Дипломная (1217430), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

Сигналы управления и измерительные сигналы от оборудования НС собираются в шкафу управления ШУ. Здесь же происходит их объединение в одну общую информационную линию связи, которая подключается к технологическому контроллеру ТК.

Технологический контроллер реализует общий алгоритм управления НС и обмен информацией с автоматизированной системой управления технологическим комплексом АСУ ТК. Программное обеспечение ТК содержит ряд функциональных блоков, реализованных на программном уровне:

- управление основной насосной установкой;

- управление дополнительной насосной установкой, например, пожарными насосами;

- управление дренажными насосами;

- измерение и обработка параметров оборудования НС;

- управление отоплением и вентиляцией помещений НС;

- осуществление функций охраны от несанкционированного проникновения посторонних лиц на территорию НС;

- обслуживание локального терминала.

6.3 Назначение и структура системы

Назначение системы:

Комплектная высоковольтная станция частотного управления (ВСЧУ) должна быть предназначена для автоматического согласованного управления группой перекачивающих насосных агрегатов КНС с частотным регулированием их производительности в функции регулирования уровня стоков приемного резервуара.

Локальная система автоматического управления в составе ВСЧУ должна обеспечивать контроль текущего режима, оперативное управление и архивирование состояний основного технологического оборудования – насосными агрегатами, задвижками на напоре агрегатов, уровней в приемном резервуаре – в режиме реального времени.

На рисунке 6.5 представлена предполагаемая к использованию электрическая схема автоматизированной канализационной насосной станции №5А. К ней уже подключены высоковольтные преобразователи частоты (ВПЧ1,ВПЧ2 и ВПЧ3) и распределительные устройства (КРУпч1, КРУпч2 и КРУпч3 соответственно).

Рисунок 6.5 – Схема электрическая принципиальная

- ЭТК имеет возможность последовательного поочередного разгона двигателей своей секции шин (СШ) с последующим переключением их на питание от сети.

- Сохраняется возможность прямого пуска двигателей.

- Технологический контроллер станции, предназначенный для дистанционного управления, контроля и отображения текущего состояния на мнемосхеме ЖКИ монитора, архивирования штатных и аварийных ситуаций основного технологического оборудования (насосных агрегатов, задвижек на всасе и напоре агрегатов, уровней в приемном резервуаре).

Серия технологического контроллера – СТК-500 (Сибирь-мехатроника)

Размещение контроллера – в помещении оператора.

- Три шкафа управления насосными агрегатами от ВПЧ – ШУН, предполагаемое расположение пультов – в непосредственной видимости насосного агрегата, вне зоны затопления.

- Осуществляется автоматическое управление электроприводами напорных задвижек во всех режимах.

- Присутствует выбор режима управления для любого НА:

а) «Плавный пуск от ВПЧ» - поочерёдный плавный пуск электродвигателя насоса (ЭД) от ВПЧ с последующей синхронизацией напряжения ВПЧ с напряжением сети, безударным переключением ЭД насоса с питания от ВПЧ на питание от сети и последующей работой ЭД от сети.

б) «Регулирование» - плавный пуск ЭД насоса от ВПЧ, автоматическое поддержание заданного уровня за счёт регулирования частоты вращения насоса от ВПЧ.

в) «Пуск, работа от сети» - прямой пуск, работа ЭД насоса от сети, включение, отключение ЭД насосов, не подключённых к ВПЧ, при одном насосе, работающем от ВПЧ в режиме «Регулирование» - резервный режим работы.

При недостаточной производительности основных агрегатов должно производиться подключение дополнительного агрегата непосредственно от сети 6 кВ. Очередность и статусы управления агрегатами в автоматическом режиме должны определяться оператором произвольно в зависимости от текущего состояния оборудования (готовности к включению).

7 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МОДЕРНИЗАЦИИ КНС – 5А

7.1 Цель расчета экономического эффекта

Несмотря на многие достоинства асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, существуют и некоторые недостатки. Основным недостатком таких двигателей является постоянная частота вращения ротора, которая практически не зависит от нагрузки. Однако, как известно, большинство асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором применяются в системах, работающих в режимах с переменной нагрузкой. В таких системах возможно применение преобразователей частоты, которые позволяют точно управлять скоростью и моментом электродвигателя по заданным параметрам в зависимости от характера нагрузки.

С внедрением преобразователей частоты повышается надежность работы оборудования и систем. Также применение преобразователей частоты позволяет автоматизировать производство и экономить ресурсы и электроэнергию. Электроэнергия постоянно дорожает, и в масштабах такого крупного МУП г. Хабаровска «Водоканал» внедрение ПЧ дает положительный экономический эффект. Экономический результат от снижения аварийности и затрат на обслуживание технологического оборудования и систем, при всей кажущейся простоте, рассчитать зачастую сложно.

Технологический эффект как правило не рассчитывается, как и доходы от повышения качества продукции и услуг, удобства обслуживания и т.п.

В связи с этим объективно можно оценить только эффект от экономии электроэнергии и срок окупаемости данного технического решения.

Срок окупаемости определяется по следующей формуле:

(7.1)

где: К – капиталовложения в проект;

ΔЭ – экономия денежных средст;

С_обсл – текущие расходы на обслуживание.

7.2 Определение стоимости капитальных вложений

Стоимость капитальных вложений для реализации проекта определяется как сумма:

К=К_об+К_смр+К_пнр, (7.2)

где К_об – стоимость оборудования, руб;

К_смр – стоимость строительно-монтажных работ, руб.;

К_пнр – стоимость пуско-наладочных работ, руб.

Оборудование, необходимое для модернизации КНС-5а приведено в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Спецификация оборудования

Стоимость оборудования, необходимого для модернизации КНС-5а составляет:

К_об=36 726,8 тыс.руб.

Стоимость строительно-монтажных работ рассчитываем как 3 % от стоимости оборудования.

(7.3)

Стоимость пуско-наладочных работ принимаем как 4% от стоимости оборудования:

(7.4)

Тогда сумма капитальных затрат на реализацию проекта:

Экономия в денежном выражении от внедрения автоматизированной системы управления с частотным регулированием на КНС складывается в основном из экономии электроэнергии при замене регулирования дросселированием на частотное регулирование и определяется расчетным путем.

Расчет сделан с учетом технического задания на внедрение автоматизированной системы управления с частотным регулированием на КНС-5а, которым предусмотрено частотное регулирование двумя насосными агрегатами (с помощью двух высоковольтных преобразователей частоты)

7.3 Существующий режим

В таблице 7.2 показан существующий режим наработки насосной станции за год и работа насосов в год.

Таблица 7.2 – годовые характеристики работы КНС – 5А

7.4 Расчет экономии денежных средств за счет сокращения потребления электроэнергии

Экономия в денежном выражении от внедрения автоматизированной системы управления с частотным регулированием на КНС складывается в основном из экономии электроэнергии при замене регулирования дросселированием на частотное регулирование и определяется расчетным путем.

В качестве примера, рассмотрим два насосных агрегата, которые регулируют подачу воды дросселем и частотным преобразователем.

Учитывая, что сведения о среднестатистических параметрах режима работы станции в году отсутствуют, доопределим их следующим образом.

Насосная станция перекачивает за год 44080 тыс. м³ воды равномерно со средней подачей равной:

(7.5)

Режим работы насосных агрегатов определяется требуемой производительностью станции, напорной характеристикой сети, напорной характеристикой насосов и способом регулирования производительности насосов.

Для обеспечения производительности Q=5084м³/час, требуется напор на выходе насосной станции равный H_вых.= 41,5м.в.ст. и параллельной работы, например, двух насосов, каждый с производительностью Q_НА=2542м³/час (предполагается, что загрузка насосов одинакова).

Параметры режимов работы насосных агрегатов при дросселировании и при частотном регулировании сводим в таблицу 7.3

Таблица 7.3 - Параметры режимов работы насосных агрегатов при дросселировании и частотном регулировании

Мощность, потребляемая из сети определяется выражением:

(7.6)

где n - количество работающих насосных агрегатов;

H – напор, м.в.ст.;

Q – производительность, м³/час;

Р – активная мощность, кВт;

ƞ_ДВ - КПД электродвигателя (0,949);

ƞ_ПЧ - КПД преобразователя частоты (0,97).

При регулировании дросселированием:

При частотном регулировании:

Эти данные, а также потребление электроэнергии за год занесены в таблицу. Экономия электроэнергии при частотном регулировании по сравнению с дросселированием составляет:

Характеристики

Список файлов ВКР