Проект электротехнической части газовой котельной ОАО «Приозерное» Ялуторовского района Тюменской области с разработкой схемы автоматического управления ос

метки: Котельная, Электроснабжение, Продукция, Подъем, Количество, Товарный, Определяться, Клапан

Развитие сельскохозяйственного производства базируется на современных технологиях широко использующих электроэнергию. В связи с этим возросли требования к надежности электроснабжения, качества электроэнергии и ее экономическое использование.

Эффективное использование света с помощью достижений современной светотехники — важнейший резерв повышения производительности труда и качества продукции, снижения травматизма и сохранения здоровья людей.

Главной задачей современной светотехники является обеспечение комфортной световой среды для труда и отдыха человека, а также повышение эффективности и масштаба применения света в технологических процессах на основе рационального использования электрической энергии, расходуемой в светотехнических установках, и снижения затрат на их создание и эксплуатацию.

Одним из важных факторов развития современного производства является комплексная автоматизация, которая в корне позволяет преобразовать труд людей.

Одним из потребителей электроэнергии в производственно-бытовых помещениях являются осветительные приборы. Исследованиями установлено, что при современном интенсивном производстве правильно спроектированное освещение позволяет повысить производительность труда на 10 — 20%. Оно включает в себя не только соблюдение норм освещенности, но и соблюдение качественных характеристик освещения с учетом технологического процесса.

Своевременное включение и выключение освещения с учетом технологии производства, согласование работы искусственного освещения с динамикой естественного освещения в целях максимального использования последнего, а также обеспечения возможностей регулирования искусственного освещения в течение рабочей смены (динамическое освещение) позволяет получить значительную экономию электроэнергии.

С внедрением автоматической системы управления освещением мы уменьшаем количество времени, когда световые установки находится в работе, тем самым мы продлеваем и срок эксплуатации светового прибора, и срок эксплуатации лампы установленной в ней.

1. Анализ хозяйственной деятельности предприятия ОАО «Приозерное» расположен в центральной части сельскохозяйственной зоны Тюменской области, организован был в 1963 г. Центральная усадьба — село Старый Кавдык находится в 15 км от районного центра города и железнодорожной станции Ялуторовска. До областного центра города Тюмени 85 км. ОАО «Приозерное» состоит из двух отделений с населенными пунктами: Старый Кавдык, Новый Кавдык. Транспортная связь с пунктами сдачи продукции осуществляется по двум дорогам — асфальтной (от центральной усадьбы до районного центра) и по асфальтной дороге от второго отделения.

Производство и передача электроэнергии

... электроэнергии после США. [3] Глава 2. Производство электроэнергии 2.1 Типы электростанций В зависимости от вида преобразуемой энергии ... зной конкуренции с газовыми: электрическое освещение превосходило газовое по ряду ... позволяли произвольно задавать параметры вырабатываемого тока. Именно с появлением генераторов стали появляться первые электрические станции и сети (до того источники энергии ...

Основное направление ОАО «Приозерное» молочно-мясное с развитым производством зерна. Пункт сдачи продукции в г. Ялуторовске. Территория ОАО «Приозерное» расположена в теплом умеренно-увлажненном агротехническом районе Тюменской области. Хозяйство полностью обеспечено рабочей силой и основными производственными фондами (за 2003;й год прибыль составила 3273 тысячи рублей).

Климат резко-континентальный с холодной продолжительной зимой и ранними осенними заморозками. В течение года на территории хозяйства преобладают западные и юго-западные ветра со средней скоростью 6 м/с. Осадков выпадает с избытком, хотя в отдельные годы бывают засухи и суховеи. На территории хозяйства растут березы, осина, сосна, из кустарников шиповник, боярышник и другие. Почвы на территории ОАО «Приозерное» разнообразны, в основном состоят из выщелоченных черноземов, слабо-подзолистых и засаленных. Темно-серые и серые почвы заняты под пашней. Под пастбищами преобладают лугово-черноземные солонцы. В пониженных местах формируются болотные и торфяно-болотные почвы. Гидрологическая сеть развита слабо.

ОАО «Приозерное» хозяйство крупное, а крупные предприятия имеют преимущество перед мелкими. Преимущества проявляются в повышении производительности труда и снижении издержек на единицу продукции.

Таблица 1.1 Показатели размера предприятия

Показатели	Ед. измер.	2001 г.	2002 г.	2003 г.	2003 г. 2001 г, %
Стоимость товарной продукции	Тыс. руб.				117,2
Стоимость валовой продукции по себестоимости	Тыс. руб.				128,2
Прибыль от реализации	Тыс. руб.				84,2
Площадь с/х угодий	га
В том числе пашни	га				100,1
Среднегодовая численность работников, занятых в с/х производстве	чел				96,4
Среднегодовая стоимость ОПФ	Тыс. руб.				115,9
В том числе с/х назначения	Тыс. руб.				120,1
Энергетическая мощность	Л.с				97,6
Поголовье животных	Усл. голов				87,9

Из данных таблицы 1.1 видно, что размер ОАО «Приозерное» из года в год возрастает, об этом свидетельствуют основные показатели, характеризующие размер предприятия. Объем валовой продукции в 2003 г. по сравнению с 2001 г. увеличился на 28,2%, товарной продукции на 17,2%, среднегодовая стоимость ОПФ увеличилась на 15,9%.

Земля в сельском хозяйстве является незаменимым и важным средством производства. Земельное законодательство обязывает сельскохозяйственные предприятия сохранять, восстанавливать и повышать плодородие почв, бороться с эрозией, сорняками и т. д. Все это способствует получению высоких и устойчивых урожаев растениеводческой продукции высокого качества. Земля это не только общее материальное условие и территориальная база производства, но и главное средство производства в сельском хозяйстве.

Таблица 1.2 Состав и структура земельных угодий

Виды угодий	2001 г.	2002 г.	2003 г.
	га	%	га	%	га	%
Земельная площадь, всего
В том числе Сельхозугодий, всего Из них		61,6		61,6		61,6
Пашня		20,5		20,5		20,5
Сенокосы		21,4		21,4		21,4
Пастбища		18,9		18,9		18,9
Залежи		0,8		0,7		0,7
Лесные массивы		8,4		8,4		8,4
Древесно-кустарниковые растения		1,7		1,7		1,7
Пруды и водоемы		9,8		9,8		9,8
Приусадебные участки		0,3	;	;	;	;
Дороги		0,8		0,8		0,8
Болота		16,2		16,2		16,2
Прочая земля		1,2		1,5		1,5

Общая земельная площадь ОАО «Приозерное» в 2003 г. составляет 13 022 га, из них 8026 га — сельскохозяйственных угодий или 61,6%, в том числе пашни 2671 га или 20,5% по сравнению с 2001 г. увеличение составило 3 га, сенокосов 2785 га, пастбища 2472 га. Пруды и водоемы занимают 1260 га или 9,8%, лесные массивы — 1095 га (8,4%).

Болота занимают 2118 га или 16,2%; прочие земли составляют 201 га или 1,5%.

Сельхозугодия расположены вокруг населенных пунктов, летних лагерей, используются как пастбища. Все сенокосы размещены внутри пахотных массивов или вокруг озер, где возможен выпас скота. Основное направление хозяйства — животноводческое. Главная отрасль животноводства молочное скотоводство. Удельный вес молока в товарной продукции за анализируемые три года составил 68,3%. В качестве дополнительной отрасли в животноводстве остается производство мяса КРС. Урожайность кормовых культур и наличие больших площадей, отведенных под сенокосы и пастбища дают возможность создать прочную кормовую базу для животноводства. Условия зимовки кормов разные: сено хранится в скрытой сенобазе, зерно — в зерноскладах, сенаж и силос — в траншеях. Товарная продукция — это часть валовой продукции, проданная государственным предприятиям и организациям, а также населению. Высокая товарность продукции имеет огромное значение. Объем производства товарной продукции определяется обеспеченностью сырьем легкой и пищевой промышленности, а население продуктами питания. Структура товарной продукции — это процентное отношение стоимости отдельных видов товарной продукции к общей стоимости.

Таблица 1.3 Состав и структура товарной продукции

Виды продукции	2001 г.	2002 г.	2003 г.
	Тыс. руб.	%	Тыс. руб.	%	Тыс. руб.	%
Зерновые и зернобобовые		4,3		5,1		0,95
Прочая продукция		2,4		;		0,05
Итого по растениеводству		6,7		5,1
Молоко		67,5		62,4		74,9
Привес КРС		8,5		18,9		12,9
Свиньи		3,8		2,6		2,
Прочая продукция животноводства		4,8		2,9		0,5
Итого по животноводству		82,5		86,8		90,3
Продукция подсобных производств		10,8		8,1	23,87	8,7
Всего по хозяйству

В 2003 г. по сравнению с 2001 г. возрастает производство и реализация основных видов сельскохозяйственной продукции, кроме зерна. Из таблицы видно, что больший удельный вес в структуре товарной продукции занимает продукция животноводства. Так, в 2001 г. 82,5%, в 2002 г. — 86,8%, в 2003 г. 90,3%, что выше к 2001 г. на 7,8%.

Среди продукции животноводства молоко занимает в 2001 г. 67,5%, в 2002 г. — 62,4% и в 2003 г. — 74,9%. Увеличение составляет 7,4% к 2001 г. Продукция растениеводства в 2003 г. составляет 1%, что ниже 2001 г. на 5,7%. Таким образом хозяйство специализируется на производстве молока.

Производительность труда — это важнейшая экономическая категория. Она измеряется количеством продукции, произведенной в единицу времени или величиной времени, затрачиваемого на единицу продукции.

Таблица 1.4 Уровень производительности труда

Показатели	Ед. измер .	2001 г.	2002 г.	2003 г.	2003 г. 2001 г, %
Среднегодовая численность работников	Чел.				96,4
Отработано в хоз-ве, всего	Тыс. ч/часов				97,6
В т.ч. в: Растениеводстве	Тыс. ч/часов				110,8
Животноводстве	Тыс. ч/часов				93,5
Произведено с/х продукции, всего	Тыс. руб.				128,2
В т.ч. в: Растениеводстве	Тыс. руб.				128,7
Животноводстве	Тыс. руб.
Произведено с/х продукции на одного работника	Руб.
В т.ч. в : Растениеводстве	Руб.				133,5
Животноводстве	Руб.				132,8
Затраты труда на 1 ц. продукции: Зерно	Ч/час	0,5	0,9
Молоко	Ч/час	4,4	4,3	4,3	97,7
КРС	Ч/час	25,8	16,1	25,2	97,7

Производительность труда в данном хозяйстве с каждым годом растет. В 2003 г. по сравнению с 2001 г. она увеличилась на 33%. Так, производство сельскохозяйственной продукции на одного работника в 2003 г. составило 192 593 руб., а в 2001 г. — 144 765 руб., увеличение 47 828 руб. На увеличение повлияло сокращение численности работников в 2003 г. на восемь человек, и увеличение валовой продукции на 9077 тыс. руб. или на 28,2%. Затраты труда на один центнер продукции в животноводстве в 2003 г. снизились к 2001 г. по молоку на 0,1 ч/час, по привесу КРС на 0,6 ч/час, а затраты на зерно увеличились в два раза.

Основные фонды в сельском хозяйстве имеют большое значение. Анализ уровня обеспеченности основными производственными фондами (ОПФ) производится с помощью показателей: фондообеспеченность труда, фондовооруженность, фондоотдача, фондоемкость.

Таблица 1.5 Обеспеченность и эффективность ОПФ

Показатели	Ед. измер.	2001 г.	2002 г.	2003 г.	Отклонение, ± 2003 г. к 2001 г
Среднегодовая стоимость ОПФ	Тыс.руб.				+9648
Стоимость валовой продукции	Тыс.руб.				+3882
Площадь с/х угодий	Га
Среднегодовая численность работников	Чел.				— 8
Фондообеспеченность	Тыс.руб.	311,9	364,1	431,14	+119,24
Фондовооруженность	Тыс.руб.	112,4	132,8	161,69	+49,29
Фондоотдача	Руб.	1,49	1,36	1,19	— 0,3
Фондоемкость	Руб.	0,66	0,74	0,84	+0,18
Энергообеспеченность	Л.с/S	176,75	172,12	172,49	+4,26
Энерговооруженность	Л.с./чел.	63,90	62,79	64,69	+0,79
Электрообеспеченность	кВт/S	130,33	126,50	126,80	— 3,53
Электровооруженность	кВт/чел.	46,96	46,15	47,54	+0,58

Среднегодовая стоимость ОПФ в данном хозяйстве в 2003 г. увеличилась по сравнению с 2001 г. на 9648 тыс. руб. за счет поступления: комбайнов — 3 шт., тракторного прицепа — 1 шт. Наблюдается увеличение производства валовой продукции на 3882 тыс. руб. к 2001 г. Среднегодовая численность работников сократилась на восемь человек. Хозяйство основными фондами обеспечено полностью. Показатель фондообеспеченности выше в 2003 г. (к 2001 г.) на 119,24 тыс. руб. Рост фондовооруженности составил 49,29 тыс. руб. Фондоотдача в 2003 г. ниже по сравнению с 2001 г. на 0,3 руб., а фондоемкость выше на 0,18 руб. В 2003 г. ОПФ использовались в хозяйстве недостаточно.

Основным источником повышения прибыльности предприятия является снижение себестоимости (Сб.) продукции. Себестоимость продукции является важнейшим показателем, отражающим качество работы трудового коллектива. Чем лучше организованы производство и труд, разумней и эффективней используется земля, машины, скот, материальные ценности, выше урожайность культур, продуктивность животных, тем дешевле обходится предприятию производство продукции.

Себестоимость — это обобщающий показатель, отражающий в хозяйстве уровень организации и технологии производства, производительности труда, руководство производством.

Таблица 1.6 Себестоимость одного центнера основных видов продукции (руб.)

Виды продукции	2001 г.	2002 г.	2003 г.	Отклонение, ± 2003 г. к 2001 г
			План	Факт
Зерно	116,35	178,71		203,43	+87,08
Молоко	337,17	362,03		419,94	+82,77
Привес КРС	2757,97	3941,30		4487,12	+1729,15

Себестоимость основных видов продукции в ОАО «Приозерное» в 2003 г. значительно выше по сравнению с предыдущими годами. Так, себестоимость одного центнера зерна в 2003 г. выше чем в 2001 г. на 87,08 руб., молока — на 82,77 руб., привеса КРС — на 1729,15 руб. Это связано с тем, что возросли затраты на корма, электроэнергию, ГСМ.

Рентабельность характеризует доходность, прибыльность производства. Анализ показателей рентабельности позволяет руководителям и специалистам предприятий определять, какие виды продукции наиболее выгодны производить в хозяйстве, где заложены наибольшие возможности повышения доходности производства.

Таблица 1.7 Уровень рентабельности производства и реализации сельхозпродукции

Отрасль, вид продукции	Ед. измер.	2001 г.	2002 г.	2003 г.
Зерно:
— полная себестоимость	Тыс. руб.
— выручка	Тыс. руб.
— уровень рентабельности	%	75,6	27,7	;
Итого по продукции растениеводства:
— полная себестоимость	Тыс. руб.
— выручка	Тыс. руб.
— уровень рентабельности	%	110,9	27,4	;
Молоко:
— полная себестоимость	Тыс. руб.
— выручка	Тыс. руб.
— уровень рентабельности	%		30,7	48,2
КРС на забой:
— полная себестоимость	Тыс. руб.
— выручка	Тыс. руб.
— уровень окупаемости	Руб.	0,66	0,97	0,59
Итого по продукции животноводства:
— полная себестоимость	Тыс. руб.
— выручка	Тыс. руб.
— уровень рентабельности	%	22,6	13,1	21,0
Продукция прочих производств:
— полная себестоимость	Тыс. руб.
— выручка	Тыс. руб.
— уровень окупаемости	Руб.	0,95	0,95	0,86
Всего по хозяйству:
— полная себестоимость	Тыс. руб.
— выручка	Тыс. руб.
— уровень рентабельности	%	22,1	12,0	14,9

Из таблицы видно, что хозяйство в течение трех лет работает с прибылью. Но в 2003 г. прибыли получено меньше по сравнению с 2001 г. на 672 тыс. руб., потому рентабельность в целом по хозяйству снизилась на 7,2% и составила в 2003 г. — 14,9%. В основном для хозяйства рентабельна реализация молока. По годам она составляет: 2001 г. — 50%, 2002 г. — 30,7%, 2003 г. — 48,2%.

Объем производства продукции животноводства определяется двумя показателями: численностью животных и их продуктивностью. Численность скота определяется в физических единицах (головах), дифференцированно по видам. Средний годовой удой на фуражную дойную корову может быть исчислен двояко:

1. Делением общего надоя на среднегодовое число дойных коров данного стада;

2. Делением общего надоя на среднегрупповое число дойных коров.

Таблица 1.8 Поголовье, продуктивность, валовая продукция

Показатели	Ед. измер.	2001 г.	2002 г.	2003 г.	Отклонение, ± 2003 г. к 2001 г
Поголовье коров	голов				— 51
Надой на одну корову	кг				+ 549
Валовый надой	ц				+ 2633
Поголовье КРС (на откорм)	голов				+ 65
Привес	ц				— 150
Среднесуточный привес	грамм				— 81

Анализ таблицы показывает, что в 2003 г. надой на фуражную корову увеличился по сравнению с 2001 г. на 549 кг и достиг 4248 кг. Поголовье коров сократилось в 2003 г. на 51 голову, но валовый надой за счет увеличения продуктивности возрос на 2633 ц. Среднесуточный привес КРС в 2003 г. по сравнению с предыдущими годами снижается: к 2001 г. он ниже на 81 грамм, к 2002 г. — на 52 грамма, поэтому и уменьшается привес в 2003 г. на 150 ц. к 2001 г. и к 2002 г. — на 32 ц.

Таблица 1.9 Себестоимость одного центнера молока по элементам затрат

Статьи затрат	Ед. измер.	2001 г.	2002 г.	2003 г.	Отклонение, ± 2003 г. к 2001 г
Оплата труда с отчислениями	Руб.	15,8	30,2	30,1	+14,3
Корма	Руб.	45,4	73,7	99,1	+53,7
Содержание основных средств	Руб.	45,7	52,9	54,9	+9,2
Прочие затраты	Руб.	9,45	21,91	19,33	+9,88
Всего затрат	Руб.	116,35	178,71	203,43	+87,08

Рассматривая себестоимость одного центнера молока по элементам затрат видно, что в 2003 г. по всем статьям затрат идет увеличение: по оплате труда к 2001 г. на 14,3 руб., по кормам на 53,7 руб., содержание основных средств увеличилось на 9,2 руб., также возросли прочие затраты на 9,88 руб. В целом по хозяйству себестоимость одного центнера молока возросла на 87,08 руб.

Таблица 1.10 Уровень механизации и электрификации основных производственных процессов на ферме КРС

Вид технологического процесса	Уровень механизации, %	Уровень электрификации, %
Поение
Доение
Уборка навоза
Раздача кормов

Из таблицы 1.10 видно, что уровень механизации и электрификации производства в данном хозяйстве недостаточен. Так как помещения для крупного рогатого скота на сегодняшний день не отапливаются, уровень механизации системы кормораздачи — 50%, а электрификации — 0. это ведет к потерям выхода продукции до 15% и снижению доходов.

Таблица 1.11 Потребление электроэнергии предприятием

Показатели	Ед. измер.	2001 г.	2002 г.	2003 г.
Общее потребление электроэнергии хозяйством	кВт*ч/год
— в т. ч. на производственные нужды	кВт*ч/год
— прочие потребления	кВт*ч/год
Электровооруженность	кВт*ч/чел	46,96	46,15	47,54
Электрообеспеченность	кВт/S	130,33	126,50	126,80

Объем электрооборудования хозяйства за последние годы не пополняется. Длительное время не проводилось никакой модернизации технологических процессов. Эти причины в совокупности повлияли на эффективность и надежность работы всех электрических машин и оборудования.

2. ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КОТЕЛЬНОЙ

2.1 Описание технологического процесса Паровые котельные оборудуются только паровыми котлами и применяются в основном для выработки пара на технологические нужды, а в отдельных случаях при отсутствии водогрейных котлов требуемых типоразмеров и небольших жилищно-коммунальных нагрузках — для выработки горячей воды для систем теплоснабжения.

Принципиальная схема котельной с паровыми котлами, отпускающей пар на технологические нужды и горячую воду на теплоснабжение, показана на рис. 2.1.

Вырабатываемый в котлах 1 пар по паропроводам направляется к технологическим потребителям и в пароводяной теплообменник 4 для подогрева воды, циркулирующей в системе теплоснабжения. Конденсат от технологических потребителей и после пароводяного теплообменника поступает в деаэратор 9, для работы которого используется редуцированный пар от котлов. Для восполнения потерь конденсата в деаэратор с помощью подпиточного насоса 12 подается также подпиточная вода после химводоочистки 11. Из деаэратора вода подается питательным насосом 10 в котлы.

Циркуляция воды в системе теплоснабжения осуществляется с помощью сетевых насосов 6. Отпуск тепла на теплоснабжение регулируется путем изменения расхода пара с помощью регуляторов 3 в соответствии с требуемым температурным графиком. Подпитка воды в тепловую сеть производится подпиточным насосом 12 установленным после химводоочистки 11 на всасывание сетевого насоса.

Топливо, сгорая в топке, т. е. вступая в химическую реакцию с кислородом воздуха, образует горячие газы, которые с помощью тяговых устройств движутся по газоходам котельного агрегата, отдавая тепло поверхностям нагрева, охлаждаются и выбрасываются в окружающую среду.

Мощность и число паровых котлов определяется значением нагрузок по горячей воде и паровой нагрузки с учетом собственных нужд котельной.

Мощность котельных выбирается по расчетной максимальной тепловой нагрузке потребителей. При этом типоразмеры установленных котлоагрегатов должны быть такими, чтобы при выходе из строя наибольшего по производительности котла оставшиеся котлы обеспечивали максимальный отпуск тепла технологическим потребителям и требуемое для наиболее холодного месяца среднее количество тепла для нагрузок ЖКС.

Принципиальная схема котельной с паровыми котлами, отпускающей пар и горячую воду.

1-котлы; 2-распределительное устройство; 3-регулирующий клапан; 4 пароводяной теплообменник; 5-конденсатоотводчик; 6-сетевой насос; 7 фильтр; 8-регулятор подпитки; 9-деаэратор; 10-питательный насос; 11 аппарат химводоочистки; 12-подпиточный насос; 13-расширительный бак.

Рис. 2.1

На рисунке 2.2 показано оснащение устройствами безопасности парового котла, для режима 24- или 72-часовой эксплуатации без постоянного операторского надзора с двух позиционным регулированием уровня воды.

Рис 2.2 Оснащение устройствами безопасности

ABV — Вентиль продувки по солесодержанию (с ручной установкой).

ASV — Быстрозапорный продувочный вентиль с мембранным приводом.

D — Быстрозапорный продувочный вентиль с мембранным приводом.

DB — Ограничитель максимального давления.

DR — Регулятор давления.

ELV — Деаэрационный клапан.

HWB — Ограничитель наивысшего уровня воды.

LFE — Электрод для измерения электропроводности.

МА — Манометр.

MV — Управляющий клапан (трехходовой электромагнитный клапан).

Р — Насос питательной воды.

RV — Обратный клапан.

SF1 — Грязеловушка.

SF2 — Грязевой фильтр.

SIV — Предохранительный клапан.

SW — Вентиль питательной воды.

WB — Ограничитель уровня воды.

WR — Регулятор уровня воды.

WSA — Указатель уровня водя.

Х — Охладитель пробоотборника.

А — Шкаф автоматики фирмы Viessmann со схемой блокировки по превышению давления для эксплуатации без постоянного надзора.

2.2 Описание работы и технические характеристики технологического оборудования Основные элементы современной котельной установки — топка, котел, пароперегреватель, водяной экономайзер, воздухоподогреватель (в совокупности называемые котельным агрегатом), а также тягодутьевые и питательные устройства, оборудование топливоподачи.

Котел «Турбомат» представляет собой горизонтально расположенный цилиндрический барабан, внутри которого расположен внутренний цилиндр, передняя часть цилиндра является топкой. Перед топкой установлена горелка фирмы «VIESSMANN» оборудованная вентилятором с двигателем Р=5,5 КВт. В процессе регулирования нагрузки котла приходится изменять объем подаваемого воздуха, для этого вентилятор оборудован заборными жалюзями с шаговым электродвигателем типа SQM 10 (https:// , 26).

Дымовые газы из топки направляются к задней поворотной камере, затем по жаровым трубам второго хода поступают в переднюю поворотную камеру и через жаровые трубы третьего хода — в сборный газоход. Проходя внутри труб горячие дымовые газы, отдают тепло металлическим стенкам, которые снаружи омываются водой. За счет испарения вода превращается в пар.

Для поддержания постоянного уровня питательной воды в котле установлены два подпиточных насоса фирмы «GRINFOSE», типа CR4−160/ 14 °F , мощностью Р=3 кВт.

Непрерывно поступающие в котел с питательной водой соли и образующийся в котловой воде шлам скапливаются в водяном объеме котла. Чтобы соли не накапливались в котловой воде, часть воды из котла непрерывно отводят (для этого в нижней части котла установлен электроклапан), одновременно добавляют питательную воду с меньшим солесодержанием. Этот процесс называют непрерывной продувкой.

Котел оснащен автоматическим устройством продувки по солесодержанию. Клапан удаления соли служит в комбинации с регулятором удаления соли и токопроводящим электродом для непрерывного отвода солей из котла.

На регуляторе обессоливания установлено заданное значение электропроводности. При изменении электропроводности котловой воды от заданного значения сервопривод LGR 16−5 клапана получает управляющий импульс от регулятора обессоливания на закрытие — открытие.

Полученные в топке газы, пройдя газоходы пароперегревателя и котла, обычно имеют высокую температуру (около 300−450°С), поэтому их невыгодно выбрасывать в дымовую трубу. Для повышения экономичности установки за котлом устанавливают дополнительные поверхности нагрева: экономайзер, подогревающий воду, идущую на питание котла.

Водяной пар, направляемый из котельной для использования в системах отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, а также и в производственных аппаратах превращается в конденсат, который в своей большей части возвращается в котельную. Конденсат по существу представляет собой дистиллированную воду, почти без примесей. Однако в ней могут быть растворены кислород воздуха и углекислота, вызывающие коррозию (ржавление) отдельных элементов котельной установки, поэтому конденсат перед питательным баком предварительно пропускают через деаэратор. При эксплуатации систем теплоснабжения, чтобы снизить тепловые потери, необходимо возвращать, возможно, больше конденсата.

Принципиальная схема деаэрационно-питательной установки.

В конденсатный бак. Умягченная вода от химводоочистки Рис 2.3

Питательная вода для котельного агрегата берется из различных источников водоснабжения. Вода содержит соли, которые при нагревании и испарении отлагаются на стенках котла в виде накипи. Накипь затрудняет теплоотдачу, а в трубах, расположенных в топочном пространстве, вызывает перегрев стенки. Чтобы это не происходило, вода обрабатывается в специальных фильтрах, пропускается через деаэратор рис. 2.3, а затем сливается в совмещенный с деаэратором питательный бак. Из питательного бака вода при помощи насоса нагнетается через экономайзер в котел. Подача воды регулируется автоматически так, чтобы уровень питательной воды находился в пределах водоуказательного стекла.

Таблица2.1.Экспликация оборудования деаэрационно-питательной установки

№	Наименование	Ед. изм.	Кол-во	Примечание
		шт.
	Колонка деаэратора	-;		Производительность
	(дегазатор)			20 м.куб/ч
	Емкость питательной
	воды.	__		Объем 10 м. куб/ч.
	Дозирующий насос	__		Тип GP-6/30S 1−5,5л/час
				с аварийным реле
				Тип Grinfosе
	Конденсатный насос	-;		CR4−160/14F
				ЗкВт.

Вода, подлежащая дегазации, подводится на распределительную тарелку дегазатора. В дегазаторе происходит подогрев воды до температуры, близкой к температуре насыщения, удаление основной массы газов и конденсация большей части пара. Процесс дегазации завершается в емкости питательной воды, где осуществляется подогрев воды до температуры насыщения с незначительной конденсацией пара и удаления микроколичеств газа.

Для защиты установки от избыточного внутреннего давления предусмотрен предохранительный контур, который срабатывает при 0,7 бар избыточного давления. Для защиты от вакуума на питательной емкости установлен обратный клапан — вакуумная дробилка.

Питательный бак оборудован встроенным термометром, с помощью которого возможно контролировать правильную температуру воды. Для контроля избыточного давления на деаэрационной колонке установлен манометр.

2.3 Расчет вентиляционно-отопительного режима котельного цеха Цех имеет четыре паровых котла «Турбомат», работающих на газообразном топливе. Такие паровые котлы требуют огромного количества воздуха, неорганизованный подвод которого невозможен, а компоновка современных газо-воздушных трактов, приспособленная к нуждам парового котла настолько сложна, что для транспортировки по ним агента применяются высоконапорные вентиляторы. В результате сложности подачи воздуха по трактам котлов, необходимо, для снижения сопротивления, подводить воздух к горелкам не принудительно, используя канальные системы, а естественным путем из помещения. Вот почему так важно забирать свежий воздух в большом количестве из помещения котельного цеха (15 600 м ³ /ч) и подавать его к горелкам по своим газо-воздушным трактам. А также в зависимости от климатических условий вентиляторы должны быть защищены от атмосферных осадков, поэтому они должны находится в закрытом помещении на высоте не более 5−6 метров, для обеспечения возможности ремонта, замены оборудования и отдельных его элементов.

Выбор способа поддержания необходимых параметров воздушной среды в помещении определяется многими факторами: режимом работы, характером выделяющихся вредностей, количеством и расположением рабочих мест, оборудованием и др. Для таких условий наиболее приемлемым способом является приточно-вытяжная система вентиляции с механическим побуждением, Количество тепла необходимое для нагревания 15 600 м ³ /ч — требуемый объем воздуха для вентиляторов четырех горелок котлов, вдуваемого с улицы в помещение котельной можно определить по формуле:

Q=VС’р (t ₀ -t_n ); (2.1.)

Q=15600l, 3(-3+34)=174,6 кВт.

где V-объем воздуха, м ³ -15 600;

• С’ртеплоемкость воздуха-1.3 кДж/м ³ .гр.;

t ₀ -температура нагрева наружного воздуха,(-34 до -3°С);

t _n — температура наружного воздуха, (-32°С).

Количество тепла выделяемое котлами в помещение определяется по формуле:

Q _к =nkF (t_ст -t_в ) (2.2.)

Q _к =40,6990(40−12)=6955BT? 7 кВт.

где t _ст -температура стенки котла, (-40°С);

• n-количество котлов, 4шт;

kкоэффициент теплопередачи от поверхности котла в воздух-0,69 Вт/м ² гр.;

Fплощадь поверхности котла, 90 м ² ;

t _в -температура воздуха в помещении, 12 °C.

Из расчета видно, что основной показатель — тепло необходимое для подогрева воздуха идущего в помещение, определяется по формуле:

Q _от =Q — Q_к (2.3.)

Q _от =174.6 — 7=167,6 кВт.

На все здание котельного цеха требуется подавать тепло равное:

Q=Vg ₀ (t_в — t_п )a (2.4.)

Q=(31,513,57)0,7(12+34)0,9=86,3Bт где V-объем здания м ³ ;

g ₀ — удельная относительная характеристика здания, табличные данные 0.7;

• апоправочный коэффициент, табличные данные — 09;

Избыточное тепло в здании котельной составляет:

Q _изб =167,6 — 86,3 = 81,3 кВт.

Это избыточное тепло требуется, так как к каждой горелке котла необходимо подавать воздух со скоростью 1,1 м ³ /с и температурой 12 °C, а это дополнительные затраты.

Требуемое количество воздуха в помещении котельной, можно поддерживать путем нагнетания в помещениях чистого вентилируемого воздуха с необходимыми температурно-влажностными параметрами. Схема приточной вентиляционной системы показана на рис. 2.4.

Схема механической приточной вентиляции.

1-воздухоприемное устройство; 2-фильтр; 3-оборудование для тепловлажностной обработки приточного воздуха (калорифер, кондиционер);

4-вентилятор; 5-шумоглушитель; 6-воздухоотвод;

• Рис 2.4

Находим диаметры воздуховодов

D _приточ =((4д)/(хр)) (2.5)

D _приточ =((41,08)/(3,1410))=0,37 м

D _{вытяжки} =D_приточ ? (2.6)

D _{вытяжки} =0,372/3=0,25 м где х — скорость движения воздуха 10−20 м/с.

Для выбора вентилятора необходимо провести расчет сопротивлений по схемам, показанным на рис 2.4.

Потери на трении местных сопротивлений приточной системы.

RL= (лх ² сL)/ (2d) (2.7)

RL= (0,0210 ² 1,35)/ (0,372) =17,56 Па

Z=о (х ² с)/2 (2.8)

Z= (14,710 ² 1,3)/2=955,5 Па

H=RL+Z (2.9)

Н=17,56+955.5=973 Па где л — коэффициент шероховатости труб;

• d — диаметр трубопровода;
• с — плотность воздуха при 12,5°С.

Разделим участки движения воздуха прописными буквами (получилось 6-участков).

И результаты расчета снесем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 Результаты расчета приточной вентиляции

№ участка	Расход воздуха V, м 3 /c	Длина участка L, м	Скорость воздуха х, м/с	Диаметр воздуховода D, м	Удельные потери давлен. RL, м	Коэф места сопр. о	Потери давления в местн. сопр. Z, Пa	Н сопротивл. Па
А	1,08			0,37	17,56	3,5	955,5
Б	1,08			0,37		3,5
В	1,08			0,37		2,2
Г	1,08			0,37		0,5
Д	1,08			0,37		1.5
Е	1,08			0,37		3,5

Выбор вентиляторов производим по номограммам из литературы;

• с расходом воздуха на один вентилятор 15 600/4==3 900 м ³ /ч.

• с потерями 973 Па.

Из номограммы выбираем вентилятор Е5.105−2 с двигателем N _у =2,2 кВт, n=1435 об/мин., х=39 м/с.

Выбираем двигатель 4A90L4У3 из справочной литературы. N _у =2,2 кВт, n=1500 об/мин.

Таким образом, в результате расчетов получили: активное вентилирование в котельном цехе осуществляется четырьмя вентиляторами.

Расчет и выбор отопительных установок Температура выходящего из калорифера воздуха, определяется по формуле :

t _пв =(Q_изб / С’рV_в 10³ )+t_н (2.10)

где С’р — теплоемкость воздуха -1.3 кДж/м ³ .гр;

Q _изб — мощность отопительных приборов 20,3 кВт;

V _в — объем воздуха проходящего через вентилятор 3900 м³ /ч.

t _пв =(20 300/1,33 900)-34=-30°С.

Получается отрицательной, для этого необходимо определить количество воздуха, проходящего через калорифер, при известной отопительных приборов и принимаемой температуре воздуха, выходящего из калорифера.

Количество воздуха, пропускаемого через калорифер:

V _к =Q_оп /С_р (t_к -t_н ), м³ /с, (2.11)

где t _к — температура воздуха после калорифера,

V _к =20,3/1,3(10+34)=0,356 м³ /с.

Живое сечение калорифера для прохода воздуха:

F _к = V_к с/V_с , м² , (2.12)

Где с — плотность воздуха — 1,3 кг/м ³ ;

V _с — для оребренных калориферов принимается — 3… 5 кг/м² c;

F _к =0,3561,3/3=0,154 м² .

По живому сечению подбирается калорифер марки: КП46-СК-01АУЗ у которого:

• площадь поверхности теплообмена со стороны воздуха f=17,42 м ² ;

• длина теплопередающей трубки L=0,53 м.

2.4 Расчет электроприводов Расчет подъемного механизма тельфера в повторно-кратковременном режиме Нагрузочная диаграмма Расчет произведем для подъемного механизма тельфера. Нагрузочная диаграмма показывает зависимости момента сопротивления, мощности сопротивлений и угловой скорости рабочей машины от времени и отражает характер и режим работы электропривода.

Для определения режима работы механизма подъема необходимо установить продолжительность действия соответствующих усилий и мощностей.

В данном случае полный цикл перемещения груза состоит из следующих операций: подъем груза, после чего происходит его перемещение в заданную точку; опускание груза; подъем лебедки; возвращение кран — балки в исходное положение и опускание захватывающего устройства в режиме сверх синхронного торможения.

Для данного цикла нагрузочная диаграмма будет выглядеть следующим образом (см. рис. 2.5.).

Полная нагрузочная диаграмма механизма подъема.

tl — время опускания лебедки в режиме сверх синхронного торможения;

• t2 — время в течение которого происходит захват груза;
• t3 — время натягивания лебедки;
• t4 — время подъема груза;
• t5 — время передвижения груза в заданную точку;
• t6 — время опускания груза;
• t7 — время возвращения балки в исходное положение;
• Рис. 2.5

Для данного расчета берем упрощенную нагрузочную диаграмму.

Время подъема и опускания груза с постоянной нагрузкой:

t _p =Hх_г (2.13)

где Н — высота подъема груза, м;

х _г — скорость подъема груза, м/с.

t _p =8/0,17=47 с Определяем время паузы:

t _п =t_ц -t_p , (2.14)

где t _ц — время продолжительности цикла 258 секунд;

t _п =258-(247)=164 с.

По расчетным данным строим нагрузочную диаграмму подъемного механизма (рис. 2.6.)

Определяем продолжительность включения:

E=t _p / t_ц

Е=94/258=0,36 с.

Вывод: Из нагрузочной диаграммы следует, что привод механизма подъема, работает в повторно — кратковременном режиме. Механизм подъема и передвижения снабжены конечными выключателями. Подъемные механизмы должны быть снабжены автоматическими тормозами закрытого типа, действующими при отключении питания.

Выбор двигателя

Двигатель выбирается из условий:

2. По способу защиты от окружающей среды;

3. По частоте вращения;

4. По роду тока и напряжения;

5. Для какого режима;

6. По мощности Р _дв ?Р_потр ;

7. По конструктивному исполнению и способу монтажа.

Исходя из вышеперечисленных условий выбираем асинхронный электродвигатель с коротко — замкнутым ротором. Двигатель выбирается для повторно — кратковременного режима. Р _дв ? Р_потр

Зададимся Р _потр = 1,58 кВт.

Выбираем двигатель: АИРС 90L6.

Р=1,7кВт; n ₀ =1000 об/мин.; з=71%; S_н =10; cosц=0.72; m=19 кг; I_п /I_н =6,0; M₀ /М_н =2,0; М_мах /М_н =2,2; М_min /М_н =1,6;

1,7кВт > 1,58кВт условие выполняется.

Данный выбранный двигатель необходимо проверить по нагреву. По условиям трогания и по перегрузке проверять двигатель не целесообразно, т.к. момент трогания незначительный по сравнению с моментом при номинальной частоте вращения. Чтобы проверить выбранный двигатель по нагреву необходимо определить время пуска при подъеме и опускании груза. Для этого строим пусковую диаграмму графоаналитическим способом.

Пусковая диаграмма для двигателя подъемного механизм Механическую характеристику строим по 5 характерным точкам:

1. щ=щ _о М=0

щ _о =рЧn_o /30=3,14Ч1000/30=104,7 рад/с

2. щ = щ _н = щ₀ (1-S_н )=104,7(1−0,1)=94,2рад/с

M=M _н =P_н Ч10³ /щ_н =l, 7Ч10³ /94,2=18 Нм

3. щ _К = щ₀ (l-S_K )=104,7(l-0,41)=61,8 рад/с

S _к =S_н (m_max +m² _max -l)=0,lЧ (2,2+2,2² -l)=0,41

М _max = m_max ЧМн=2,2Ч18=39,6 (Нм)

4. щ _min =щ₀ (1-S_min )=104,7(1−6/7)=14,96рад/с

M _min =m_min ЧM_н =l, 6Чl8=28,8 Нм

5. щ _п =0 М_п =m_п ЧМ_н =2Ч18=36 Нм щ_п = щ₀ (1+Sн)=104,7(1+0,1)=115,2 рад/с Электромеханическая характеристика строится по 4 точкам:

1. щ ₀ =104,7 рад/с

I _н =P_н Ч10³ /(3)ЧU_н Чз_н Чcosц=l700/(3)Ч380Ч0,71Ч0,72=5,1A

I ₀ =I_н (sinц_н -соsц_н /2m_max )=5.1Ч (0.69−0.72/2Ч2.2)=2.7 A

2. щ _н =94,2 рад/с I_н =5,1 А

3. щ= щ _к =61,8 рад/с

I _к =(0,7…0,8)I_п I_п =К_i ЧI_н =6,0Ч5,1=30,6 А

I _к =0,75Ч30,6=23 А

4. щ=0 I _п =30,6А По расчетным данным строим пусковую диаграмму двигателя механизма подъема для подъема и опускания.

Определим приведенный момент инерции подъемного механизма:

J _п.п. =J_дв +J_{pe д} +J_{г p} (2.15)

J _дв =0,073 кгЧм² — момент инерции двигателя.

J _{pe д} =0,2ЧJ_дв кгЧм² — момент инерции редуктора.

J _гр =0,0263 кгЧм² — момент инерции груза.

J _п.п =0,073+0,2Ч0,073+0,0263=0,9 023 кгЧм²

Задаемся масштабами:

М _м =5 Нм/см m_щ =10 рад/с/см m_j =0,01 кгм²

m _t =m_j Чm_х /m_н =0,01Ч10/5=0,02с/см Рассчитываем время разгона графоаналитическим способом при подъеме груза:

На 1 участке: Дtl=J _п.п. ЧДщl/M_{дин. cp .1} =0,9 023Ч15/14=0,097 с На 2 участке: Дt2=J_п.п. ЧДщ2/М_{дин.ср.2} =0,9 023Ч15/13,6=0,1 с На 3 участке: Дt3=J_п.п. ЧДщ3/М_{дин.ср.3} =0,9 023Ч15/17,5=0,077 с На 4 участке: Дt4=J_п.п. ЧДщ4/М_{дин.ср.4} =0,9 023Ч15/20,8=0,065 с На 5 участке: Дt5=J_п.п. ЧДщ5/М_{дин.ср.5} =0,9 023Ч15/20=0,068 с

Ha 6 yчacткe: Дt6=J _п.п. ЧДщ6/М_{дин.ср.6} =0.9 023Ч15/10,7^: =0,126c

На 7 участке: Дt7=J _п.п. ЧДщ7/М_{дин.ср.7} =0,9 023Ч15/2,5=0,127 с Общее время пуска при подъеме груза:

t _п =Дt=0,096+0,1+0,077+0,065+0,068+0,126+0,127=0,75 с Рассчитываем время разгона графоаналитическим способом при опускании груза:

На 1 участке: Дtl=J _о.п. ЧДщ1/М_{дин.ср.1} =0,9 023Ч15/47,5=0,028 с На 2 участке: Дt2=J_о.п. ЧДщ2/М_{дин.ср.2} =0,9 023Ч15/45,5=0,03 с На 3 участке: Дt3=J_о.п. ЧДщ3/М_{дин.ср.3} =0,9 023Ч15/49,2⁼ 0,028 с На 4 участке: Дt4=J_о.п. ЧДщ4/М_{дин.ср.4} =0,9 023Ч15/56,1=0,024 с На 5 участке: Дt5=J_о.п. ЧДщ5/М_{дин.ср.5} =0,9 023Ч15/52=0,026 с На 6 участке: Дt6=J_о.п. ЧДщ6/М_{дин.ср.6} =0,9 023Ч15/42=0,032 с На 7 участке: Дt7=J_о.п. ЧДщ7/М_{дин.ср.7} =0,9 023Ч15/28,5=0,047 с На 8 участке: Дt8=J_о.п. ЧДщ8/М_{дин.ср.8} =0,9 023Ч15/7,5=0,096 с Общее время пуска при опускании груза:

t _п =Дt =0,028+0,03+0,028+0,024+0,026+0,032+0,047+0,096=0.311с

Определяем эквивалентный ток во время пуска, по пусковой диаграмме, для двигателя подъемного механизма при подъеме.

I _{э . п . п} =((I_l ² ЧДt_l +I₂ ² ЧДt₂ +I₃ ² ЧДt₃ +I₄ ² ЧДt₄ )/t_{п yc к} ) (2.16)

I _э.п.п. =((29,2² Ч0,097+27² Ч0,242+20² Ч0,068+10,7² Ч0,126+5,5² Ч0,217)/0,75=20,2А Определяем эквивалентный ток во время пуска, по пусковой диаграмме, для двигателя подъемного механизма при опускании:

I _{э . п . о .} = ((I_l ² ЧДt_l +I₂ ² ЧДt₂ +I₃ ² ЧДt₃ +I₄ ² ЧДt₄ )/t_{п yc к} ) (2.17)

I _э.п.о. =((28,5² *0,058+25,66² *0,052+20,66² *0,026+10,33² *0,032+4,66² *0,047+ +42*0,096)/0,311=17,8А По расчетным данным строим нагрузочную диаграмму подъемного механизма, учитывая пусковые токи за время пуска (рис 2.7).

Из нагрузочной диаграммы определяем эквивалентный рабочий ток:

I _{э. p} =((I_э.п.п ² *t_п.п +I_p ² *Дt_{p .п} +I_э.п.о ² *t_{п. o} +I_p ² *t_{p .п} )/t_p ) (2.18)

I _э.p =((20,2² *0,075+4,5² *46,25+17,8² *0,311+4,1² *46,689)/94) =4,76А Условие выбора электродвигателя по нагреву:

I _д.ест. => I_э.p (Е_расч /Е _ст. ) (2.19)

I _э.p (Е_расч /Е _ст. )=4,76(0,36/0.4)=4,ЗА

5,1 А>4,3 А условие выполняется.

Данный двигатель проходит по нагреву. Окончательно выбираем двигатель АИРС90L6.

Расчет электропривода в длительном режиме Из расчета вентиляции нами выбран двигатель 4A90L4У3:

• Р=2,2кВт;
• n ₀ =1500 об/мин.;
• з=80%;
• S_н =5,1;
• соsц=0,83;
• m=29 кг;
• I_п /I_н =6,0;

М ₀ /М_н =2,0; M_max /M_н =2,4; М_min /М_н =1,6; Sк=33.

Данный выбранный двигатель необходимо проверить по нагреву.

Механическая характеристика вентилятора представляет такой вид:

М _с =М₀ +(М_с.ном. -М_о )*(щ/щ_ном )² (2.20)

где М _о =0,15 М с.ном. — момент сопротивления вентилятора, не зависящий от скорости Нм;

М _с.ном =Р_в /щ_н (2.21)

М _с.ном — номинальный момент вентилятора приведенный к валу электродвигателя, Вт;

Р _в =0,8*Р_н.дв. (2.22)

щ _н — номинальная угловая скорость двигателя, рад/с;

щ _н =2рn_п /60 (2.23)

щ _н =2*3,14* 1500/60=157 рад/с.

где n _п — номинальная частота вращения, об/мин.

щ — текущее значение угловой скорости электродвигателя, рад/с.

М _с.ном. =0,8*2,2/157=11,21 Нм М₀ =0,2*М _с.ном. (2.24)

М ₀ =0,2*11,21=2.24 Нм Таблица 2.3

М с , Нм	2,24	2,42	3,55	4,28	7,38	7,65	11,21
щ, рад/с		22,4

Выбранный двигатель проверяем по перегрузочной способности.

Р _н ?(М_{с. ma х.} *щ_н )/m_кр *б (2.25)

где m _кр — кратность критического момента электродвигателя;

• б — коэффициент, учитывающий возможное снижение напряжения на 10%.

б=(1-ДU) ² =(1−0,1)² =0,8

2,2?11,21*157/2,6*0,8=846 Bт

2,2кВт>0.846кВт Условие выбора по проверке выполняется, выбранный ранее нами двигатель нас устраивает.

Механическую характеристику строим по 5 характерным точкам:

1. щ=щ ₀ М=0

щ ₀ =р*n₀ /30=3,14*1500/30=157 рад/с щ=щ_н =щ₀ (l-S_н )=157(l-0,051)=148,9 рад/с

M=M _н =P_н *10³ /щ_н =2,2*10³ /148,9=14,7Hм

3. щ _к =щ₀ (1-S_к )=157(1−0,22)=122,4 рад/с

S _к =S_н (m_{m аx} +m² _mаx -l)=0,051 *(2,4+2,4² -1)=0.22

М _max =m_max *М_н =2,4*14,7=35.3 Нм

4. щ _min =щ₀ (l-S_{mi n} )=157(l-6/7)=22,4 рад/с М_min =m_min *М_н =1,6*14,7=23,52 Нм

5. щ _п =0 М_п =m_п *М_н =2*14,7=29,4Нм щ_п =щ₀ (1+S_н )=157(1+0,051)=165 рад/с

Электромеханическая характеристика строится по 4 точкам:

1. щ ₀ =157рад/с

I _н =P_н *10³ /(3)*U_н *з_н *cosц=2200/(3)*380*0,8*0,83=5,03A

I ₀ =I_н (sinц_н -соsц_н / 2m_{m ах} )=5,03*(0,69−0,83/2*2,4)=2,6 А

2. щ _н =148,9 рад/с I_н =5,03А