Файл: Дипломного проекта Электроснабжение и электропривод насосной станции.doc

- один сверлильный станок;

- два токарно-винторезных станка;

- один фрезерный станок;

- один круглошлифовальный станок;

- один обдирочно-шлифовальный станок;

- два сварочных трансформатора.

Для монтажа насосов необходим кран. Мостовой кран необходим для замены крупных деталей насосов и электродвигателей. Назначение крана - подъем и доставка насосов к месту назначения.

В случае возникновения пожара необходимо его ликвидировать. Для этой цели устанавливаются два пожарных насоса по бокам от главных ворот.

Таким образом, основными электроприемниками насосной станции являются двигатели приводов насосов, вентиляторов, приводы оборудования мастерской, крановый привод, а также общее освещение производственной площади.

Генеральный план насосной станций представлен на рис. 1.3.
2. Определение расчетных электрических

нагрузок насосной станции.

2.1. Выбор типа и числа рабочих насосов.

Мощность на валу насоса Р_нас (кВт) или мощность, отдаваемая насосу ведущим двигателем при непосредственном соединении, определяется по следующей формуле [1]:

(2.1)

где К_з - коэффициент запаса (К_з = 1,03 при Р>50 кВт);

 — плотность перекачиваемой жидкости, для холодной воды равна 1000 кг/м³;

g — ускорение силы тяжести, м²/с;

Q — производительность насоса, м³/с;

Н — напор, м;

_нас - полный к.п.д. насоса.



Выбираем 8 насосов типа 800В-2,5/63 со следующими каталожными данными [1]: Q_h = 4 м³/с; Н_н =- 63 м; _н = 88%; n_н = 600 об/мин; Р_н = 1950 кВт; m = 25000 кг; габариты L x B x H = 4300х4200х7000 мм.

В качестве ведущих двигателей выбираем синхронные электродвигатели типа СДН-17-71/10 со следующими каталожными данными [2]:

Р_н = 2000 кВт; n₀,=500 об/мин; cos  = 0,9; I_стат = 135 А; _н = 95,3%; U_h = 10 кВ;

M_max/М_н = 1; M_s=0.05/M_н = 1,6; Ub = 85 В; I_в = 255 A; m=17400 кг, габариты LxB=4450x3250 мм.

Присоединенная мощность (кВт) определяется по следующей формуле:

---

(2.2)

где n - количество электродвигателей;

Рн — номинальная мощность электродвигателя, кВт;

_н - номинальный к.п.д. электродвигателя;

К_з - коэффициент загрузки.

Коэффициент загрузки определяется по следующему выражению:



Тогда по (2.2);

В ыбранный тип насоса обеспечивает требуемую производительность и напор, если на сеть параллельно работают 8 насосов. Область работы насосов представлена на рис. 2.1. Параметры насосов по верхней границе поля Q-H обеспечиваются базовым рабочим колесом (РК), а в других точках поля - его обточкой по наружному диаметру или применением других колес в том же корпусе.

2.2. Выбор мощности вентиляторов.

Для вентиляции машинного зала насосной станции с объемом помещения V= 2255,516 = 19536 м³ и высотой 16 м и мастерской с объемом V=2214,55= =1595 м³ и высотой 5 м устанавливаются центробежные вентиляторы.

Определим мощность приводного двигателя вентилятора, если часовая кратность обмена воздуха равна i= 2.0, полное сопротивление воздушного тракта, преодолеваемое вентилятором, составляет 120 кг/м² (мм вод. ст.).

Необходимая производительность вентилятора, м³/с:

(2.3)

где Q - объем помещения, м³.

Мощность электродвигателя вентилятора определяется по формуле:

(2.4)

где Q - производительность вентилятора, м³/с;

h — полное давление, кг/м²;

k - коэффициент запаса (к = 1,1 –1,6);

 — полный коэффициент полезного действия вентилятора (0,5-0,85).

Количество воздуха, подаваемого вентилятором в машинный зал насосной станции по (2.3):



Мощность электродвигателя вентилятора установленного в машинном зале насосной станции по (2.4):

---

Для привода вентилятора выбираем асинхронный двигатель с КЗ ротором типа 4А160S2У3 с каталожными данными [3]:

Р_н = 7,5 кВт; U_н = 380/660 В; cos_н, =0,91; _н = 88 %; n₀ = 3000 об/мин;

S_н = 2,3 %; I_п/I_н = 7,5; M_max/М_н = 2,2; М_п/М_н = 1,4.

Количество воздуха, подаваемого вентилятором в мастерскую по (2.3):



Мощность электродвигателя вентилятора установленного в мастерской по (2.4):



Для привода вентилятора выбираем асинхронный двигатель с КЗ ротором типа 4А80В2УЗ с каталожными данными [3]:

Р_н = 2,5 кВт; U_н =380 В; cos_н, =0,87; _н = 83 %; n₀ = 3000 об/мин;

S_н = 5 ; I_п/I_н = 6,5; M_max/М_н = 2,2; М_п/М_н = 2.
Мощность электродвигателей дня приточной и вытяжной вентиляции принимаем одинаковой.

Приточные вентиляторы работают в блоке с калориферами. Мощность каждого калорифера принимаем равной 2 кВт.

Мощность, расходуемая на обогрев калориферами:

Р_кал = nР_1k = 32 = 6 кВт, (2.5)

где Р_1k - мощность одного калорифера.

Присоединенная мощность двигателей для привода вентиляторов в мастерской:

(2.6)

где Р_{прит.мас}, Р_{выт.мас} — активные номинальные мощности двигателей соответственно для приточной и вытяжной вентиляции мастерской, кВт. Аналогично для машинного зала насосной станции:

(2.7)
2.3. Расчет освещения производственной площади насосной станции.

Расчет общего освещения по удельной мощности является упрощенной формой метода коэффициента использования. Удельная мощность  (Вт/м²) является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки, широко используемым для оценок экономических решений и для предварительного определения нагрузки при начальных стадиях проектирования.

Удельная мощность  определяется по таблицам [4] и зависит от типа светильников, нормированной освещенности, коэффициента запаса, коэффициента отражения поверхностей помещения, значения расчетной высоты установки светильника, площади помещения.

Площадь помещения машинного зала определяется по генеральному плану насосной станции F

---

_м.з. = 1221 м². Удельная мощность осветительной установки для машинного зала равна =18 Вт/м².

Мощность осветительной нагрузки машинного зала определяется по формуле:

Р_{осв.м.з.} = К_сF. (2.8)

Р_{осв.м.з.} = 0,95181221 = 20,879 кВт.

Значения коэффициента спроса осветительной нагрузки К_с приведены в [5]. Для газоразрядных ламп коэффициент мощности cos = 0,5 (tg  = 1,732).

Реактивная мощность, потребляемая освещением, рассчитывается по формуле:

Q_ocв.м.з. = Р_осв.м.з. tg. (2.9)

Q_ocв.м.з. = 20,879 1,732 = 36,121 кВар.

Определяем полную мощность осветительной нагрузки:

S_ocв.м.з. = (2.10)

S_ocв.м.з. =

Расчет освещения мастерской ведется аналогично расчету освещения машинного зала насосной станции. Площадь мастерской по генплану F_мас = 319 м². Удельная мощность осветительной установки мастерской по [4] равна  =15 Вт/м. Освещение производится люминесцентными лампами. Коэффициент мощности для люминесцентных ламп cos = 0,9 (tg = 0,484).

Мощность осветительной нагрузки мастерской определяется по формуле (2.8):

Р_{осв.мас.} = 1 • 15 • 319 = 4,785 кВт.

Реактивная мощность, потребляемая освещением, рассчитывается по формуле (2.9):

Q_ocв.мac. = 4,785 • 0,484 = 2,316 кВар.

Определяем полную мощность осветительной нагрузки по формуле (2.10);

S_ocв.м.з. =

Определение общуй мощности осветительной нагрузки по насосной станции в целом:

Р_осв = Р_осв.м.з+ Р_{осв.мас} =20,879 + 4,785 =25,664 кВт, (2.11)

Q_ocв = Q_ocв.м.з. + О_{осв.мас} = 36,121 + 2,316 = 38,437 кВар, (2.12)

S_ocв= (2.13)

Для сравнения, определим мощность осветительной нагрузки с помощью метода коэффициента использования, учитывающего геометрию помещения, конструкцию и конкретное расположение осветительной установки, нормы освещенности, вид светильников и характеристики применяемых ламп.

Метод коэффициента использования светового потока предназначен для расчета равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов.

При расчете по этому методу световой поток Ф (лм) ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности (норма освещенности - Ен), определяется по следующей формуле [5]:

---

(2.14)

где К_зап — коэффициент запаса:

F - площадь освещаемой поверхности, м²;

Z - коэффициент минимальной освещенности, z=l.l - для люминесцентных ламп, Z = 1,5 для ламп накаливания и ДРЛ;

N - число светильников;

 - коэффициент использования светового потока источника света, в долях единицы.

По значению Ф выбирается стандартная лампа так, чтобы ее поток отличался от расчетного значения Ф на -10  +20%. При невозможности выбора источника света с таким приближением корректируется число светильников.

При расчете освещения, выполненного люминесцентными лампами, чаще всего первоначально намечается число рядов n, которое в (2.8) соответствует величине N. Тогда под Ф следует понимать поток ламп одного ряда.

Если световой поток ламп в каждом светильнике составляет Ф_ном, то число светильников в ряду определяется по формуле

(2.15)

Суммарная длина N светильников сопоставляется с длиной помещения, при этом возможны следующие случаи:

1) суммарная длина светильника превышает длину помещения. В этом случае необходимо применить более мощные лампы (у которых поток на единицу длины больше) или увеличить число рядов, можно компоновать ряды из сдвоенных, строенных светильников и т.д.:

2) суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается установкой непрерывного ряда светильников;

3) суммарная длина ряда меньше длины помещения: принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами между светильниками. Рекомендуется, чтобы расстояние между светильниками в ряду не превышало 0.5 расчетной высоты

Расчетная высота (м) определяется по следующей формуле [5]:

H = H - h_p - h_c (2.16)

где Н - высота помещения, м;

h_p - высота расчетной поверхности над полом, м;

h_с - расстояние светильника от перекрытия, м.

Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i, который определяется по формуле [5]:

---