Система автоматичного керування буферним насосом насосної станції I підйому

Розробка системи автоматичного керування буферного насоса. В якості електроприводу використовується частотно-керованого асинхронний короткозамкнений двигун. Керування здійснює перетворювач частоти Altivar 61. Розрахунок економічних затрат проекту.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Бакалаврська кваліфікаційна робота

СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ БУФЕРНИМ НАСОСОМ НАСОСНОЇ СТАНЦІЇ I ПІДЙОМУ

АНОТАЦІЯ

Сторінок -45, рисунків -5, таблиць -4 , бібліографічних джерел -7 .

У бакалаврській кваліфікаційній роботі пропонується розробка системи автоматичного керування буферного насоса. В якості електроприводу використовується частотно-керованого асинхронний короткозамкнений двигун. Керування здійснює перетворювач частоти Altivar 61. При цьому розроблено принципову електричну схему САК; вибрано електропривід насоса; описано перетворювач частоти Altivar 61; розроблено схему керування та взаємодії електроприводу насоса з електроприводом засувки; проведено конфігурування ПЧ для виконання поставленої задачі;.

Проведено розрахунок економічних затрат на впровадження буферного насоса і розглянуті питання техніки безпеки та охорони праці.

Ключові слова: буферний насос, Altivar 61, напір, частотно-керований електропривід.

• ЗМІСТ
• автоматичний буферний насос електропривод двигун
• Вступ
• Розділ 1. Короткий опис технологічного процесу
• 1.1 Класифікація насосних станцій водопостачання
• 1.2 Насосні станції І підйому
• 1.3 Конструкція насосів та особливості регулювання подачі, основні параметри та характеристики насосів
• 1.4 Насосна станція І підйому м. Чернівці
• Розділ 2. Обгрунтування та вибір електроприводу (двигун та перетворювач частоти)
• 2.1 Вимоги до електроприводу та вибору двигуна
• 2.2 Паспортні дані вибраного двигуна
• 2.3 Вибір перетворювача частоти. Опис його функціональних можливостей
• Розділ 3. Розробка та опис системи автоматичного керування
• 3.1 Керування електроприводом насоса
• 3.2 Розробка схеми керування та взаємодії електроприводу насоса з електроприводом засувки
• 3.3 Конфігурування та параметрування перетворювача частоти для реалізації поставленої задачі
• 3.4 Короткий опис роботи системи
• Розділ 4. Питання охорони праці
• 4.1 Загальні положення
• 4.2 Технічна документація
• 4.3 Заходи техніки безпеки в забірних спорудах
• 4.4 Протипожежний захист
• 4.5 Розрахунок заземлення
• Розділ 5. Техніко-економічна ефективність
• Висновки
• Перелік використаної літератури
• ВСТУП
• Швидкий ріст цін на енергоносії і ресурси привів до того, що їх вартість в сумарних витратах на виробництво стала занадто великою. В результаті перед багатьма підприємствами гостро постала задача зменшення енерго- і ресурсозатратності для випуску продукції, тобто задача енергозбереження. Аналіз витрат енергоресурсів на багатьох підприємствах показує, що вирішення поставленої задачі має два напрямки - організаційно-технічні заходи, направлені на виключення безкорисних витрат енергоресурсів, та введення енергоефективних технологій і енергозберігаючого обладнання, що дозволяє виконувати той же обсяг роботи при менших затратах енергії. Електропривод є основним енергоспоживачем сучасного виробництва. Серед промислових електроприводів переважають електроприводи з асинхронними короткозамкнутими двигунами. Ці електроприводи завдяки своїй простоті, налагодженості та автоматизації виробництва і, завдяки цьому, відносно невисокій вартості, знайшли широке застосування в різних механізмах. Загальновідомими є і їх недоліки - важкий пуск при прямому підключенні до мережі, що супроводжується 6-7 кратним кидком струму, і, як наслідок, невисокій експлуатаційній надійності, та складність регулювання швидкості.
• Характерним прикладом використання асинхронних двигунів є насосні станції водопостачання міст. В переважній більшості ці електроприводи проектовані ще до появи на ринку відносно дешевих та надійних перетворювачів частоти. Тому використовувались нерегульовані електроприводи, що не дозволяли регулювати подачу води залежно від її споживання шляхом зменшення обертів насосу. Регулювання подачі відбувалося шляхом дроселювання потоку рідини за допомогою засувки.
• Засувка регулює тиск в трубопроводі при зміні споживання води, але електропривід працює з постійною швидкістю. Вибрані, виходячи з максимальної продуктивності, ці механізми значний час працюють з меншою подачею, яка визначається зміною споживання води в різний час доби. Також такі системи подачі води створюють значний тиск в трубопроводі, що приводить до витоків води та зносу технологічного обладнання та мереж водопостачання.
• Впровадження регульованих електроприводів в насосних станціях, як свідчить світовий досвід, дозволяє:

· економити електроенергію (20-60%);

· знизити пускові струми двигуна;

· економити воду (до 15%);

· уникнути гідравлічних ударів у системі і як наслідок: мінімізувати витрат на обслуговування; продовжити термін роботи устаткування; знизити ймовірність аварійних ситуацій;

· точно налаштувати режим роботи насосної станції;

· підвищити виробничу безпеку;

Сьогодні на ринку є доволі широкий вибір перетворювачів частоти, які дозволяють використовувати асинхронні двигуни в короткочасних режимах роботи, без великих кидків струму при пусках, та плавно регулювати їхню швидкість обертання. Тому більшість насосних станцій модернізуючи обладнання впроваджують регульовані електроприводи з використанням перетворювачів частоти.

РОЗДІЛ 1. КОРОТКИЙ ОПИС ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ

1.1 Класифікація насосних станцій водопостачання

Насосні станції систем водопостачання представляють собою комплекс споруд та обладнання, що забезпечує подачу води згідно з потребами споживачів. Склад споруд, їх конструктивні особливості, тип і кількість основного та допоміжного обладнання визначається виходячи з принципів комплексного використання водних ресурсів і охорони природи з врахуванням призначення насосної станції і пред'явленими до неї технологічними вимогами.

За своїм призначенням і розташуванням в загальній схемі водопостачання насосні станції поділяються на станції І підйому, ІІ підйому, підвищувальні і циркуляційні.

Насосні станції І підйому забирають воду з джерела водопостачання і подають її на очисні споруди або, якщо це не потрібно, безпосередньо в резервуари, розподільну мережу, водонапірну вежу або іншу споруду залежно від прийнятої схеми водопостачання. На промислових підприємствах, що ставлять різні вимоги до якості води, можуть бути встановлені насоси, які подають воду як на очисні споруди, так і безпосередньо на підприємства без очищення.

Насосні станції ІІ підйому подають очищену воду споживачам з резервуарів чистої води.

В деяких випадках насоси І і ІІ підйому можуть бути розташовані в одній станції, що дозволяє зменшити витрати на будівництво і експлуатацію. Однак таке рішення не завжди можливе і залежить від типу джерела води, наявності і типу очисних споруд, від рельєфу місцевості і т.д.

Підвищувальні насосні станції (станції підкачки) призначені для підвищення напору в водопровідній мережі. В цьому випадку вода забирається з однієї мережі (ділянки водопроводу) і з підвищеним напором подається в іншу мережу (району міста, окремого цеху промислового підприємства) або в наступну ділянку довгого водопроводу.

На рівні з забезпеченням напору і подачі, передбачених графіком водоподачі для нормальних і аварійних умов, при будівництві і оснащенні насосних станцій необхідно при найменших витратах на їх будівництво і експлуатацію забезпечувати: потрібну ступінь надійності і, відповідно, визначену ступінь безперебійності в роботі; максимальну довговічність; достатню зручність експлуатації і широке застосування автоматики та телемеханіки.

1.2 Насосні станції І підйому

До складу насосної станції І-го підйому входить:

· водозабірна споруда, призначена для забору потрібного об'єму води з водойми;

· всмоктуючи труби;

споруда насосної станції з усім необхідним гідромеханічним,

енергетичним і допоміжним обладнанням;

· напірні труби;

· резервуар для прийому води з напірних труб, та подальшої передачі на очисні споруди.

При наявності біля берегу річки або водосховища глибин, що забезпечують нормальні умови для відбору води, при відносно невеликих коливаннях рівня води (до 5-8 м) зазвичай споруджують берегові насосні станції суміщеного типу. В залежності від форми берегів і геологічних умов споруда станції може бути розташована безпосередньо на березі або на деякій відстані від берега в кінці водопідвідного каналу.

За характером основного обладнання насосні станції можуть бути:

· з центр обіжними горизонтальними або вертикальними насосами

· з осьовими і діагональними горизонтальними, похилими або вертикальними насосами;

· з об'ємними насосами;

· з водопідйомниками різних типів.

За розташуванням насосів відносно рівня води в приймальному резервуарі або підвідному колекторі насосні станції поділяються: