Проектирование вращающейся печи цементного завода

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Электроэнергетика - отрасль энергетики, включающая в себя производство, передачу и сбыт электроэнергии. Электроэнергетика является наиболее важной отраслью энергетики, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.).

Отличительной чертой электрической энергии является практическая одновременность её генерирования и потребления, так как электрический ток распространяется по сетям со скоростью, близкой к скорости света.

Федеральный закон "Об электроэнергетике" даёт следующее определение электроэнергетики:

Электроэнергетика - отрасль экономики Российской Федерации, включающая в себя комплекс экономических отношений, возникающих в процессе производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии), передачи электрической энергии, оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, сбыта и потребления электрической энергии с использованием производственных и иных имущественных объектов (в том числе входящих в Единую энергетическую систему России), принадлежащих на праве собственности или на ином предусмотренном федеральными законами основании субъектам электроэнергетики или иным лицам. Электроэнергетика является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения.

Энергетика является основой развития производственных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств. Стабильное развитие экономики невозможно без постоянно развивающейся энергетики.

Энергетическая промышленность является частью топливно-энергетической промышленности и неразрывно связана с другой составляющей этого гигантского хозяйственного комплекса - топливной промышленностью.

Российская энергетика - это 600 тепловых, 100 гидравлических, 9 атомных электростанций.

В энергосистемах Российской Федерации эксплуатируется более 600 тыс.км воздушных и кабельных линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше и 2 млн км напряжением 0,4…20 кВ, свыше 17 тыс. подстанций напряжением 35 кВ с общей трансформаторной мощностью почти 575 млн кВ•А и более полумиллиона трансформаторных пунктов 6…35/0,4 кВ общей мощностью 102 млн кВ•А.

Сети Российского акционерного общества энергетики и электрификации «Единая энергетическая система России» включает 39 тыс. км линий электропередачи напряжением 330 кВ и выше и 119 подстанций 330 кВ и выше с общей трансформаторной мощностью 125 млн кВ•А.

На ТЭС России находится в эксплуатации 250 энергоблоков общей установленной мощностью 71,3 млн кВт или 52% от установленной мощности всех ТЭЦ, работающих на органическом топливе.

На 9 атомных электростанциях России в промышленной эксплуатации находятся 30 энергоблоков общей установленной мощностью 22268 МВт.

Россия сохраняет за собой лидерство в области комбинированного производства электрической и тепловой энергии.

С большими расходами топливных ресурсов связаны промышленные технологические процессы и, в первую очередь, выплавка металлов.

В связи с решением задач удвоения ВВП с 2015 году прогнозируемый рост промышленного производства потребует увеличения внутреннего рынка энергоресурсов: электроэнергии до 1265 млрд кВт•ч; тепловой энергии до 1810 млн Гкал.

По данным ученых потенциал энергосбережения составляет 30…35% современного энергопотребления в стране или 350…400 млн т у.т. Использование большей части этого потенциала дешевле в несколько раз по сравнению с затратами, необходимыми на добычу и производство конечных энергоносителей.

Энергетика России, опираясь на богатые природные ресурсы, созданный за предыдущие десятилетия мощный производственный, технологический и кадровый потенциал, обеспечивает необходимые потребности общества в энергетических продуктах и услугах.

За последние годы ТЭК России обеспечил не только физическую и экономическую выживаемость страны, но и заложил необходимую базу для ее устойчивого социально-экономического развития. В ТЭК России производится около трети всей промышленной продукции, формируется почти 40% доходной части бюджета за счет ТЭК обеспечивается почти половина всех валютных поступлений в страну.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Краткая техническая характеристика проектируемого объекта

Цементный клинкер получают в основном из мокрых сырьевых смесей (шламов) с влажностью от 30% до 50% во вращающихся печах, не имеющих запечных теплоутилизаторов. К преимуществам мокрого способа обжига относятся простота приготовления сырьевой смеси, легкость достижения однородности ее состава, сравнительно небольшие энергозатраты и достаточно гигиенические условия труда (отсутствие запыленности). Недостатком мокрого способа является повышенный расход топлива.

Рисунок 1 - Вращающаяся печь

Вращающаяся печь, диаметром 5 м и длиной 185 м конструкции УЗТМ, рисунок 1, состоит из цилиндрического корпуса 1, опирающегося через бандажи 2 на опорные ролики 3. Корпус имеет уклон 3,5-4% и вращается со скоростью 0,5-1,2 об/мин. Привод печи двойной и состоит из двух электродвигателей 4, двух редукторов 5, двух подвенцовых шестерен и одного венцового колеса 6.

В середине печи, на одной из ее опор, устанавливается пара роликов (горизонтально) для контроля за смещением печи вдоль оси (вниз или вверх). Вспомогательный привод включается в работу при ремонтах печи, в период розжига и остановки, когда печь должна вращаться медленно. Шлам подается в питательную трубу 7 при помощи ковшовых или объемных дозаторов, находящихся у холодного конца печи. Со стороны головки 8 в печь подается топливо и воздух; в результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи к холодному-навстречу движущемуся материалу. Для улучшения теплопередачи и обеспыливания газов внутри печи в холодном ее конце размещается цепной фильтр-подогреватель 9, создается цепная завеса 10 и устанавливаются теплообменники 11. Пыль, уловленная за печью в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи периферийного загружателя 12 направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. Клинкер охлаждается в колосниково-переталкивающем холодильнике 14. На печах длиной 185 м корпус в зоне спекания оборудован установкой для водяного охлаждения 15 и центральной системой смазки 16.

1.2 Кинематическая схема электропривода

Барабан печи получает вращение от электродвигателя через редуктор. Кинематическая схема привода рисунок 2. Основной электродвигатель1 через редуктор 2 и универсальный шпиндель 8 приводит вовращение ведущую шестерню 7. Она входит в зацепление сведомой венцовой шестерней 5, жестко надетой на корпус барабана печи 6, и приводит во вращение барабан.

1. Электродвигатель основной

2. Редуктор основного двигателя

3. Редуктор дополнительного двигателя

4. Двигатель дополнительный

5. Венцовая шестерня

6. Печь

7. Ведущая шестерня

8. Шпиндель

Рисунок 2 - Кинематическая схема привода вращающейся печи

Основной привод вращает барабан со скоростью 0,5- 1,0 об/мин. Но при ремонте возникает необходимость поворачивать барабан на небольшой угол. Для этого устанавливают дополнительный электродвигатель 4 с редуктором 3. Этот привод вращает барабан со скоростью 1- 4 оборота в час.

1.3 Требования к системе электропривода и обоснование выбранного типа электропривода. Требования к системе автоматики

Привод вращения печи - двойной. Венцовая шестерня закреплена на корпусе системой шарнирных плоскозвенных подвесок. В редукторах главного привода печи применено зацепление Новикова. У каждого главного привода имеется встроенный вспомогательный привод для медленного поворота печи при ремонтных работах. Он включается последовательно с главным приводом и обеспечивает поворот корпуса на 26° за 1 мин.

Особенностью привода печи является необходимость преодоления при пуске больших инерционных масс, а так же необходимость регулирования скорости вращения печи в зависимости от свойств обжигаемого материала. Следует учитывать так же необходимость размещения электропривода в среде с повышенной температурой. В соответствии с указанными требованиями для основного привода вращающейся печи применяют асинхронные двигатели с фазным ротором.

Пуск асинхронного двигателя с фазным ротором осуществляется с помощью дополнительного сопротивления, включаемого в цепь ротора через контактные кольца. Включение дополнительного сопротивления уменьшает пусковой ток и увеличивает начальный пусковой момент вращения.

На процесс, происходящий в печи, влияет множество факторов -количество, влажность, химический состав и тонкость помола шлама (или состав и количество муки), количество и калорийность топлива, температура и количество вторичного воздуха, волнообразность движения материала внутри печи и т.п.

Правильному выбору и поддержанию заданного режима работы печи в значительной мере способствует автоматический контроль и автоматическое регулирование параметров процесса обжига. В настоящее время печи оснащают большим количеством приборов контроля и регулирования.

К системам автоматического управления предъявляются следующие основные требования:

- обеспечение режимов работы, необходимых для осуществления технологического процесса машиной или механизмом;

- простота системы управления;

- надежность системы управления;

- экономичность системы управления, определяемая стоимостью аппаратуры, затратами энергии, а также надежностью;

- гибкость и удобство управления;

- удобство монтажа, эксплуатации и ремонта систем управления.

По необходимости предъявляются дополнительные требования: взрывобезопасность, искробезопасность, бесшумность, стойкость к вибрации, значительным ускорениям и пр.

1.4 Выбор рода тока и величины питающих напряжений

Приемники электроэнергии современных промышленных предприятий могут быть подразделены на группы, различающиеся по мощности, режиму работы, напряжению, роду тока.

Большая часть электроприемников - электродвигатели производственных механизмов, освещение, электрические печи, электросварочные аппараты и установки - являются, как правило, потребителями трехфазного переменного тока промышленной частоты (50 Гц). Установки индукционного и диэлектрического нагрева требуют переменный ток повышенной частоты. Технические требования ряда производственных и вспомогательных механизмов в отношении плавного и широкого регулирования скорости вызывают необходимость применения для электропривода электродвигателей постоянного тока.

Для преобразования постоянного тока служат преобразовательные агрегаты с двигателем-генератором, ртутными и полупроводниковыми выпрямителями. Все преобразователи в системе электроснабжения предприятия являются потребителями переменного тока.

Номинальные напряжения электрических сетей в установках до 1000 В должны соответствовать при трехфазном переменном токе 220, 380 и 660 В, а при постоянном - 110,220 и 440 В. Наибольшее распространение на промышленных предприятиях имеют установки напряжением 380/220 В с глухо заземленной нейтралью. Выбор этого напряжения обеспечивает возможность использования общих трансформаторов для питания силовой и осветительной нагрузок. Наибольшая мощность трехфазных электроприемников, питаемых от системы напряжением 380/220 В, не должна превышать величины, допускающей применение контакторов на ток 600 В.

Напряжение 660 В по сравнению с 380 В дает некоторую экономию в расходе цветных металлов, но увеличивает стоимость защитной и пускорегулирующей аппаратуры на 10 - 15% и возникает необходимость установки отдельных трансформаторов для силовой и осветительной нагрузки. На предприятии большой мощности часто приходится применять две ступени напряжения: первая ступень (35 кВ и выше) - для питания предприятия и вторая ступень (6 - 10 кВ) - для распределения энергии в пределах предприятия. Напряжением 6 кВ может быть предопределено установкой электродвигателей на это напряжение совместно с технологическим оборудованием. При наличии на предприятии значительного количества электроприемников на напряжение 6 кВ это же напряжение применяют для распределительной сети.

1.5 Описание режимов и циклов работы

Различают следующие стандартные режимы работы электродвигателей:

1) SI. Когда температура двигателя повышается до установившегося значения, тогда такой режим называется длительным. В свою очередь, он делится еще на два вида: режимы работы электродвигателей с постоянной и переменной нагрузкой. С постоянной нагрузкой работают электродвигатели насосов, транспортеров, вентиляторов, текстильных станков, компрессоров и другие. С переменной - токарные, сверлильные, прокатные, фрезерные станки, поршневые компрессоры и пр.

2)S2. Кратковременный режим предусматривает недолгую работу электродвигателя. Тогда превышение его температуры не доходит до критического значения, и после отключения двигатель охлаждается до температуры среды, в которой находится.

3) S3. Повторно-кратковременный режим характеризуется чередованием кратких включений двигателя с паузами, где, при превышении, температура не дотягивает до установившегося значения. Отличие от предыдущих режимов состоит в том, что, отключаясь, электродвигатель не достигает температуры окружающей среды.

4)S4. Повторно-кратковременный с влиянием пусковых процессов - такой режим работы двигателя, при котором чередуются однообразные циклы работ, состоящие из:

- времени пуска, оказывающего влияние на температуру аппарата;

- времени работы при постоянном включении, во время которого двигатель не нагревается до установившейся температуры;

- времени паузы, где двигатель также не охлаждается до температуры окружающей его среды.

5)S5. Повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением - тот же принцип работы, что и в S4, плюс - время быстрого электрического торможения.

6)S6. При перемежающемся режиме превышение температуры электродвигателя также не достигает критического значения. Здесь чередуются циклы, включающие в себя время работы с постоянной нагрузкой и время работы без оной; можно сказать, что в этом режиме работы двигатель лучше не останавливать, а крутить на холостом ходу до охлаждения.

7)S7. Для перемежающегося режима с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением характерна последовательность однообразных циклов, состоящих из длительного пуска, работы с неизменной нагрузкой и моментального электрического торможения. Пауз в такой работе электродвигателя нет.

8)S8. Циклы, идущие один за другим в перемежающемся режиме с периодически изменяющейся частотой вращения, включают в себя время работы с постоянной нагрузкой и неизменной частотой вращения. Затем эти нагрузки меняются на другие, тоже постоянные, но с изменившейся частотой вращения. Полное выключение двигателя здесь также не предусматривается.

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет и выбор электродвигателей главного и вспомогательного приводов печи

Определяем мощность двигателя главного привода печи:

Р_гл = 0,736•(0,288••L•n + 6,4•f•r_ц•Q•n) (1)

где (0,288••L•n) - мощность, потребляемая для подъема материала находящегося в печи;

(6,4•f•r_ц•Q•n) - мощность необходимая для преодоления трения подшипников, роликов и бандажей;

? - КПД, учитывающий расход мощности на трение в приводном механизме и в уплотнениях горячего и холодного концов печи, ? = 0,9;

1,25 - коэффициент, учитывающий повышенный расход мощности в период пуска печи;

R_св - внутренний радиус печи.

R_св = , м (2)

R_св = = 2,25 м

D - диаметр печи;

L - длина печи, L = 185 м;

n - частота вращения от главного привода, n = 1,24 об/мин;

f- коэффициент трения скольжения цапф роликов по вкладышам,

f = 0,02 ч 0,04, принимаем f = 0,02

r_ц - радиус цапф роликов, r_ц = 0,25 м;

Q - общий вес вращающейся печи, Q = 2340 т.

Р_гл = •0,736• (0,288•2,25³•185•1,24 + 6,4•0,02•0,25•2340•1,24) = 862,3 кВт.

По каталогу выбираем для главного привода печи асинхронный двигатель с фазным ротором серии АК4, напряжением 6 кВ.

Мощность: Р_н = 1000 кВт;

Скольжение: s = 1,5%;

Синхронная частота вращения: n_о = 1500 об/мин;

Кратность пускового момента: л_п = М_п/М_н = 1,3

Кратность максимального момента: л_м = М_mах/М_ном = 2,1;

Ток статора I_с = 112 А;

Ток ротора I_Р = 690 А;

КПД двигателя _дв = 95%;

Коэффициент мощности cos= 0,9;

Напряжение ротора U_р = 690 В.

Проверку двигателя по условиям пуска осуществляют из условия:

0,8 • М_пуск ? 1,2 • М_ст (3)

где М_ст - максимальный статический момент нагрузки, Н•м;

М_ст = , Н•м (4)

М_пуск - пусковой момент выбранного двигателя, Н•м;

, Н•м

k_i - кратность пускового момента;

М_н - номинальный момент двигателя, Н•м;

М_н = , Н•м (5)

М_н = = 6366,7 Н•м

М_ст = = 5490 Н•м

М_пуск = 1,3•6366,7 = 8276,7 Н•м

0,8 • 8276,7 ? 1,2 • 5490

6621,4 ? 6588

Условие выполняется. Окончательно принимаем трехфазный общепромышленный асинхронный электродвигатель серии АК4 с фазным ротором.

Определяем мощность двигателя вспомогательного привода печи:

Р_вс = 0,736•(0,288••L•n + 6,4•f•r_ц•Q•n), (6)

Р_вс = •0,736•(0,288•2,25³•185•0,012 + 6,4•0,02•0,25•2340•0,012) = 8,3 кВт.

По каталогу выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии 4А132М4У3:

Мощность Р_н = 11 кВт;

Скольжение s = 3,1%;

Синхронная частота вращения n_о = 1460 об/мин;

М_mах/М_ном = 2,2;

М_п/М_ном = 1,6;

Кратность минимального момента: л_min = М_min/М_ном = 1;

I_п/I_ном = 7,5;

КПД двигателя ? _дв = 88%;

Коэффициент мощности cos= 0,9.

Проверку двигателя по условиям пуска:

М_ст = = 54,3 Н•м

М_н = = 71,95 Н•м

М_пуск = 1,6•71,95 =115,1

0,8 • М_пуск ? 1,2 • М_ст

0,8 • 115,1 ? 1,2 • 54,3

92,1 ? 65,2

Условие выполняется. Окончательно принимаем трехфазный общепромышленный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором серии 4А132М4У3

2.2 Расчет и построение механической характеристики. Определение сопротивления пускового реостата

Определяем номинальный момент двигателя:

М_н = , Н•м (7)

где Р_н =1000 кВт - номинальная мощность выбранного двигателя, кВт;

n_н - номинальная частота вращения, об/мин;

n_н = n_о•(1 - s),

где n_о = 1500 об/мин - синхронная частота вращения, об/мин;

s_н = 1,5% номинальное скольжение.

n_н = 1500•(1 - 0,015) = 1477 об/мин;

М_н = (9550•1000)/1477 = 6444 Н•м.

Определяем номинальное сопротивление ротора:

R_рн = , Ом, (8)

где U_рн - напряжение ротора, В;

I_рн - ток ротора, А.

R_рн = 890/(•690) = 0,75 ? 0,8 Ом.

Определяем сопротивление фазы ротора:

r_р = s_н • R_рн, Ом (9)

r_р = 0,015•0,8 = 0,012 Ом.

Определяем критическое скольжение:

s_кр = s_н ? (л + ) (10)

s_кр = 0,015•(2 + ) = 0,06.

Определяем критический момент:

М_кр = л?М_н (11)

М_кр = 2,1•6464 = 12928 Н•м.

Определяем максимальный переключающий момент:

М₁ = 0,75•М_кр, Н•м (12)

М₁ = 0,75•12928 = 9696 Н•м.

Определяем минимальный переключающий момент:

М₂ = М₁•, Н•м (13)

М₂ = 9696•= 3755 Н•м.

Для построения механической характеристики по упрощенной формуле Клосса, определяем моменты в зависимости от скольжения:

М = (14)

М₁ = 2•12928/(0,01/0,06 + 0,06/0,01) = 4191 Н•м;

М₂ = 2•12928/(0,02/0,06 + 0,06/0,02) = 7765 Н•м;

М₃ = 2•12928/(0,03/0,06 + 0,06/0,03) = 10342 Н•м;

М₄ = 2•12928/(0,04/0,06 + 0,06/0,04) = 11915 Н•м;

М₅ = 2•12928/(0,05/0,06 + 0,06/0,06) = 12737 Н•м;

s	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06
М	4191	7765	10342	11915	12737	12928

Выбираем масштаб построения: 12928 - 150 мм.

Х₁ = 4191•150/12928 = 48,6 мм;

Х₂ = 7765•150/12928 = 90 мм;

Х₃ = 10342•150/12928 = 120 мм;

Х₄ = 11915•150/12928 = 138 мм;

Х₅ = 12737•150/12928 = 147 мм;

Определяем сопротивление ступеней пускового реостата:

R = r_р Ч, (15)

где r_р - сопротивление фазы ротора;

l_xz - длина отрезка xz;

l_ав - длина отрезка ав и тд.

Сопротивление первой ступени: R₁ = 0,012Ч(4/58) = 0,0008 Ом

Сопротивление второй ступени: R₂ = 0,012Ч(4/25) = 0,0019 Ом

Сопротивление третьей ступени: R₃ = 0,012Ч(4/10) = 0,0048 Ом

Сопротивление четвертой ступени: R₄ = 0,012Ч(4/3) = 0,016 Ом.

2.3 Расчет и выбор аппаратов защиты и управления

К аппаратам защиты и управления относятся:

- все виды выключателей и переключателей;

- рубильники;

- контакторы;

- реле;

- контроллеры;

- командоаппараты;

- реостаты;

- предохранители и т.д.

При техническом обслуживании аппарат отключают от сети и принимают меры, исключающие возможность ошибочной подачи напряжения, производят его осмотр , очищают от пыли и грязи, масла, проверяют надежность крепления к панели, наличие деталей в комплекте и их взаимодействие, выработку осей, кулачков и других подвижных деталей. Производят необходимую регулировку.

При текущем ремонте заменяют детали, изношенные или не соответствующие требованиям эксплуатации. Пружины, контакты, дугогасительные камеры, заменяют на новые, заводского изготовления. Конструкционные детали могут изготавливаться на собственном предприятии. Также могут перематываться обмотки двигателей, катушки.

Номинальный ток:

I_н = , А (16)

I_н = = 113 А

Выбираем масляный выключатель, таблица 1.

Таблица 1.

Паспортные данные	Расчетные данные	Сравнение
Uэ.у = 6 кВ I э.у = 200 А	Uн = 6 кВ Iн = 113 А	Uэ.у ? Uн 6 кВ ? 6 кВ I э.у > Iн 200 А > 113 А

Окончательно выбираем масляный выключатель ВМГ - 6 - 200.

Выбираем разъединитель.

Разъединитель - это коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации цепи без тока, таблица 2.

Таблица 2.

Паспортные данные	Расчетные данные	Сравнение
Uэ.у = 6 кВ I э.у = 400 А	Uн = 6 кВ Iн = 113 А	Uэ.у ? Uн 6 кВ = 6 кВ I э.у > Iн 400 А > 113 А

Окончательно выбираем разъединитель РВО - 6/400. Разъединитель внутренней установки однополюсного исполнения.

Выбираем трансформатор тока, таблица 3.

Трансформатор тока предназначен для понижения первичного тока до стандартной величины (5 или 1 А) и для определения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Таблица 3.

Паспортные данные	Расчетные данные	Сравнение
Uэ.у = 6 кВ I э.у = 150 А	Iн = 113 А	I э.у ? Iн 150 А > 113 А NТА = I1/I2 = 150/5 = 30

Окончательно выбираем трансформатор тока ТВЛМ - 6.

Выбираем трансформатор напряжения, таблица 4.

Трансформатор напряжения предназначен для преобразования больших переменных напряжений в относительно малые напряжения.

Таблица 4.

Паспортные данные	Расчетные данные	Сравнение
Uэ.у = 6 кВ	Uн = 6 кВ	Uэ.у ? Uн 6 кВ = 6 кВ NТА = U1/U2 = 6000/100 = 60

Окончательно выбираем трансформатор напряжения НОМ - 6. Трансформатор напряжения однофазный масляный.

2.4 Расчет и выбор кабелей и проводов

Выбираем кабель по экономической плотности тока.

Условия выбора сечения проводников:

F_эк = , мм² (17)

где I_{р. мах} - расчетный максимальный ток нормального режима для одной линии, А;

j_эк - экономическая плотность тока, А/мм².

Экономическая плотность тока зависит от материала проводника и величины T_max. Так как T_max = 5000 ч выбираем j_эк = 1,7 А/мм².

Fэк = 113/1,7 = 66,5 мм².

Выбираем кабель АРВБ - (4Ч70)

Четырехжильный кабель с алюминиевыми жилами, резиновой изоляцией, ПВХ оболочкой и броней.

Проверяем кабель по потерям напряжения:

. (18)

r₀ = 0,89 Ом/км - удельное активное сопротивление кабеля на 1 км длины;

х₀ = 0,088 Ом/км - удельное реактивное сопротивление кабеля на 1 км длины;

; (19)

,

Тогда

ДU = [1,73Ч113Ч0,1Ч(0,89Ч0,9 + 0,088Ч0,4359)/6000]Ч100% = 0,27%, кабель проходит по потерям напряжения.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание принципиальной схемы управления главным приводом печи

Работа вращающейся печи цементного завода зависит от технического оборудования, обеспечивающего работу печи, поэтому электрические цепи управления печью и электрические цепи управления вспомогательными механизмами взаимосвязаны. Для включения цепей управления применяются автоматы, перед пуском печи включается предпусковая сигнализация.

Включение предпусковой сигнализации происходит через размыкающие контакты, реле автоматической сигнализации КС (А), предназначено для возвращения сигнала в исходное положение после включения цепи управления печью. После включения цепи управления ротором, нажимаем кнопку SBC1 подается напряжение на предпусковую сигнализацию КС, реле срабатывает и своими замыкающими контактами включает световую и звуковую сигнализацию. Реле времени срабатывает и с выдержкой времени включает реле КАВ, замыкает контакты которые расположены в цепях управления агрегатом печи, это делает невозможным пуск агрегата печи без подачи сигнала.

Включаем предпусковую сигнализацию, определяем время необходимое на пуск всех механизмов. Для включения главного привода печи необходимо:

1)Включить холодильник (контакты КМ);

2)Включить клинкерный транспортер (контакты 2КМ);

3)Включить маслонасос КSР;

4)Включить вентилятор обдува 2КL;

5)С установкой избирательного управления в левое положение,

получает питание реле минимального напряжения KV;

6)Температура подшипников не должна превышать 75⁰С 3КL;

7)Осевое смещение печи не должно превышать 4% 4КL;

8)Включить соленоид масленого выключателя КУ;

9)Включить двигатель.

3.2 Эксплуатация и ремонт электродвигателя главного привода

Осмотры электродвигателей, находящихся в эксплуатации, систем их управления и защиты проводятся по графику утвержденному главным энергетиком предприятия. Осмотр и проверку целостности заземления проводят ежедневно.

При осмотре электродвигателей напряжением до 10 кВ (синхронные и асинхронные) контролируют температуру подшипников, обмоток, корпусов, нагрузку, вибрацию. Проверяют чистоту электрической машины, чистоту помещения, охлаждающую среду, работу подшипников и щеточного аппарата, исправность ограждений.

Измерение температуры подшипников проводят методом термометра. Предельно-допустимая температура подшипников не должна превышать следующих значений: для подшипников скольжения 80 градусов;

- для подшипников качения 100 градусов.

В процессе эксплуатации, у отдельных электрических машин возникают неисправности. Если при техническом обслуживании обнаруженную неисправность удалить нельзя из-за сложности, то определяют, какому виду ремонта подлежит электрическая машина (капитальному или текущему). При осмотре у электродвигателей, расположенных на движущихся частях рабочей машины, омметром проверяют, нет ли обрыва заземляющей жилы кабеля.

Состояние соединений муфты или шкива проверяют, обращая внимание на детали муфты. Поврежденные резиновые детали заменяют. Мегаомметром на 500 В измеряют сопротивление изоляции обмоток статора электродвигателя относительно корпуса. У электродвигателей, имеющих датчики температурной защиты, измеряют сопротивление изоляции цепи датчиков относительно обмотки статора и корпуса.

Снимают защитный корпус и продувают щеточный механизм сжатым воздухом. Очищают щеточный механизм обтирочным материалом, а затем осматривают. При осмотре щеточного механизма проверяют биение коллектора и контактных колец. Биение проверяют индикатором часового типа. Коллектор при неисправностях и биении полируют, до 0,5 мм - прошлифовывают, превышающие 0,5 мм - протачивают при ремонте. При необходимости заменяют щетки. Прошлифовывают щетки по всей контактной поверхности, которая должна составлять не менее 80% рабочей поверхности щетки. Воздушные масляные фильтры должны быть заправлены висциновым или веретеновым маслом. Механизм подачи должен работать исправно. При осмотре проверяют герметичность стыков, наличие масла, исправность механизма подачи.

Вибрация возникает в результате смещения линии валов агрегата при монтаже или при посадке фундамента. Вибрация может возникнуть также в результате короткого замыкания внутри статорной обмотки, из-за чего создается асимметрия магнитного поля. Причиной вибрации может быть также и плохая балансировка ротора в процессе ремонта. В этом случае нужно произвести статическую и динамическую балансировку ротора. Вибрация способствует ослаблению крепления двигателя на фундаменте, разработке подшипников. Она может привести к повреждению изоляции, короткому замыканию в обмотках и искрению под щетками.

3.3 Технология монтажа кабельных линий

Кабельные линии прокладывают так, чтобы при их эксплуатации исключалась возможность возникновения опасных напряжений и механических повреждений.

Кабели укладывают с запасом по длине 1 ч 2% для компенсации возможных смещений почвы и температурных деформаций, как самих кабелей, так и конструкций, по которым они проложены. В траншеях и на сплошных поверхностях внутри зданий и сооружений запас создают волновые укладки кабеля, а по кабельным конструкциям образованием провеса. Создавать запас кабеля в виде колец не допускается. Усилие натяжения при прокладке кабеля зависит от способа прокладки, сечения жил, температуры и конфигурации трассы.

Кабели, прокладываемые горизонтально по конструкциям, стенам, перекрытиям и фермам, жестко закрепляют в конечной точке, непосредственно у концевых муфт, заделок, на поворотах трассы, с обеих сторон изгибов и у соединительных муфт. Кабели на вертикальных участках закрепляют на каждой кабельной конструкции. В местах жесткого крепления небронированных кабелей со свинцовой или алюминиевой оболочкой на конструкциях применяют прокладки из листовой резины, листового поливинилхлорида или другого эластичного материала. Не бронированные кабели с пластмассовой оболочкой или пластмассовым шлангом, а так же бронированные кабели крепят к конструкциям скобами, хомутами накладками без прокладок.

Внутри помещений и снаружи в местах. Доступных для неквалифицированного персонала, где возможно передвижение автотранспорта, грузов и механизмов, бронированные кабели защищают от механических повреждений на безопасной высоте ( не менее 2 метров от уровня земли или пола и на глубине 0,з метра в земле).

Защиту обеспечивают кожухами из листового металла толщиной 2,5 мм или отрезками труб. Приступая к сооружению кабельных линий, монтажники изучают рабочую документацию:

- план трассы;

- продольный профиль;

- рабочие чертежи конструкций;

- строительные чертежи кабельных сооружений;

- перечни мероприятий по герметизации вводов;

- чертежи перехода кабельных линий напряжением 35 кВ в воздушную линию;

- кабельный журнал;

- спецификацию на материалы и изделия;

- сметы.

Как правило, монтаж кабельных линий выполняют в две стадии:

1)Внутри зданий и сооружений устанавливают опорные конструкции для прокладки кабелей (работы ведут по совмещенному графику строительно - монтажных организаций).

2) Прокладывают кабели и подключают их к выводам электрооборудования (работы ведут после завершения комплекса строительных и отделочных работ при условии передачи объекта под монтаж по акту).

Технологический процесс прокладки кабеля состоит из следующих операций:

- установки барабана с кабелем;

- подъем барабана домкратом;

- снятие обшивки с барабана;

- раскатки кабеля ровным вращение барабана и протяжкой кабеля вдоль трассы в проектное положение.

4. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

4.1 Организационные мероприятия

1)Оформление работ нарядом распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации

2)Допуск к работе.

3)Надзор во время работы.

4)Оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончание работы

4.2 Технические мероприятия

При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть в указанном порядке выполнены следующие технические мероприятия:

1)Произвести необходимые отключения и принять меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов.

2)Вывесить запрещающие плакаты на проводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов.

3)Проверить отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током.

4)Наложить заземление (включить заземляющие ножи, а там где они отсутствуют, установить переносные заземления).

5)Вывесить указательные плакаты «Заземлено», оградить при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части, вывесить предупреждающие и предписывающие плакаты.

4.3 Классификация средств защиты от поражения электрическим током

Все защитные средства делятся на основные и дополнительные. Основными защитными средствами называются такие, которые надежно выдерживают рабочее напряжение электроустановки и при помощи которых допускается касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. Дополнительными защитными средствами являются такие, которые сами не могут обеспечить безопасность при касании токоведущих частей, но дополняют основные защитные средства, а также служат для защиты от напряжения прикосновения и напряжения шага.

К основным защитным средствам, применяемым в электроустановках напряжением до 1000 В, относятся:

- диэлектрические перчатки;

- инструменты с изолированными рукоятками;

- указатели напряжения;

- изолирующие и электроизмерительные клещи;

- изолирующие штанги.

К дополнительным защитным средствам, применяемым в электроустановках напряжением до 1000 В, относятся:

- диэлектрические галоши;

- диэлектрические резиновые коврики;

- изолирующие подставки.

К основным защитным средствам, применяемым в электроустановках напряжением свыше 1000 В, относятся:

- изолирующие штанги всех видов;

- изолирующие и электроизмерительные клещи;

- устройства и приспособления для обеспечения безопасности труда при проведении испытаний и измерений в электроустановках;

- прочие средства защиты, изолирующие устройства и приспособления

для ремонтных работ под напряжением в электроустановках напряжением110 кВ и выше (полимерные изоляторы, изолирующие лестницы и т.п.)

К дополнительным защитным средствам, применяемым в электроустановках напряжением свыше 1000 В, относятся:

- диэлектрические перчатки;

- диэлектрические боты и ковры;

- изолирующие подставки и накладки;

- штанги для переноса и выравнивания потенциала.

4.4 Охрана окружающей среды

Учет экологических проблем повысил требования по защите окружающей среды и ужесточил нормы по выбросам газов и запыленного воздуха в атмосферу, по уровню шума. В результате возросли капитальные затраты на строительство и расходы на обеспыливание и противошумовую защиту. В настоящее время усовершенствуются обеспыливающие устройства. С другой стороны, наблюдается стремление более полно использовать в технологии отбросные газы и избыточный воздух из холодильника. Так, шире стали использовать отходящие газы печей для сушки сырья, разработаны решения, повысившие долю использования воздуха колосниковых холодильников и методы, снижающие его запыление в самом холодильнике. Например, сконструирован холодильник, сочетающий колосниковый (охлаждение клинкера до 4000С) с рекуператорным, в котором воздух не соприкасается с клинкером (охлаждение через стенку), что снижает запыленность воздуха; разрабатываются замкнутые системы с охлаждением воздуха воздухом через стенку, что позволяет отказаться от узла очистки воздуха из холодильников печей. Усовершенствуются сами холодильники. Применение шахтного холодильника, в котором имеются участки с «кипящим слоем» (в суженной горловине шахты), позволяет уменьшить объем воздуха для охлаждения и большую часть охлаждающего воздуха использовать в печи.

С целью уменьшения пылеобразования сокращают число перевалок на транспортных коммуникациях; при перевозке пылящих материалов транспортные устройства устанавливают в плотных кожухах; с этой же целью отказываются от открытых складов для хранения клинкеров, гипса и добавок и переходят на силосные.

Для повышения эффективности очистки печных газов переходят от вертикальных на четырехпольные горизонтальные электрофильтры с установкой также инерционных пылеуловителей.

С целью повышения очистки печных газов в электрофильтрах и обеспечения надежности их работы устанавливают испарительные холодильники (испарение капель разбрызгиваемой воды). Таким путем стабилизируется температура отходящих газов и снижается омическое сопротивление пыли, что обеспечивает устойчивую работу фильтров.

Используют, где это возможно, более дешевые пылеуловители. Так, зернистые фильтры устанавливают для очистки воздуха из колосникового холодильника после сушильных установок. Используют на первой стадии вместо циклонов жалюзийные сепараторы.

Требования экологии и производственной санитарии допускают концентрацию пыли в воздухе производственных помещений в зависимости от состава пыли 5-10 мг/м3.

Для обеспечения защиты окружающей среды и санитарных норм в производственных помещениях предусматривают отсос воздуха из бункеров, течек, от мест перегрузки транспортного и дробильного оборудования.

Газы после печей или после их использования в сушильно-размольных установках подвергают очистке в электрофильтрах наиболее приспособленных аппаратах для очистки больших объёмов газов. Для повышения степени и надежности очистки применяют установку перед фильтрами испарительных холодильников - кондиционеров, отказываются от вертикальных фильтров, используют трех - и четырехпольные фильтры. С позиций экологии,

охраны природы и экономики становится необходимостью

ориентация на безотходную технологию - комплексное использование сырья и полупродуктов.

Цементная промышленность использует значительное количество различного вида отходов: отходы камнепиления и отсев производства щебня карбонатных пород; доменные и электротермофосфорные шлаки, золы ТЭС, шлак бездоменного процесса получения железа, шлаки цветной металлургии, отходы углеобогащения, представляющие собой высокоалюминатные глины; минерализаторы - медеплавильный шлак, фосфогипс и др.

Топливо содержащие отходы необходимо подавать либо непосредственно в печь, либо сжигают в специальных установках.

Использование техногенных продуктов в любом количестве позволяет экономить природные сырьевые ресурсы, повысить производительность печей, снизить расход технологического топлива, получать цементы со специальными свойствами, улучшать экологическую обстановку в регионе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнение курсового проекта способствует закреплению и углублению знаний и умений, полученных при изучении дисциплины: «Эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и гражданских зданий».

Работа позволяет получить следующие навыки:

- применение на практике приемов расчета и конструирования;

- составления кинематических схем, описания устройства и принципа

действия проектируемого объекта;

- обоснования и разработки технических решений и расчетов элементов конструкций;

- работы со специальной технической литературой;

- анализа технических параметров проектируемого изделия.

главный привод печь электродвигатель

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1)И.И. Алиев. Электротехнический справочник.

2)Зимин. Электрооборудование ПП и установок.

3)Нормативная литература - не ранее 2006 года издания

4)Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию. - М.: «Высшая школа», 1991

5)Кацман М.М. Электрические машины. - М.:«Академия», 2006

6)Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам. - М.:«Академия», 2006

7)Кацман М.М. Электрический привод. - М.: «Академия», 2006

8)Князевский Б.А. Охрана труда в электроустановках. - М.: «Энергия», 1970

9)Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: «Высшая школа», 1990.

10)Москаленко В.В. Электрический привод. - М.: «Академия», 2007

11)Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей/ Главгосэнергонадзор России. - М., 2006.

12)Правила устройства электроустановок. - М,: Энергоатомиздат, 2006

13)Сибикин Ю.Д. и др. Э. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: «Высшая школа», 2001.

14)Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование. - М.: «Академия», 2006

15)Периодическая литература, каталоги, информационно-поисковая система.

16)Нормативная литература - не ранее 2006 года издания

Размещено на Allbest.ru