Электроснабжение вентиляционных установок химического цеха

Содержание

Введение

Глава 1. Организация систем электроснабжения вентиляционных агрегатов на предприятиях химического профиля

1.1. Технические характеристики и режимы работы электроприводов вентиляционных систем

1.2. Нормативные требования Ростехнадзора к компоновке электрооборудования в производственных зонах

Глава 2. Расчетно-техническое обоснование параметров цеховой электрической сети

2.1. Выбор мощности трансформаторов и расчет потерь в элементах системы электроснабжения

2.2. Светотехнический расчет и выбор схем управления двигателями вентиляционных установок

Глава 3. Эксплуатационная надежность и безопасность электротехнических комплексов

3.1. Разработка регламента технического обслуживания пускорегулирующей аппаратуры в агрессивных средах

3.2. Проектирование систем защитного заземления и уравнивания потенциалов в химическом цехе

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Электроснабжение вентиляционных установок химического цеха

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена критической ролью систем вентиляции на предприятиях химической промышленности, где обеспечение безопасных условий труда и технологических процессов напрямую зависит от надежности электроснабжения воздухообменного оборудования. В условиях модернизации отечественной промышленности и ужесточения требований Ростехнадзора к обеспечению взрывопожарной безопасности производственных объектов разработка рациональных схем электроснабжения вентиляционных установок приобретает особое значение. Химические производства характеризуются наличием агрессивных сред, повышенной влажности и взрывоопасных зон, что предъявляет специфические требования к выбору и эксплуатации электрооборудования.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе достаточно высока. Вопросы электроснабжения промышленных предприятий рассматриваются в трудах российских ученых и специалистов НИУ «МЭИ», ФГУП «ВНИИЭ», ПАО «Россети». Однако отраслевая специфика химических производств требует дополнительной проработки применительно к современным нормативным требованиям и новым типам электрооборудования с повышенной степенью защиты.

Целью курсовой работы является разработка технически обоснованной системы электроснабжения вентиляционных установок химического цеха с учетом специфики эксплуатации в агрессивных средах.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• проанализировать технические характеристики электроприводов вентиляционных систем и режимы их работы;
• изучить нормативные требования к размещению электрооборудования в производственных зонах химических предприятий;
• выполнить расчет мощности трансформаторов и определить потери в элементах системы электроснабжения;
• разработать схемы управления двигателями вентиляционных установок и произвести светотехнический расчет;
• обосновать мероприятия по обеспечению эксплуатационной надежности и электробезопасности комплекса.

Объектом исследования выступает система электроснабжения вентиляционных установок химического цеха.

Предметом исследования являются технические параметры электрооборудования, схемные решения и режимы работы системы электроснабжения.

Методологическая база работы включает теоретические основы электроснабжения промышленных предприятий, методы расчета электрических нагрузок и токов короткого замыкания, нормативно-техническую базу (ПУЭ 7-е издание, ГОСТ Р 32144-2013, СП 256.1325800.2016, РД 153-34.0-20.527-98).

Научная новизна заключается в комплексном подходе к проектированию системы электроснабжения с учетом специфики химического производства и современных требований энергоэффективности.

Теоретическая значимость состоит в систематизации требований к электроснабжению вентиляционных систем во взрывоопасных зонах. Практическая значимость определяется разработкой конкретных технических решений, применимых при проектировании и модернизации электрохозяйства химических предприятий.

Структура работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассматриваются теоретические основы организации электроснабжения вентиляционных агрегатов, во второй главе проводится расчетно-техническое обоснование параметров цеховой сети, третья глава посвящена вопросам эксплуатационной надежности и безопасности электротехнических комплексов.

ГЛАВА 1. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ АГРЕГАТОВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ХИМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

1.1. Технические характеристики и режимы работы электроприводов вентиляционных систем

Электропривод вентиляционных установок промышленных предприятий представляет собой электромеханическую систему, преобразующую электрическую энергию в механическую для обеспечения требуемых параметров воздухообмена в производственных помещениях. История развития систем вентиляции на химических предприятиях в России тесно связана с индустриализацией отечественной промышленности и становлением нормативной базы охраны труда. В советский период были заложены основы проектирования систем принудительной вентиляции, которые получили дальнейшее развитие в современных технических решениях [1, c. 45].

В соответствии с действующими нормативными документами системы вентиляции химических производств подразделяются на приточные, вытяжные и приточно-вытяжные, каждая из которых имеет специфические требования к характеристикам электропривода. Основными элементами вентиляционной установки являются электродвигатель, вентилятор (осевой или центробежный), воздуховоды, фильтры и автоматика управления. Электропривод должен обеспечивать работу в продолжительном режиме с возможностью регулирования производительности в зависимости от технологических требований [2, c. 78].

Наиболее распространенным типом электропривода вентиляционных установок является асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Этот тип двигателя характеризуется высокой надежностью, простотой конструкции и относительно низкой стоимостью. Номинальные мощности электродвигателей вентиляторов химических цехов находятся в диапазоне от 1,5 до 55 кВт в зависимости от производительности системы и аэродинамического сопротивления сети воздуховодов. Напряжение питания для двигателей мощностью до 30 кВт обычно составляет 380 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, для более мощных агрегатов может применяться напряжение 6 кВ [3, c. 112].

Важнейшей технической характеристикой электропривода является коэффициент мощности (cos φ), который для асинхронных двигателей вентиляционных установок в номинальном режиме составляет 0,82–0,88. При работе с недогрузкой коэффициент мощности снижается, что приводит к увеличению реактивной составляющей нагрузки и дополнительным потерям в элементах системы электроснабжения. Коэффициент полезного действия современных асинхронных двигателей достигает 90–93 процентов, что соответствует классу энергоэффективности IE3 согласно ГОСТ Р 34.30

…