Дипломная (1217430)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Электротехника, электроника и электромеханика»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

_____________О.А. Малышева

«____»___________2017 г.

ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА ОСНОВЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ЧАСТОТЫ

Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе

БР 13.03.02 ПЗ – ЭЭ(Б)ЭА

Студент Н.С.Ирхин

Руководитель Л.В.Ющенко

Нормоконтроль А.И. Моисеева

Хабаровск – 2017

Abstract

In this thesis work, we will focus on the modernization of the sewage pumping station №5A by introducing into the existing system, controlled by the operator of the frequency inverter. The aim of this idea is to reduce the reconstruction of power consumption and cost reduction of hardware resources. In addition, reducing the influence of the human factor, that is, automation enables you to control valves, without human contact.

РЕФЕРАТ

Проект содержит ___ с., __ рис., __ таблиц, __ источников, __ приложений.

КАНАЛИЗАЦИЯ, НАСОСЫ, НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, АВТОМАТИЗАЦИЯ, СИЛОВЫЕ ШКАФЫ УПРАВЛЕНИЯ, РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, МОДЕРНИЗАЦИЯ

Объектом исследования является канализационная насосная станция №5А (КНС – 5А) по адресу: г. Хабаровск, ул. Промышленная 1б.

В соответствии с заданием было проведено исследование модернизации данной КНС - 5А, описание технологические требования оборудования станции, обоснование используемых насосных агрегатов и электродвигателей. Сделан выбор частотного преобразователя. Разработаны функциональная схема, принципиальная схема и схема управления насосными агрегатами. Проведена экономическая оценка станции до и после модернизации.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………...…..6 1 ТИПЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И

КАНАЛИЗАЦИИ ……...…………………………………………………….…..9

2 СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ НАСОСОВ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ………………..………………………………………….……13

1. Насосы, применяемые на канализационных станциях…………….......13

2. Способы регулирования насосов, применяемых на канализационных насосных станциях………………………….……………..………………........14

3 АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ ПРИВОДА НАСОСНЫХ УСТАНОВОК НА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЯХ …………….20

3.1 Применение асинхронных двигателей на канализационных насосных станциях…………………………………………….……………….…………...20

3.2 Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором……………………………………….…….…….…..…….21

3.3 Регулирование скорости вращения двигателя при изменени напряжения на статоре при постоянной частоте этого напряжения…………………….....22

3.4 Регулирование частоты вращения изменением числа пар полюсов двигателя…………………………………………………………….……...……24

4 ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПРИВОДЫ …………….………..……..…25

4.1_Структура и принцип работы преобразователя частоты……………………………………………………….…………....……..25

4.2 Преимущества использования частотно-регулируемых приводов в системах водоотведения.………….……………………………………………..…32

5 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ №5А……………………….….…...34

5.1 Состав существующей системы канализационной насосной станции № 5А…………………………….…………….……………………….34

5.2 Технические и электротехнические решения по модернизации КНС – 5А……….………………………………….…………………………….39

6 РАЗРАБОТКА СХЕМ СИСТЕМЫ ЧАСТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ №5А……………………………………………………………………….……..41

6.1 Обоснование выбранных элементов канализационной насосной станции №5А………………………...………………………………….….…...41

6.2 Разработка функциональной схемы………………………..........….…..50

6.3 Назначение и структура системы……………...………………...….......53

7 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МОДЕРНИЗАЦИИ КНС – 5А………......55

7.1 Цель расчета экономического эффекта…………………...…………....56

7.2 Определение стоимости капитальных вложений…...............................56

7.3 Существующий режим…………………………………..........................58

7.4 Расчет экономии денежных средств за счет сокращения потребления электроэнергии ………………………………………………………………....60

7.5 Расчет экономии денежных средств за счет сокращения обслуживающего персонала…………….................................….…….………...61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………............63

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………… 64

В ВЕДЕНИЕ

Последние годы в России ознаменовались ничем иным, как настоящим пиком развития строительного рынка. Уверенными темпами происходит внедрение передовых методик в строительстве, а также «свежих» технологий канализации и водоотведения. Канализационные насосные станции – удачное решение. Это именно та технология, которая в одно мгновение сменила древние системы самотечной канализации.

КНС (канализационные насосные станции) – это оборудование, которое создано для водоотведения сточных вод на очистные сооружения. КНС применяются при невозможности осуществления сброса сточных вод самотеком.

Канализационная насосная станция (КНС) предназначена для перекачки дренажных и ливневых вод, хозяйственно - бытовых и промышленных сточных вод, химически агрессивных промышленных и нефтесодержащих сточных вод, очищенных стоков с очистных сооружений на оборотное техническое водоснабжение, на сброс в открытые водоемы.

Канализационные насосные станции обеспечивают подачу сточных вод на очистные сооружения, если рельеф местности не позволяет отводить эти воды самотеком. Применение КНС позволяет также избежать большого заглубления самотечных коллекторов [1].

Введение автоматизации управления насосными станциями является одним из важнейших направлений технического прогресса в области подачи и отвода воды в населенных пунктах и на промышленных предприятиях.

Современные системы водоснабжения имеют разветвленную сеть и большое число водопитателей, расположенных на обширной территории.

Визуальный контроль за состоянием технологического оборудования и ручное управление агрегатами не могут обеспечить достаточной надежности и экономичности работы насосных станций.

Применение автоматизированного управления насосными станциями дает значительные преимущества:

- повышает бесперебойность, четкость и надежность работы, поскольку автоматическая аппаратура быстро реагирует на изменение режима работы станций;

- позволяет уменьшить вместимость баков водонапорных башен и сборных резервуаров за счет увеличения частоты пуска и остановки агрегатов;

- снижает эксплуатационные расходы вследствие уменьшения числа обслуживающего персонала, а также расходов на отопление и освещение помещений;

- снижает строительную стоимость, так как оборудование концентрируется на меньшей площади машинного зала и отпадает необходимость в устройстве бытовых и вспомогательных помещений;

- увеличивает срок службы оборудования и приборов благодаря своевременному выключению из работы агрегатов при возникновении неполадок в их работе;

- дает возможность сосредоточить управление несколькими автоматизированными насосными станциями в одном пункте, что делает систему более гибкой и надежной;

- исключает участие персонала станции в технологических операциях, протекающих в антисанитарных условиях [2].

Предметом исследования данной дипломной работы является канализационная насосная станция № 5А (КНС-5А), расположенная по адресу: г. Хабаровск, ул. Промышленная, 1б.

В данной ВКР речь пойдет о модернизация насосного оборудования КНС-5А с внедрением системы автоматического управления высоковольтными насосными агрегатами с частотным регулированием их производительности в функции уровня приемного резервуара. Внедрение преобразователей частоты в систему водоотведения обусловлена, во-первых, более высокой экономической эффективностью частотно управляемых электроприводов, по сравнению с системой «электродвигатель – питательный насос – дроссельная задвижка», когда регулирование подачи воды производилось вручную операторами. Во-вторых, тем, что альтернативы при внедрении новых регулируемых электроприводов на сегодняшний день нет.

Актуальность экономии электроэнергии и технический прогресс обуславливают интерес к современным решениям автоматизации насосной станции.

Отсутствие элементарного автоматического управления является наиболее частой причиной аварийных ситуаций, сбоев подачи воды, а также несанкционированных сбросов канализационных отходов в водоемы. Это легко можно видеть на примере старых, неавтоматизированных городских канализационных систем.

1 ТИПЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ

Насосные станции систем водоснабжения и канализации представляют собой комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий водоподачу или водоотведение в соответствии с нуждами потребителя. Состав сооружений, их конструктивные особенности, тип и число основного и вспомогательного оборудования определяются исходя из принципов комплексного использования водных ресурсов и охраны природы с учетом назначения насосной станции и предъявляемых к ней технологических требований.

По своему назначению и расположению в общей схеме водоснабжения насосные станции подразделяются на станции I подъема, II подъема, повысительные и циркуляционные.

Насосные станции первого подъема забирают воду из источника водоснабжения и подают ее на очистные сооружения или, если не требуется очистки воды, непосредственно в резервуары, распределительную сеть, водонапорную башню либо другие сооружения в зависимости от принятой схемы водоснабжения. На промышленных предприятиях с процессами, предъявляющими различные требования к качеству воды, на одной и той же насосной станции могут быть установлены насосы, подающие воду как на очистные сооружения, так и непосредственно на предприятия без очистки.

Насосные станции второго подъема служат для подачи очищенной воды потребителям, обычно из резервуаров чистой воды.

В некоторых случаях насосы первого и второго подъема могут быть размещены на одной станции, что позволяет уменьшить расходы на строительство и эксплуатацию. Однако такое решение не всегда возможно и зависит от вида водоисточника, наличия и типа очистных сооружений, от рельефа местности и т.п.

Повысительные насосные станции (станции подкачки) предназначены для повышения напора в водопроводной сети или в водоводе В этом случае вода забирается из одной сети (участка водовода) и под повышенным напором подается в другую сеть (.района города, отдельного цеха промышленного предприятия) или в последующий участок длинного водовода.

Циркуляционные насосные станции входят в схемы оборотного технического водоснабжения промышленных предприятий и. тепловых электростанций. На этих станциях одни насосы подают отработавшую на предприятии воду на охлаждающие или очистные устройства, а другие насосы возвращают подготовленную воду снова к производственным установкам.

По характеру управления насосные станции могут быть:

- с ручным управлением – все или часть операций по управлению агрегатами производится обслуживающим персоналом;

- полуавтоматические – насосный агрегат включается и выключается от единичной команды, заданной эксплуатационным персоналом, а вся дальнейшая работа выполняется автоматически;

- с дистанционным управлением – управление насосной станцией производится из диспетчерского пункта, значительно удаленного от станции;

- автоматические – все операции по включению и выключению агрегатов производятся автоматически в зависимости от уровня воды в емкостях, давления или расхода воды в трубопроводах.

Автоматизация управления насосными станциями является очень важным направлением технического прогресса в области подачи и отведения воды в населенных пунктах и на промышленных предприятиях. Визуальный контроль за состоянием технологического оборудования и ручное управление агрегатами не могут обеспечить достаточной надежности и экономичности работы насосных станций.

В то время как применение автоматизированного управления насосными станциями дает целый ряд преимуществ:

- повышает бесперебойность и надежность работы, поскольку автоматическая аппаратура быстро реагирует на изменение режима работы станции;

- снижает эксплуатационные расходы вследствие уменьшения числа обслуживающего персонала, а также расходов на отопление и освещение помещений;

- увеличивает срок службы оборудования и приборов благодаря своевременному выключению из работы агрегатов при возникновении неполадок и аварий в их работе

- дает возможность сосредоточить управление несколькими автоматизированными станциями в одном пункте;

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР