Управление водродным компрессором, цех4 ЗАО Каустик (стр. 2 из 11)

производительности турбокомпрессоров является изменение частоты вращения.

Пуск турбокомпрессоров производится обычно при разгруженной машине путем соединения полости нагнетания с атмосферой или с полостью всасывания, вследствие чего максимальный момент при пуске не превышает 0,4 номинального.

Автоматика таких машин должна удовлетворять требованиям, основными из которых являются:

1) быстродействие;

2) селективность;

3) чувствительность;

4) надёжность.

Селективностью автоматики называется её способность отключать при коротком замыкании только повреждённый участок или ближайший участок к месту повреждения.

Чувствительность всех видов автоматики оценивается коэффициентом чувствительности и минимальному току короткого замыкания.

Надёжностью работы автоматики заключается в её безопасном действии во всех предусмотренных случаях.

2.4 Выбор рода тока и величины питающей сети

Для питания компрессора выбирается переменный ток, т.к. по сравнению с постоянным током, он легче генерируется и передаётся на большие расстояния.

Для питания силовой части проекта, выбирается переменное напряжение из стандартного ряда напряжений – 6кВ. Цепи управления запитываются стандартным постоянным напряжением 220В.

2.5 Выбор системы электропривода, методов, регулирования скорости и торможения

Разнообразие условий применения турбомеханизмов, их конструкций, режимов эксплуатации определяет возможность и экономическую целесообразность использования различных систем электропривода. Развитие техники самого электропривода обусловливает смену одних систем регулируемого электропривода другими, что также приводит к разнообразию возможных технических решений,

Для привода компрессоров до настоящего времени применялись нерегулируемые электроприводы. Несмотря на очевидные тенденции к более широкому использованию регулируемых электроприводов турбомеханизмов, особенно для мощностей свыше 500 киловатт, нерегулируемый привод будет оставаться основным видом электропривода в

тех случаях, когда режим работы турбомеханизма по технологическим условиям постоянен или мощность турбомеханизмов невелика и регулирование их производительности без больших потерь энергии может быть осуществлено воздействием на турбомеханизм или на его гидравлическую сеть.

Наиболее распространенным видом привода вследствие своей простоты и наименьших капитальных вложений является короткозамкнутый асинхронный двигатель. Этот вид привода применяется для турбомеханизмов от самых малых мощностей до нескольких тысяч киловатт. При мощности свыше 300 киловатт наряду с короткозамкнутым двигателем все шире применяют синхронные двигатели.

Системы регулируемого электропривода обеспечивают ступенчатое регулирование частоты вращения. Для двигателей большой мощности получили применение схемы с питанием синхронного двигателя от источников различной частоты.

Регулируемый электропривод с пла

вным изменением частоты вращения в широком диапазоне наилучшим образом удовлетворяет условиям автоматического и экономического регулирования производительности турбомеханизмов.

2.6 Расчёт мощности и выбор электродвигателя компрессора

Мощность электродвигателя Р, кВт, определили согласно /4, с.311/ по формуле

, (1)

где k_з – коэффициент запаса;

Q – производительность, м³/с;

А – работа сжатия, кг×м/м³;

h_к – КПД компрессора;

h_п – КПД передачи.

Работу А, кг×м/м³, для сжатия воздуха определили согласно /4, с.311/ по формуле

, (2)

где р₁ – начальное давление, ат;

р₂ – конечное давление, ат.

Коэффициент полезного действия компрессора приняли согласно /4, с.311/.

h=0,6 – 0,8.

Коэффициент запаса для данного типа компрессора

K_з=1,1 – 1,2.

Коэффициент полезного действия передачи приняли согласно /4, с.311/.

h=0,9,

,

.

Мощность электродвигателя для компрессора Р_д, кВт опре

делили согласно /2, с.221/ по формуле

, (3)

где h_мех – механический КПД.

Механический КПД приняли согласно /2, с.221/

h_мех=0,7,

.

Для электропривода компрессора электродвигатель выбрали согласно /3, с.104/

Таблица 1 – Технические данные двигателя.

Тип двигателя	Мощность, кВт	КПД, %	cosj			Iн, А
4АЗМО – 630/60002УХЛ4	630	95,7	0,88	1	5,3	72

2.7 Внесение изменения в схему управления компрессором

Исходя из недостатков схемы управления изменить её можно поставив вместо масленого выключателя вакуумный. Так как, вакуумный выключатель имеет ряд таких достоинств, которых нет у масленого выключателя, это: малые размеры, в момент разрыва контактов не образуется электрическая дуга, малый ход подвижного контакта 5 – 6мм и другие.

2.8 Проверочный расчёт выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузке

Для проверки электродвигателя по нагреву должно соблюдаться условие согласно /4, с.185/ по формуле

, (4)

где t_max – максимальная установившаяся температура превышения;

t_доп – допустимое превышение температуры для изоляции двигателя.

Допустимое превышение температуры t_доп, ^°С, определили согласно /4, с.185/ по формуле

, (5)

где q_доп – предельно

допустимое превышение температуры ,

электроизоляционных материалов применяемых при

изготовлении электрических машин, ^°С;

q₀ – температура окружающей среды, ^°С.

Предельно допустимое превышение температуры электроизоляционных материалов применяемых при изготовлении электрических машин, приняли согласно /5, с.185, таблица 5.14/

q_доп=155^°С.

Температуру окружающей среды, приняли

q₀=40^°С,

.

Максимальную установившеюся температуры превышения определили согласно/4, с.185/ по формуле

, (6)

где DР_т – мощность тепловых потерь, Вт

А – теплоотдача, Дж/(С×с).

Теплоотдачу определили согласно /4, с.184/ по формуле

, (7)

где С – теплоёмкость двигателя;

Т_н – постоянная времени нагрева

Постоянную нагрева двигателя, приняли

Т_н=2000с.

Мощность тепловых потерь определили согласно /4, с.184/ по формуле

, (8)

где Р_ном – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

h - КПД электродвигателя.

Коэффициент полезного дей

ствия электродвигатели приняли

h=0,91,

.

Теплоёмкость двигателя определили согласно /5,с.127/ по формуле

, (9)

где Q – количество теплоты, Дж;

Т₁ – температура двигателя перед работой, К;

Т₂ – конечная температура двигателя, К.

Температуру двигателя перед работой приняли равной

Т₁=313К.

Конечную температуру двигателя приняли равной

Т₂=338К.

Количество теплоты определили согласно /5, с.127/ по формуле

, (10)

где m – масса двигателя, кг;

с – удельная теплоёмкость, Дж/кг×К.

Массу двигателя взяли равной

m=2660кг.

Удельную теплоёмкость, с изоляцией F, для стали взяли равной

с=460Дж/кг×К,

,

,

,

,

t_доп=115>81,1=t_max.

2.9 Выбор аппаратов з

ащиты и автоматики, плавких вставок, нагревателей тепловых реле и автоматических выключателей, пускателей и трансформаторов

Автоматические выключатели обеспечивают одновременно функции коммутаций силовых цепей и защиты электроприёмника, а также, от перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловой расцепитель и, как правило, электродинамический расцепитель. Автоматы, как правило, снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин либо дугогасящих камер. Автоматы используются для коммутации и защиты цепей электроустановок различного назначения. Они устанавливаются в шкафах отходящих линий комплектных трансформаторных подстанций. Автоматы выпускают на переменные напряжения от 220 до 660В и постоянные – от 110 до 440В с ручным и электродвигательным приводом.