насоса котельной. Эти насосы являются массо­выми и энергоемкими механизмами. На при­вод данных механизмов расходуется колоссаль­ное количество энергии, составляющее около 20 % всей электроэнергии.

В настоящее время разработан ряд эффективных алгоритмов управления котлоагрегатами, аппаратная реализация которых, ввиду их высокой сложности, возможна только на базе современных микропроцессорных устройств.

Модернизация привода насосов котельных установкой частотных преобразователей успешно решает проблемы снижения неоправданных потерь энергии. Частотно-регулируемый привод также позволяет автоматизировать технологические процессы производства и подачи тепловой энергии.

---

Частотное регулирование электродвигателя эффективно используют на промышленных предприятиях, в области энергетики, коммунальном хозяйстве и других сферах. Это связано с тем, что частотное регулирование позволяет автоматизировать производственные процессы, экономично расходовать электроэнергию и другие задействованные в производстве ресурсы, повышать качество выпускаемой продукции, а также увеличивать надежность работы всей системы в целом.

Преобразователи частоты, в отличие от других устройств регулирования скорости двигателя, таких как гидравлическая муфта, система генератор-двигатель, механический вариатор, позволяют избегать различных недостатков в работе системы.

Современные преобразователи частоты для котельных – многофункциональные устройства. Они выполняют такие функции как:

- ограничение пусковых токов при старте двигателей;

- плавное регулирование напора и давления в системе;

- автоматическое управление производительностью насосов в зависимости от реальных потребностей потребителей тепла;

- отключение агрегатов при авариях и ненормальных режимах работы;

- автоматизация работы котлов по заданной программе или событиям.

Частотные преобразователи также поддерживают базовые протоколы обмена данными, с их помощью можно осуществлять удаленный контроль и управление насосами котельных. Устройства также имеют встроенную память для хранения данных о включениях, отключениях, ошибках и других событиях.
Целью данной работы является разработка электропривода сетевого (центробежного) насоса котельной, построенного на базе современного частотного преобразователя с векторным управлением.

Сетевые насосы предназначены для обеспечения циркуляции теплоносителя от котла к потребителям и обратно. Использование частотно-регулируемого привода для сетевого насоса:

- позволяет автоматически поддерживать давление в сети в соответствии с заданной программой;

- обеспечивает переменную работу насосных агрегатов по наработанным часам;

- автоматически подключают резервные насосы при недостаточной производительности или авариях основных;

- осуществляет плавный пуск и остановку, без риска гидроударов.

- позволяет осуществлять удаленный контроль и управление, корректировку текущих характеристик.

---

Частотные преобразователи также защищают двигатели от перегрузок, перепадов напряжения, несимметричной нагрузки, аварийных режимов и передают информацию на пункт диспетчеризации.

Применение преобразователей частоты позволяет значительно экономить электроэнергию за счет работы насосов в соответствии c текущей нагрузкой системы.

В зависимости от объёма решаемых в проекте задач выделяют три степени автоматизации котельных: полная – оборудование управляется полностью без участия человека; комплексная – наличие постоянного обслуживающего персонала и автоматическое управление основным оборудованием; и частичная – автоматизация только некоторых видов оборудования.

3 Электрификация производственных процессов
3.1 Расчет освещения
Электрическое освещение - это один из важных факторов, от которого зависит комфортность пребывания и работы людей в помещении.

Основные требования к освещению:

• 
  обеспечение нормальных и безопасных условий труда людей;
  
• 
  экономичность осветительной установки.
  

В производственном корпусе предусматривается система общего освещения со светильниками с люминесцентными лампами.

Выбор типа светового прибора производится по трем параметрам: конструктивному исполнению (исполнению защиты от воздействия окружающей среды), светотехническим характеристикам (кривой силы света) и экономическим показателям.

В качестве источников света применяем люминесцентные лампы. Эти лампы, по сравнению с лампами накаливания, имеют более мягкий спектр излучения, в 4-5 раз большую световую отдачу, более длительный срок службы и значительно меньшую яркость.

Светильники располагаем рядами. Расчёт освещения в помещении производится по методу коэффициента использования светового потока.

В помещении машинного зала с размерами: длина А = 24,5 метра, ширина В = 12 метров, высота H = 6,1 метра, необходимо создать освещенность Е_н = 200 лк люминесцентными лампами типа ЛБ в светильниках ЛСП.

Расчет освещения производится по методу коэффициента использования светового потока.

Определяется расчетная высота H_р, м подвеса светильника

, (3.1)

где H – высота помещения, м; H = 6,1 м;

h – высота свеса светильника, м; h = 0,6 м;

h_р – высота рабочей поверхности, м; h_р = 0,8 м.

м.

Определяется расстояние между рядами светильников L, м

---