K004428 Дипломная работа Характеристика среды производственных площадей, категории надежности электроснабжения

3400 руб. 1890 руб.

В корзину

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………...5

1 Характеристика объекта проектирования……………………………………..8

1.1 Характеристика технологического процесса проектируемого объекта…………………………………………………………………….……….8

1.2 Характеристика среды производственных площадей, категории надежности электроснабжения…………………………………………………11

2 Электротехнический раздел…………………………………………………..12

2.1 Расчет электрических нагрузок по предприятию………………………….12

2.2 Картограмма нагрузок и определения центров электрических нагрузок…………………………………………………………………………..13

2.3 Выбор схемы внешнего электроснабжения………………………………..14

2.4 Выбор трансформаторов на ГПП…………………………………………14

2.5 Выбор сечения воздушной линии питающего предприятие………….......15

2.6 Расчет количества и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях……………………………………………………………………...16

2.7 Выбор схемы межцеховой сети……………………………………………..20

2.8 Выбор сечения кабеля распределительной сети. Выбор способа канализации………………………………………………………………………21

2.9 Технико-экономическое сравнение………………………………………...26

2.10 Расчет токов короткого замыкания……………………………………......27

2.10 Выбор и проверка аппаратуры и токоведущих частей…………………..30

2.11 Ведомость электрических нагрузок ремонтного цеха…………………...37

2.12 Выбор электродвигателя…………………………...………………………43

2.13 Выбор и проверка электрических аппаратов…………………………….45

2.14 Расчет освещения ремонтного цеха……………………………………….53

3 Электрический привод………………………………………………………...57

3.1 Назначение и характеристика электрооборудования вертикально-фрезерного станка……………………………………………………………….57

3.2. Принципиальная схема управления вертикально-фрезерного станка и порядок ее работы……………………………………………………………….62

3.3. Расчет мощности и выбор электродвигателей…………………………….63

3.4. Выбор электрических аппаратов и элементов электрической схемы управления……………………………………………………………………….65

3.5. Расчет и выбор аппаратов защиты…………………………………………75

3.6 Расчет трансформатора цепей управления………………………………...76

3.7. Расчет и выбор проводов и кабелей………………………………………..80

4 Охрана труда…………………………………………………………………...82

4.1 Общая характеристика проектируемого объекта………………………….82

4.2 Электробезопасность………………………………………………………..83

4.3 Расчет заземляющего устройства подстанции…………………………….92

4.4 Пожарная безопасность……………………………………………………..95

4.5 Охрана окружающей среды…………………………………….......97

5 Способы прокладки кабеля в лотках…………………………………………98

Заключение……………………………………………………………………...104

Список используемой литературы…………………………………………….106

ВВЕДЕНИЕ

Углубление электрификации отраслей экономики объективно для всех стран и сохранится в XXI веке. Валовый внутренний продукт и комфортность жизни корреляционно определяются электропотреблением, производительность труда – электровооруженностью. Рациональное увели–чение потребления электроэнергии на душу населения актуально для России, где годовое электропотребление (6,1 кВт/чел.). Уровень же удельных и общих расходов электроэнергии недопустимо высок практически на все виды выпускаемой продукции (ВВП). Энергоемкость национального дохода в 2-4 раза выше, чем в развитых странах, у которых, что существенно, за последние 25 лет энергоемкость ВВП уменьшилась на 20-30 %. В России же за время реформ с 2000 г. Энергоемкость продолжала возрастать, лишь относительно стабилизи–ровавшись к 2000 г., когда рост промышленного производства превысил рост выработки электроэнергии (электроемкость ВВП по паритету покупательной способности составляла в 2010 г. 1,08 и возросла сейчас до 1,4 кВтч/дол.).

Сегодня энергетическая система Татарстана – одна из крупнейших энергосистем страны. Если в цифрах – это 20 миллиардов кВт/часов электрической энергии, которые ежегодно потребляют предприятия промышленности и сельского хозяйства. В этом году завершается пятилетняя целевая программа «Энергосбережение в Республике Татарстан на 2000-2005 годы». За время ее действия энергоемкость валового национального продукта удалось снизить почти на 20%. И сегодня, когда экономика региона активно развивается, ей нужны новые ресурсы. Поэтому сейчас министерство экономики и промышленности Татарстана совместно с ведущими энергетиками разрабатывает новую программу развития топливно–энер–гетического комплекса до 2020года.

В числе задач, которые намечены в программе,- стабильное и устойчивое развитие минерально-сырьевой базы нашей энергетики, полное и, главное, качественное обеспечение татарстанцев, больших и малых предприятий энергией по доступным ценам. А также предполагается сделать воздействие предприятий топливно–энергетического комплекса на природу региона минимальным.

Сегодня всё более популярным становится такой бизнес как производство пластиковых труб. Обусловлено это тем, что материалы, из которых они делаются, долговечнее, эти трубы не подвержены коррозии, более легки в монтаже, так как не требуется сложного оборудования для их сварки, и т.п. В связи с большим спросом на них, всё большее число компаний осваивает этот сектор производства.

Здесь мы поговорим про производство полиэтиленовых труб, оборудование для него, технологию их изготовления.

В зависимости от предназначения и заданных характеристик, в производстве таких труб используют термопластические полимеры полученные методом полимеризации при высоких и низких давлениях, разного химического состава (полипропилен, полибутен, поливинилхлорид и т.д.). Лидирующие позиции в производстве и продаже занимают трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД). Благодаря уникальным эксплуатационным характеристикам трубы ПНД существенно превосходят традиционные трубы из стали и чугуна и многих других видов пластика.

Дешевизна, высокий срок службы (более 50 лет), легкость монтажа и обслуживания, практически полная химическая инертность, устойчивость ко всем видам коррозии и, как следствие, экологичность делают трубы ПНД незаменимыми в самых различных отраслях производства.

Трубы из полиэтилена низкого давления применяются в легкой и тяжелой промышленности. Широко используются на пищевых, химических, нефтегазовых и медицинских производствах и, конечно, применяются в хозяйственно – бытовых нуждах.

Производство труб ПНД- не загрязняет окружающую среду, не отличается трудоемкостью и длительностью. Не требует большого числа квалифицированного персонала. В среднем для одной технологической линии полного цикла, по производству полиэтиленовых труб ПНД, требуется 100 квадратных метров производственной площади.

В связи с этим актуальность темы ВКр доказана.

Цель ВКР

для достижения цели поставлены задачи

1 Характеристика объекта проектирования

1.1 Характеристика технологического процесса проектируемого объекта

Технологическая основа процесса производства труб ПНД- экструзия (от т.е. продавливание расплавленного материала через формирующее изделие отверстие, т.н. фильеру.

Технология производства заключается в гомогенизации, контролируемой расплавлении и размягчении (пластикации) полимерного сырья в экструдере. Затем следует формирование готового изделия с помощью рабочей головки экструдера (фильеры). Дальнейшее охлаждение и окончательная калибровка. Производство труб ПНД начинается с загрузки гранулированного сырья в приемный бункер экструдера, откуда оно попадает в оснащенный нагревательными элементами рабочий цилиндр. Перемещаясь от зоны загрузки, сырье последовательно проходит к более горячим секциям цилиндра. Соответственно, различают три рабочих зоны цилиндра экструдера: зона подачи, зона пластификации полиэтилена, где происходит сжатие, гомогенизация и расплавление гранул сырья и зона выталкивания (метеринг- зона), где расплав окончательно гомогенизируется, сглаживаются пульсации подачи расплава, перед его непосредственным выходом в формующую головку (фильеру).

Фильера- определяет форму готовой продукции и во- многом ее качество. Существует множество конструкционных решений, обеспечивающих качественную формовку. В общем виде, технология производства полимерных изделий требует, что бы при прохождении расплава, фильера имела фиксированную температуру. В разных конструкциях фильер применяют плоские или патронные нагревательные элементы. При прохождении внешней матрицы и формообразующего дорна заготовки уже приобретает вид готовой продукции. Далее, в процессе калибровки, заготовка попадает в вакуумную ванну, где окончательная формировка трубы происходит в результате давления, прижимающего заготовку к калибровочной форме.

После этого, пройдя камеру охлаждения, во избежание деформации готового изделия, труба попадает на конвейер ленточного или гусеничного типа, как правило, оборудованный пневматическими зажимами траков.

Заключительный этап производства полиэтиленовых труб- стандартная нарезка и укладка труб в бухты. Для этого, в зависимости от диаметра и толщины стенок труб, используют гильотинные резаки или дисковые пилы.

Применяемые в производстве полиэтиленовых труб экструдеры, по принципу работы, подразделяют на шнековые, дисковые и комбинированные.

Чаще всего в производстве изделий из полиэтилена низкого давления применяют шнековые экструдеры различных конструкций, Основной элемент такого рода экструдера- винт Архимеда(шнек). Принцип работы таких экструдеров напоминает обычную винтовую мясорубку. Экструдеры этого типа могут иметь один или несколько шнеков работающих с сонапровленным или противонаправленным вращением.

Дисковые экструдеры относительно редкий на современных предприятиях. Подразделяются они на однодисковые и многодисковые. Принцип действия этого типа экструдеров основан на перемещении сырья путем адгезии с использованием специальных дисков. Преимущество этого типа экструдеров для производства полиэтиленовых труб- хорошее перемешивание гранулированного полимерного сырья. К недостаткам- можно отнести: низкое давление в зоне рабочей головки(фильеры), что не позволяет получать изделия с заданной точной геометрической формой и высокими прочностными характеристиками. Кроме того, дисковые экструдеры отличаются конструкционной сложностью и, как следствие, более высокой ценой.

Экструдеры, используемые в качестве рабочего органа шнековую и дисковую часть, принято называть комбинированными или червячно- дисковыми. Этот тип экструдеров позволяет добиться отличного перемешивания гранулированного полимерного сырья, в нашем случае полиэтилена. Применяются в работе с полимерами отличающимися низкой вязкостью и эластичностью.

Помимо этого, экструдеры могут быть специализированными и универсальными, двухступенчатыми или одноступенчатыми, различаться количеством и направленностью вращения шнеков, с зоной дегазации или без нее. Каждый год появляются новые инженерные решения, совершенствуется технология производства и растет разнообразие предлагаемых моделей.

Цены на линии для производства полиэтиленовых труб начинаются от 3500000 рублей. Стандартная линия для изготовления ПНД труб обычно состоит из следующего оборудования:

- автоматический загрузчик гранулированного полиэтилена и бункер- сушилка;

- автоматизированная система контроля за текущими технологическими процессами производства;

-экструдер того или иного типа;

-съемные фильеры, различных диаметров;

- автоматизированная система охлаждения с ванной охлаждения;

- лента транспортера;

- отрезное устройство и резаки;

- автоматизированная система укладки готовой продукции в бухты.

1.2 Характеристика среды производственных площадей, категории надежности электроснабжения

Проектируемый завод по производству труб относится к пожароопасному класса П-11а. По бесперебойности питания потребители относятся ко второй и третьей категориям. Режим работы непрерывный, в три смены.

Таблица 1.1 Краткая характеристика производственных площадей, категории надежности электроснабжения

№ /п Наименование цеха Категория надежности Характеристика среды

1 Цех по производству труб диаметром 63-110 мм 2 Нормальная

2 Цех по производству труб диаметром 160-1200 мм 2 Нормальная

3 Склад 3 Нормальная

4 Цех переработки отходов 3 Пыльная

5 Заводоуправление 3 Нормальная

6 Ремонтный цех 3 Нормальная

7 Производство фитингов 2 Нормальная

8 Производство фитингов 2 Нормальная

9 Фильтровальная 3 Нормальная

2 ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Расчет электрических нагрузок по предприятию

Определение электрических нагрузок является первым этапом проектирования любой системы электроснабжения. Значения электрических нагрузок определяет выбор всех элементов проектируемой системы электроснабжения и ее технико-экономические показатели. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты в системе электроснабжения, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные издержки. Для определения общезаводских электрических нагрузок представим установленные мощности потребителей предприятия таблице 2.1

Таблица 2.1 Ведомость мощностей по предприятию

№

п/п Наименование цеха Мощность

(кВт)

1 2 3

1 Цех по производству труб диаметром 63-110 мм 5228

2 Цех по производству труб диаметром 160-1200 мм 3326

3 Склад 167

4 Цех переработки отходов 336

5 Заводоуправление 410

6 Ремонтный цех 389

7 Производство фитингов 730

8 Производство фитингов 290

9 Фильтровальная 120

Итого 10996

2.2 Картограмма нагрузок и определения центров электрических нагрузок

Для определения местоположения ГПП на генеральном плане предприятия наносится картограмма нагрузок, которая представляет собой окружности, причем площади, ограниченные окружностями в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. ГПП расположим как можно ближе к ЦЭН, что позволит сократить протяженность распределительной сети, снизить потери электрической энергии, уменьшить расход проводникового материала.

Рассмотрим на примере цеха №7

см

Угол сектора осветительной нагрузки:

Координаты ЦЭН:

Результаты расчетов в табл. 2.2

Таблица 2.2 Определение ЦЭН и картограмма нагрузок

№

п/п

Наименование цеха .

кВт , кВт

. м

, см

1 Цех по производству труб диаметром 63-110 мм 4275,302 92,902 95 130 6,2 8

2 Цех по производству труб диаметром 160-1200 мм 2724,108 63,308 150 135 4,9 8

3 Склад 152,1 1,8 32,5 175 1,2 4

4 Цех переработки отходов 275,925 7,125 27,5 83 1,6 9

5 Заводоуправление 343,75 15,75 27,5 130 1,8 16

6 Ремонтный цех 282,191 9,8914 32,5 40 1,6 13

7 Производство фитингов 606,758 22,758 50 215 2,3 14

8 Производство фитингов 252,23 20,23 195 215 1,5 29

9 Фильтровальная 95 5 223 35 0,9 19

2.3 Выбор схемы внешнего электроснабжения

Питание трубного завода осуществляется на напряжении 110кВ воздушными линиями длиной 3 км от ТЭЦ-3. Полная расчетная мощность предприятия на стороне ВН кВа. В качестве приемной подстанции будем применять ГПП (главная понизительная подстанция).

Выбор напряжения питающих линий

кВ

Принимаем ближайшее стандартное напряжение 110кВ

2.4 Выбор трансформаторов на ГПП

Намечаем к установке два трансформатора типа ТДН 6300 110/10(6)кВ.

• загрузка в нормальном режиме:

• загрузка в аварийном режиме:

2.5 Выбор сечения воздушной линии питающего предприятие

Питание предприятия осуществляется воздушными линиями 110кВ, от ТЭЦ-3.

1. Провод выбираем по расчетному и аварийно допустимому токам.

Выбираем провод марки АС, сечением 70 мм2 с А, так как для напряжения 110кВ 70 мм2 является минимальным сечением по условиям коронирования проводов и по механической прочности.

2. по потере напряжения

км

Полученные значения значительно больше имеющихся км. Следовательно, сечение по потере напряжения проходит.

3. по экономической плотности тока

мм2

Окончательно принимаем АС-70