2014-02-09
213Особенности выбора основного оборудования и схемы управления.
Пример 7.2.
Пример 7.1.
Рассчитать и выбрать ЭД к центробежному насосу.
Дано. Объем резервуара на рис.7.2. - 60 м3, необходимо заполнить резервуар за 3 часа. Нвс = 3 м, Нн= 12 м, Нб = 12 м. Всасывающий патрубок выполнен с фильтрующей сеткой. ℓ2 = 800м, пн =2900 об/мин
1. Выполним технологическую схему.
Рис.7.2.
2. Определить производительность насоса
3. По таблице 3 выбираем
4. Сечение всасывающего и напорного трубопровода:
Выбираем трубопровод: на всос - ДУ – 90 d=0,093 м
на напор – ДУ – 80. d=0,08 м
5. Находим напор (статический)
6. 
Находим гидравлические потери на всосе
Находим
μ = 0,105∙10-2 ПА∙С – динамическая постоянная
7. Находим гидравлические потери на напоре
 |
8. Находим полный напор
9. Находим мощность на валу ЭД
10. По каталогу выбираем ЭД с КЗР 4А100S, Nном = 4 кВт, n0 = 3000 об/мин.
Дано. Система охлаждения индукционных печей ИТП 1 ИТП 2, мощностью
Напряжение сети 750 В.
 |
Рим.7.3. Система охлаждения индукторов тигельных индукционных печей ИТП1 и ИТП2.
Длина трубопроводов охлаждения согласно технологической схеме рис. 7.3 
Температура на входе ВВХ t1= 700C, на выходе t1= 300C.
Рассчитать и выбрать ЭД к центробежному насосу замкнутой системы охлаждения.
Основные расчеты.
1. Определяем производительность центробежного насоса:
2. Выбираем скорость воды на всосе и напоре ЦН из таблицы 7.4.
vвс = 0,8 м/с; vн = 1,1 м/с.
3. Рассчитываем сечение всасывающего и нагнетательного трубопроводов и выбираем стандартные трубы из таблицы 7.5.
Выбираем из таблицы трубу на всосе ДУ – 50; d=53мм
на напоре ДУ – 40; 
d=41мм
4. Рассчитываем скорость воды на всосе и нагнетании, с учетом стандартных сечений трубопроводов
5. Определяем активное сопротивление индукторов обоих печей, предварительно задавшись максимальным j=8 A/мм2
6. Сечение меди индукторов
Удельное сопротивление проводниковой меди принимаем ρ=0,02 Ом мм2/м; (ρ чистой меди = 0,0175 Ом мм2/м)
7. Определяем длину индукторов
Из формулы 
8. Определяем сечение нагнетающего патрубка каждого индуктора, средняя скорость истечения воды в каждом будет:
Количество охлаждающей воды, необходимое на первый индуктор
на второй индуктор
Сечение водяного канала первого индуктора
9. Сравнивая сечение и длину водяных каналов индукторов, определяем, что большим гидравлическим сопротивлением обладает индуктор ИТП 2 Sи2 = 0,77 ∙ 10-3 м2, 
ℓ2 = 932.
10. Находим гидравлическое сопротивление индуктора ИТП 2:
Sи2 = 0,77 ∙ 10-3 м2, d2и = 0,03м
- местное сопротивление выбираем равным 10.
11. Находим гидравлические потери в основном трубопроводе. Уточненные vвс = 0,61 м/с, vн=1,02м/с.
12. Полный напор, развиваемый насосом
Н=Δhн+ Δhвс+ Δh2и=1,29+0,73+27=29,02 м=290,2 кПА
13. Мощность на валу ЭД
k3 – выбираем 1,5; NЭД=РЭД∙∙ k3=1,345∙1,5=2,02 квт
14. Выбираем АД серии 4АХ 80 в2У3 Nн = 2,2 квт; пн = 2850 об/мин; ηн =0,83; cosφ=0,87; Iн = 4,6 А; Iп / Iн = 6,5; Ммакс / Мн = 2,2; Ммин / Мн = 1,2; Мпуск / Мн = 2,0
7.3.1. Тип приводного ЭД выбирают в зависимости от типа насоса и рода тока (переменный или постоянный, от величины напряжения питающей сети).
В зависимости от мощности ЭД выбирают напряжение питания 380В, либо 6 – 10 кВ, трехфазное, частотой 50ьГц. ЭД используют либо АД с к.з. ротором, либо синхронные.
Регулирование подачи вручную изменением подачи либо на всосе, либо на напоре насоса. Возможно регулирование подачи переключением обмоток статора (например, регулирование расхода в системах циркуляции теплоносителя АЭС).
При выборе способа пуска ЭД следует принимать во внимание статические и динамические моменты. Например, у поршневого насоса момент пуска равен Мном. Это объясняется непосредственным вытеснением жидкости в трубопровод в начале запуска, а также значительным трением в поршневой группе и приводе клапанов.
Для обеспечения плавности подачи жидкости в поршневых насосах используют маховики, а это в свою очередь вызывает возникновение большого динамического момента. В результате начальный пусковой момент может быть даже больше номинального.
Если учесть возможности снижения напряжения в питающей сети на 10% от номинального, то необходимый пусковой момент может составить около 1,5 – 2 от номинального пускового момента.
Условия запуска ЭД центробежного насоса намного легче.
Мощность РЭД выбирают по каталогу в соответствии с расчетом и заданным исполнением. ЭД насосов как правило работают во влажной среде и исполнение ЭД выбирают защищенное.
И еще одна особенность в выборе ЭД. Так как частота вращения ЭД по каталогу дается с точностью до ±5%, то в самом неблагоприятном случае (когда действительная частота вращения выбранного ЭД окажется на 5% больше расчетной) мощность потребляемая ЦН вырастет на 16%.
Поскольку ЭД насоса работает длительно, указанные перегрузки могут вызвать недопустимый его нагрев. Поэтому каталожную мощность ЭД для ЦН ЦН выбирают с учетом (16 – 20%) увеличения мощности. Если скорость вращения регулируется изменением сопротивления в цепи якоря или ротора, мощность ЭД выбирают также, как и для нерегулируемого ЭД.
Центробежные насосы водоканализационных перекачивающих станций выполняют многоступенчатыми, т.е. обладающими большим маховым моментом.
ЭД переменного тока при пуске таких насосов следует выбирать в зависимости не только от номинальной мощности, но и от условий пуска.
В ряде случаев продолжительность запуска может быть настолько велика, что возникает опасность перегрева ЭД. Перегрузка вызванная затяжным запуском, действует кратковременно, поэтому процессом теплоотдачи можно пренебречь. Тогда перегрев ЭД можно определить по формуле:
jн – номинальная плотность тока, А/мм2 (принимают 4 – 5 А/мм2);
ki – кратность пускового тока;
τз – время разгона ЭД.
7.3.2. Разработка схем управления насосами.
В большинстве насосных установок надежность работы обеспечивается не только резервом электропитания, но и технологическим резервом (т.е. установкой резервного насоса).
А в системах жизнеобеспечения населения (водообеспечение, канализация и т.п.)установка резервных насосов обязательна. Схема управления предусматривает автоматический запуск резервного насоса при аварийной остановке основного, либо при снижении давления в напорном трубопроводе ниже нормального. Должна быть выполнена сигнализация работы основных и резервных насосов, сигнализация аварийного состояния основных насосов. Автоматику перехода на резервное питание выполняют по мере необходимости и важности технологического процесса.
В системах водоснабжения большой производительности задвижки на напорных трубопроводах должны иметь электрический привод и сигнализацию положения.
Управление промышленным водоснабжением выполняется как местным, так и дистанционным.
В системах осушения резервуаров, цистерн, колодцев и т.п. устанавливают сигнализаторы уровня, обеспечивающие автоматический запуск и остановку насоса осушения.
Электрическая защита ЭД как правило выполняется от перегрузки и от токов к.з., а также выполняется защита от повторного автоматического запуска насосов при кратковременном обесточивании станции управления.
Силовая часть схемы на рис. 7.4 не показана. На схеме КМ1, КМ2 – пускатели основного и резервного ЦН; К1 – реле защиты от повторного автоматического запуска насосов при кратковременном обесточивании схемы; S2 – кнопка пуска насоса №1; S3 – переключатель режимов «ручное – 0 – автомат»; F1, F2 – тепловые реле защиты ЭД; Н1, Н2 – сигнализация работы насосов №1 и №2; Н3 – «аварийная остановка» обоих насосов; ЗВ – звонок.
Рис. 7.4. Станция управления насосами
Замкнутой системы охлаждения.
Работа схемы.
При нажатии S2 включается К1 и КМ1 – в работе ЦН №1. Ключ S3 переводится в положение «автомат». При остановке насоса ЦН №1 автоматически пускается ЦН №2 (резервный насос).
Если останавливается и резервный ЦЕ №2, выпадает сигнал Н3 «Авария» и звонит звонок. Нажатием кнопки S1 схема обесточивается.
На тепловых узлах, на водонасосных, на котельных питательные насосы работают, как правило, два, а третий резервный, пускается при остановке любого из них.
В схемах управления насосами широко используются датчики давления в напорном трубопроводе, датчики протока воды, температурные сигнализаторы и пр.
Для этой цели служат электроконтактные манометры, дифференциальные реле давления, температурные реле давления, манометрические реле давление и др. приборы измерения и контроля.
Учебные и воспитательные цели: знать основные уравнения плоскости в пространстве и их расположение
Учебные вопросы занятия:
1. Уравнение поверхности в пространстве. – 10 мин.
2. Уравнение плоскости, проходящей через данную точку. - 15 мин.
3. Общее уравнение плоскости и его исследование –15 мин.
4. Уравнение плоскости в отрезках. –10 мин.
5. Уравнение плоскости, проходящей через три данные точки - 15 мин.
6. Угол между двумя плоскостями. Условия параллельности и перпендикулярности.– 15 мин
