Расчет и проектирование аппарата типа 0 (ВЭЭ) с механическим перемешивающим устройством

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические и нормативные основы проектирования аппаратов типа ВЭЭ в энергетике

1.1. Техническая характеристика и классификация емкостного оборудования с перемешивающими устройствами согласно ГОСТ Р 52630-2012

1.2. Конструктивные особенности исполнения ВЭЭ и область их применения в схемах химводоочистки ТЭС

1.3. Требования ПУЭ и ПТЭ к электроприводам перемешивающих устройств и вспомогательному электрооборудованию

Глава 2. Инженерно-технический расчет и обоснование параметров аппарата

2.1. Теплофизические и гидродинамические расчеты параметров перемешивания в вертикальном сосуде

2.2. Электромеханический расчет привода: выбор двигателя, расчет кинематической схемы и проверка условий пуска

2.3. Прочностной расчет корпуса и вала аппарата с учетом вибрационных нагрузок от работы механической мешалки

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет и проектирование аппарата типа 0 (ВЭЭ) с механическим перемешивающим устройством

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена возрастающей потребностью российской электроэнергетики в совершенствовании технологических процессов водоподготовки и химводоочистки на тепловых электрических станциях. Вертикальные емкостные аппараты (ВЭЭ) с механическими перемешивающими устройствами являются ключевым элементом схем приготовления реагентов, коагулянтов и флокулянтов, обеспечивая требуемую однородность рабочих сред в соответствии с нормами РД 34.37.523.4-88 и ГОСТ Р 55682.12-2013. Надежность электромеханического привода перемешивающих устройств непосредственно влияет на стабильность водно-химического режима котлоагрегатов и турбин, что определяет технико-экономические показатели ТЭС и продолжительность межремонтных циклов основного оборудования.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе характеризуется достаточной освещенностью теоретических аспектов гидродинамики перемешивания, однако вопросы комплексного проектирования аппаратов типа ВЭЭ с учетом требований ПУЭ к электроприводам и современных методик прочностного расчета освещены фрагментарно. В работах специалистов НИУ «МЭИ», АО «НПО ЦКТИ» и ФГУП «ВНИИЭ» рассматриваются отдельные аспекты конструирования емкостного оборудования, однако комплексный подход к инженерно-техническому расчету с обоснованием параметров электромеханической системы требует дальнейшего развития.

Цель курсовой работы — выполнить комплексный расчет и проектирование вертикального емкостного аппарата с механическим перемешивающим устройством для условий химводоочистки ТЭС.

Задачи исследования:

• провести анализ нормативно-технической документации на емкостное оборудование с перемешивающими устройствами согласно ГОСТ Р 52630-2012 и требований ПУЭ к электроприводам вспомогательного оборудования ТЭС;
• определить конструктивные параметры вертикального емкостного аппарата и область его применения в технологических схемах химводоочистки тепловых электростанций;
• выполнить теплофизические и гидродинамические расчеты процесса перемешивания с определением требуемой мощности привода;
• произвести электромеханический расчет привода мешалки с выбором асинхронного электродвигателя и кинематической схемы передачи;
• осуществить прочностной расчет корпуса и вала аппарата с учетом статических и динамических нагрузок от работы механического перемешивающего устройства.

Объект исследования — вертикальный емкостный аппарат с механическим перемешивающим устройством для химводоочистки ТЭС.

Предмет исследования — параметры электромеханического привода и конструктивные характеристики аппарата типа ВЭЭ.

Методологическая база включает теоретические положения гидродинамики перемешивания многофазных сред, методы расчета асинхронных электродвигателей по ГОСТ Р 52776-2007, методики прочностного расчета сосудов по ГОСТ 14249-89 и требования ПУЭ 7-го издания к электроприводам технологических механизмов энергетических объектов.

Научная новизна заключается в комплексном подходе к проектированию аппарата ВЭЭ с одновременным учетом гидродинамических, электромеханических и прочностных параметров в едином расчетном алгоритме.

Теоретическая и практическая значимость состоит в разработке методического подхода к инженерному расчету емкостного оборудования с электроприводами, применимого в проектной практике энергетических компаний ПАО «Интер РАО», ПАО «Юнипро» и региональных генерирующих компаний.

Структура работы: введение, две главы основной части, заключение и список использованной литературы.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И НОРМАТИВНЫЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АППАРАТОВ ТИПА ВЭЭ В ЭНЕРГЕТИКЕ

1.1. Техническая характеристика и классификация емкостного оборудования с перемешивающими устройствами согласно ГОСТ Р 52630-2012

Емкостное оборудование с механическими перемешивающими устройствами представляет собой класс технологических аппаратов, предназначенных для проведения физико-химических процессов в жидких и многофазных средах при обеспечении заданной степени гомогенизации. В соответствии с ГОСТ Р 52630-2012 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность» данное оборудование классифицируется по совокупности конструктивных и технологических признаков, определяющих область применения и параметры проектирования. Историческое развитие конструкций емкостных аппаратов в российской энергетике связано с совершенствованием технологий водоподготовки на тепловых электростанциях, начиная с 1960-х годов, когда внедрение замкнутых схем технического водоснабжения потребовало создания специализированного оборудования для приготовления и дозирования реагентов.

Основная классификация емкостных аппаратов по ГОСТ Р 52630-2012 осуществляется по следующим признакам:

• по ориентации корпуса в пространстве: вертикальные, горизонтальные и наклонные;
• по форме днища и крышки: эллиптические, конические, плоские и сферические;
• по типу перемешивающего устройства: лопастные, пропеллерные, турбинные и рамные мешалки;
• по способу передачи крутящего момента: с верхним приводом, нижним приводом и боковым приводом через редуктор.

Вертикальные емкостные аппараты (ВЭЭ) получили наибольшее распространение в энергетике благодаря рациональному использованию производственных площадей и удобству обслуживания электромеханического оборудования привода [3, c. 47]. Конструктивно ВЭЭ представляет собой цилиндрический корпус с эллиптическими или коническими днищем и крышкой, внутри которого размещается вал с закрепленными на нем перемешивающими элементами. Привод осуществляется от асинхронного электродвигателя через редуктор или мультипликатор, обеспечивающий требуемую частоту вращения рабочих органов. Техническая характеристика аппаратов включает номинальный объем от 0,5 до 100 м³, рабочее давление до 1,6 МПа, температуру рабочей среды от минус 40 до плюс 200 °С и мощность электропривода от 0,55 до 75 кВт в зависимости от

…