Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Технологический процесс кальцинации гидроокиси алюминия

1.2 Характеристика, назначение и принцип работы технологического оборудования цеха кальцинации

1.2.1 Технические характеристики оборудования

1.2.2 Принцип работы основного технологического оборудования печного отделения

2. Электроснабжение

2.1 Схемы электрических сетей

2.2 Характеристика электроприёмников и сведения об их питании (с таблицей электроприводов)

2.3 Электрическое освещение

2.4 Расчёт нагрузок и выбор трансформаторных подстанций

2.5 Выбор узлов питания и трансформаторов

2.5.1 Выбор числа и мощности трансформаторов

2.5.2 Проверка необходимости компенсации реактивной мощности

2.5.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для питания высоковольтных электроприёмников

2.5.4 Проверка необходимости компенсации реактивной мощности

2.6 Расчёт кабельных линий высокого напряжения

2.6.1 Выбор кабелей

2.7 Расчёт токов короткого замыкания в высоковольтных цепях

2.8 Выбор электрооборудования для электроустановок высокого напряжения

2.9 Выбор электрооборудования и проводников для электрических сетей низкого напряжения

2.10 Расчёт токов короткого замыкания в низковольтных цепях

2.11 Проверка электрических сетей по условиям успешности запуска крупных электродвигателей

2.12 Расчёт релейной защиты электрических сетей высокого напряжения

2.13 Расчёт и выбор параметров троллейных линий и электроаппаратуры кранов

2.14 Расчёт заземляющих устройств

2.14.1 Использование строительных конструкций производственных зданий в качестве естественных заземлителей

2.14.2 Расчёт заземлителя

3. Электропривод промышленных установок и технологических комплексов цеха кальцинации ОАО «АГК»

3.1 Электропривод вращения печи кальцинации

3.2 Тиристорный преобразователь частоты с автономным инвертором напряжения

3.3 Расчет параметров и выбор силовых элементов тиристорного электропривода

3.3.1 Выбор электродвигателя привода вращения печи кальцинации

3.3.2 Расчет и выбор силового трансформатора

3.3.3 Расчет и выбор силовых тиристоров

3.3.4 Расчет и выбор реакторов

3.3.5 Сопротивление силовой цепи

3.4 Расчёт и выбор элементов преобразователя частоты

3.5 Особенности мощных инверторов напряжения

3.6 Расчёт регулировочных характеристик тиристорного преобразователя

3.7 Энергетические показатели работы электропривода

4. Автоматизация загрузки цеха кальцинации

4.1 Особенности технологического процесса, осуществляемого в цехе кальцинации

4.2 Математические модели процесса кальцинации

4.3 Алгоритмы управления

4.4 Автоматизированная система управления качеством прокалки глинозёма

4.5 Корректировка коэффициентов в расчётных уравнениях

4.6 Особенности предлагаемой схемы измерения расхода гидрата и его регулирования

5. Безопасность жизнедеятельность в цехе кальцинации ОАО «АГК»

5.1 Организация безопасности труда в цехе

5.2 Охрана труда и техника безопасности

5.3 Освещение производственных участков

5.4 Основные и организационные мероприятия, обеспечивающие безопасное ведение технологического процесса

5.5 Вентиляция

5.6 Электробезопасность

5.7 Требования, предъявляемые к персоналу

5.8 Меры безопасности при допуске к работам на электродвигателе

5.9 Мероприятия, препятствующие поражению электрическим током

5.10 Пожаробезопасность

6. Экономическая часть

6.1 Экономическое обоснование выбора электродвигателя главного привода и его системы управления

6.2 Расчёт капитальных вложений в проект

6.3 Эксплуатационные расходы

6.3.1 Определение годового объёма ремонтных работ

6.3.2 Расчёт стоимости электроэнергии, потребляемой цехом кальцинации

6.3.3 Расчёт численности персонала электрослужбы цеха кальцинации

6.3.4 Расчёт фонда оплаты труда персонала электрослужбы

6.3.5 Общие затраты электрослужбы цеха кальцинации.

6.3.6 Технико-экономические показатели проекта

Заключение

Список использованных источников

Ведомость дипломного проекта



Введение

ОАО «Ачинский глинозёмный комбинат» (АГК) является крупнейшим предприятием в России, осуществляющим впервые в мире комплексную переработку нефелиновой руду с получением глинозёма, соды кальцинированной, поташа, минеральных удобрений, цемента, сернокислого алюминия, галлия и другой сопутствующей продукции.

АГК стал первым глинозёмным предприятием в России, который получил сертификат соответствия международному стандарту ISO 9001 (февраль 2002 г.) В апреле 2000 года контрольный пакет акций 54,09% ОАО «АГК» приобретён холдинговой компанией «Русский алюминий» («РусАл»). Сейчас «РусАл» владеет 99,7 % акций АГК. Размер уставного капитала «РусАла» составляет 23 миллиарда 124 миллиона рублей.

Ачинский глинозёмный комбинат был зарегистрирован, как открытое акционерное общество «Ачинский глинозёмный комбинат» (ОАО «АГК») 20 апреля 1994 года администрацией города Ачинска Красноярского края. Форма собственности - частная, без доли государства.

В самый крупный алюминиевый холдинг страны входят Саянский, Красноярский, Братский, Новокузнецкий алюминиевые заводы, глинозёмные заводы в Николаевске, Ачинске, Армении и Румынии. По уровню капитализации «РусАл» (по оценкам экспертов, это около 8,4 млрд. долл.), на сегодня является второй алюминиевой компанией в мире, уступая лишь американской Alcoa (около 26 млрд. долл.).

Производственные мощности АГК позволяют ежегодно выпускать: более 1000 тыс. тонн глинозёма, около 600 тыс. тонн сопутствующих продуктов.

Целесообразность организации в Красноярском крае производства глинозёма определялась большими запасами нефелиновой руды, расположенными в Кемеровской области в 265 км от Ачинска, залегающих рядом с площадкой комбината известняков, удобными транспортными развязками с выходом на Транссибирскую магистраль и крупнейшим потребителям глинозёма в г. Красноярске.

Быстрое развитие производства алюминия (глинозёма) во всем мире обусловлено весьма ценными свойствами этого металла. Постоянный рост производства цветных металлов определяет значительный рост энергопотребления.

В производстве глинозёма цех кальцинации - это завершающаяся стадия. Из гидроксида глинозёма Al2(OH)3 получается чистый глинозём Al2O3.

Для технического перевооружения электрохозяйства цеха кальцинации намечены следующие цели дипломного проекта:

1) модернизация преобразовательных подстанций;

2) замена и усовершенствование устаревшего силового электрооборудования;

3) разработка и внедрение средств улучшения качества электроэнергии;

4) внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами и электроснабжением.



1. Технологическая часть

1.1 Технологический процесс кальцинации гидроокиси алюминия

Цех кальцинации является завершающим этапом в получении глинозёма. Исходным материалом для получения глинозёма является гидроокись алюминия, вырабатываемая цехом гидрохимии следующего химического состава:

Al2O3 от 65,32 до 66,64 %

S3O2 от 0,03 до 0,02 %

CaO от 0,02 до 0,05 %

FeO3 от 0,01 до 0,62 %

(Na2 + K2O) от 0,3 до 0,6 %

Влажность от 12 до 14 %

Насыпной вес от 0,85 до 1,0 т/м3

Топливом для цеха кальцинации служит мазут, подаваемый мазутным хозяйством комбината.

Гидрат окиси алюминия, после фильтрации и промывки на барабанных фильтрах цеха гидрохимии, ленточными конвейерами подаётся в приёмные бункера цеха кальцинации с температурой от 30 до 40 С.

При необходимости, гидрат окиси алюминия, может подаваться на конвейеры цеха кальцинации или грейферным мостовым краном из накопительного склада емкостью 4,5 тыс. тонн (по гидрату).

С ленточных конвейеров сбрасывателями, управляемыми автоматически или дистанционно, гидрат окиси алюминия распределяется по приёмным бункерам, ёмкостью 57 м каждый, работающих прокалочных печей.

Из приёмного бункера, ленточным весоизмерителем - дозатором, гидроокись алюминия подаётся через газоход навстречу топочным газам на встроенную обечайку прокалочной печи; пыль, уловленная газоочистным оборудованием, подаётся в печь раздельно от гидрата через пылевую течку под встроенную обечайку печи.

Качество подаваемой в печь гидроокиси алюминия регулируется за счёт изменения скорости движения ленты весоизмерителя-дозатора, которая задаётся автоматически автоматизированной системой управления технологическим процессом (в дальнейшем АСУ ТП), или дистанционно персоналом, контролирующим технологический процесс прокалки гидроокиси алюминия.

Прокалка гидроокиси алюминия осуществляется во вращающихся печах. Двигаясь навстречу топочным газам, материал проходит в печи ряд температурных зон, соответствующих определённым стадиям превращения прокаливаемой гидроокиси алюминия.

1. Зона сушки.

Температура газового потока в этой зоне изменяется от 600 до 300 С. Температура материала от 70 до 200 С, происходит полное удаление гигроскопической влаги.

2. Зона обезвоживания или дегидратации.

Температура газового потока от 600 до 1050 С. Температура материала от 200 до 900 С. Здесь полностью удаляется кристаллизационная влага и гидроокись алюминия превращается в глинозём по следующей формуле:

225 C (500- 900)о С

Al(OH)3 ------- AlOOH -------- -Al2O3 (до 900 C)

гидроокись бемит гамма-глинозем

алюминия (низкотемпературная модификация

(гиббсит) оксида алюминия )

3. Зона прокаливания.

Температура газового потока около 1400 С. Температура материала от 1200 до 1250 С. Происходит частичная перекристаллизация гамма - глинозёма в альфа-глинозём:

1200 C

-Al2O3 -------- - Al2O3 (до 1400 C)

4.Зона охлаждения.

Температура глинозёма снижается до 900 - 1000С за счёт теплообмена между глинозёмом и воздухом, поступающим на поддержание горения топлива. Дальнейшее охлаждение осуществляется в холодильниках кипящего слоя (КС).

Прокаленный глинозём, высыпающий из печи, поступает на очистку от шамотной крошки в шамотоотделитель.

В шамотоотделителе, с помощью сжатого воздуха, глинозём псевдосжижается и происходит отделение шамотной крошки от глинозёма, более тяжёлые шамотные частицы проходят через струю сжатого воздуха и накапливаются в нижней части шамотоотделителя, более лёгкие частицы глинозёма перебрасываются через переливной порог и поступают в холодильник. По мере накопления, с помощью виброприставки, шамотная крошка выгружается из шамотоотделителя.

Холодильник КС представляет собой закрытый аппарат, прямоугольного сечения со сводчатым потолком. Внутри, на длину 28,16 м от горячего конца (шамотоотделителя), корпус холодильника зафутерован огнеупорным кирпичом.

Внизу холодильника смонтированы 7 воздушных камер, которые перекрыты беспровальной подиной. Пространство, над беспровальной подиной, разделено перегородками с переливными окнами на 9 секций. В последние три секции доохлаждения глинозёма, установлены теплообменники, охлаждаемые водой.

Холодный воздух, подаваемый мельничным вентилятором ВМ-75, поступает по воздуховодам в воздушные камеры холодильника, проходит через колпачки беспровальной подины, далее через слой глинозёма, находящегося в подине, нагревается за счёт тепла глинозёма, проходит очистку в групповых циклонах и поступает на поддержание горения топлива в прокалочной печи. Уловленная в групповых циклонах пыль, возвращается через пневмозатвор обратно в холодильник. Поступающий в первую секцию непровальной подины глинозём с температурой до 900оС проходит все секции холодильника, отдаёт своё тепло воздуху и охлаждается.

Охлажденный до 150 - 200С глинозём поступает в пневмокамерные насосы и сжатым воздухом, давлением до 6 атмосфер, по системе трубопроводов транспортируется и распределяется по силосам склада глинозёма.

Склад глинозёма состоит из восьми силосов, расположенных попарно вдоль фронта железнодорожного пути. С помощью погрузочного устройства глинозём из силосов отгружается в железнодорожные вагоны типа “Хоппер” или цистерны насыпью, взвешивается на весах и отправляется потребителю.

Глинозём представляет собой порошковый материал белого цвета с насыпным весом от 0,9 до 1,0 г/см.3 .

В своей основной массе глинозём состоит из двух модификаций:

§ альфа модификация - прокалённый глинозём, не поглощает из атмосферы влагу при длительном хранении;

§ гамма модификация обладает значительной дисперсностью и гигроскопичностью. При длительном хранении поглощает влагу из атмосферы.

Глинозём является основным исходным материалом для производства алюминия электролитическим способом. Глинозём должен характеризоваться высокой степенью чистоты, так как примеси оксидов других элементов вызывают повышение расхода электроэнергии и снижают сортность алюминия.

Выпускаемый глинозём должен удовлетворять требованиям ГОСТ 6912-74 для глинозёма (таблица 1.1)

Таблица 1.1 - Технические требования на глинозём (по ГОСТ 6912-74)

марка	Содержание примесей, % не более	П.п.п., % не более	Содержание, -Al2O3, %,	Область преимущественного применения
	SiO3	Fe2O3	Na2O
Г-00	0,02	0,03	0,4	0,8	30	Производство первичного алюминия и специальных видов керамики
Г-0	0,03	0,05	0,05	1,0	25	Производство первичного алюминия электрическим методом
Г-1	0,05	0,05	0,5	0,9	30
Г-2	0,08	0,03	0,5	0,9	30
Г-3	0,10	0,05	0,5	0,9	30
Г-4	0,20	0,08	0,6	1,1	25
ГЭБ	0,08	0,02	0,3	0,4	70	Производство белого электрокорунда
ГН-1	0,10	0,04	0,1	0,2	95	Производство специальных видов электрокерамики
ГН-2	0,10	0,04	0,2	0,2	93
ГК	0,15	0,06	0,3	0,2	25 - 35	Производство электроизоляционных изделий
ГКК	0,05	0,04	0,4	1,5	25	Производство катализаторов при производстве каучука

Буквы обозначают: Г - глинозём; ЭБ - электрокорунд белый; Н - низкощелочной; К - керамический; КК - катализаторы для производства каучука; цифры означают сорт глинозёма.

При кальцинации гидроокиси алюминия во вращающихся печах, имеется большой пылевынос, который составляет от 70 до 100 % от производительности печей. Снижение потерь глинозёма с отходящими газами достигается многоступенчатой системой очистки печных газов, в которую входят:

1) холодная головка печи;

2) две ступени батарейных циклов;

3) электрофильтры.

Благодаря изменению скорости движения пылегазового потока в холодной головке печи происходит частичное улавливание пыли (от 5 до 10%) от общего пылевыноса.

Последующая очистка происходит в двух ступенях батарейных циклонов. В батарейных циклонах происходит основное улавливание пыли, и пылегазовый поток подготавливается для окончательного пылеулавливания в электрофильтрах. Концентрация пыли в газе, после очистки их в батарейных циклонах, должна составлять не более 10,5г/м3. После очистки в электрофильтрах, газ выбрасывается в атмосферу с запылённостью не более 0,3г/м3.

Эффективность работы пылеулавливающего оборудования зависит от грамотного ведения технологического процесса прокалки гидроокиси алюминия, технического состояния пылеулавливающего оборудования, поддержания высоких вольтамперных характеристик электрофильтров, своевременного удаления уловленной пыли из системы пылевозврата. Вся уловленная пыль перекачивается струйными насосами в шамотоотделитель, что снижает входную запылённость перед электрофильтрами и выбрасываемого в атмосферу газа.

Нормы технологического режима прокалки гидроокиси алюминия представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 -Нормы технологического режима прокалки гидроокиси алюминия

Нормируемый параметр	Ед. изм	Значения
Расход гидрата по конвейеру, не более	т/ч	300
Расход мазута на печи	т/ч	3,8-4,2
Температура мазута, идущего на механическую форсунку	о С	900-110
Давление мазута, идущего на механическую форсунку	Па (кгс/см2)	(5,9-14,7)105 (6-15)
Отходящие газы из печи
Массовая доля кислорода (О2)	%	0,5-2,0
Массовая доля диоксида углерода (СО2)	%	12-14
Температура	о С	350-400
Температура перед электрофильтрами	о С	140-200
Разрежение в холодной головке печи	Па (мм. вод. ст.)	39-196 (4-20)
Температура глинозёма на выходе в шамоотделитель	о С	600-800
Температура глинозёма на выходе из холодильника, не более	о С	200
Расход воздуха на холодильник	м3/ч	30000-38000
Расход сжатого воздуха на шамоотделитель и групповые циклоны на холодильник	м3/ч	2200-2400
Расход воды на теплообменники холодильника	м3/ч	80-120
Давление сжатого воздуха на транспортирование глинозёма и пыли, уловленной электрофильтрами	Па(кгс/см2)	(4,4-5,9)105 (5-6)
Неснижаемый запас гидроксида алюминия на складе цеха гидрохимии,не менее	т	500

Глинозём металлургический должен соответствовать требованиям ГОСТ 30558-98.

1.2 Характеристика, назначение, и принцип работы технологического оборудования цеха кальцинации

1.2.1 Технические характеристики оборудования

Перечень технологического оборудования цеха кальцинации, а также его назначение представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Оборудование цеха кальцинации.

№ п/п	Наименование	Кол-во	Назначение
1	Вращающаяся печь	4	Прокалка глинозема
2	Холодная головка печи	4	I стадия газоочистки
3	Батарейный циклон I	4	II стадия газоочистки
4	Батарейный циклон II	4	II стадия газоочистки
5	Дымосос	4	Создание разряжения в печи
6	Пневмотранспорт	28	Подача оборотной пыли
7	Затвор «мигалка»	32	Подача оборотной пыли
8	Конвейер ленточный	2	Подача гидроокиси в цех
9	Приемные бункера	4	Распределение гидроокиси по печам
10	Весоизмеритель - дозатор	4	Подача и регулирование подачи гидроокиси в печь
11	Система автоматического управления	4	Автоматизация распределения гидроокиси в печь
12	Шамотоотделитель	4	Классификация глинозема
13	Приемная камера	4	Классификация глинозема
14	Холодильник кипящего слоя	4	Охлаждение глинозема
15	Вентилятор ВМ-75	4	Подача вторичного воздуха
16	Циклон НИОгаза	4	Очистка вторичного воздуха
17	Маслоприямок	4	Сбор масла
18	Бункер пылесистемы	20	Сбор оборотной пыли
19	Сбросовый стояк	20	Подача оборотной пыли
20	Пылесборник	4	Сбор пыли под электрофильтром
21	Шибер регулировочный	16	Распределение газового потока на камеры электрофильтров
22	Роликоопора печей	40	Опоры печей
23	Подшипник качения	80	Опоры роликов
24	Редуктор главного привода	4	Вращение печей
25	Редуктор вспомогательного привода	4	Вращение печей
26	Упорный ролик	8	Ограничение хода печей
27	Маслостанция	4	Смазка шестерни редуктора главного привода
28	Пневмокамерный насос	4	Откачка глинозема в силоса
29	Система управления пневмокамерным насосом	8	Автоматическая загрузка и разгрузка пневмокамерного насоса
30	Щит сигнализации КИПиА	1	Уровень заполнения пневмокамерного насоса
31	Установка УОВ	1	Подача осушенного воздуха на систему автоматического управления
32	Пробоотборник	4	Пробоотборник
33	Станция пневмопочты	1	Отправление проб в ОТК для анализа
34	ФильтрРВК-90	24	Очистка воздуха
35	Вентилятор центробежный ЦП-7-70	24	Забор воздуха из фильтра
36	Вентилятор центробежный ЦП-50	24	Забор воздуха из фильтра
37	Осадительный циклон	8	I стадия очистки воздуха по транспортировке соды
38	Затвор «мигалка»	8	Сброс материала из аспирационного фильтра
39	Двухходовой переключатель	8	Распределение материала по силосам
40	Трубопровод соды и глинозема	18	Транспортировка материала на склад

Технические характеристики оборудования печного отделения цеха кальцинации представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Технические характеристики оборудования печного отделения цеха кальцинации.

Наименование показателя технологического оборудования	Единицы измерения	Величина
Наклонно-горизонтальный конвейер 100125-Ф-160
Количество	шт.	2
Длина	м	261,5
Ширина	мм	1000
Скорость движения	м/с	1,4
Электродвигатель АО-94-6
-мощность	кВт	75
-скорость вращения	рад/с (об/мин)	100 (1000)
Редуктор ЦД2-115М
-передаточное число		48,6
Рабочее количество масла	кг	160
Производительность по гидроокиси алюминия	т/ч	300
Натяжная станция грузового типа, транспортёрная лента десятислойная на капроновой ткани К-8-3-Т, К-10-2-3Т или ТК-300
Дозатор - весоизмеритель СБ-106
Количество	шт.	4
Длина	мм	2100
Ширина	мм	1200
Электродвигатель ПБ 41-2
-мощность	кВт	1,2
-скорость вращения	рад/с (об/мин)	150 (1500)
Редуктор Ц2У-150
-передаточное число		31
Шнековый питатель В-500-2,6
Количество	шт.	4
Редуктор Ц2У-200
-передаточное число		31
Электродвигатель 4А132М-4
-мощность	кВт	11
-скорость вращения	рад/с (об/мин)	150 (1500)
Печь вращающаяся фирмы "Дессау"
Количество	шт.	4
Длина	м	110
Диаметр	м	4,5
Уклон	%	2
толщина корпуса	мм	30-45
Скорость вращения	рад/с (об/мин)	0,1-0,16 (1,0-1,6)
производительность по глинозёму	т/ч	38
Главный привод
электродвигатель "Дессау"
-мощность	кВт	160
-скорость вращения	рад/с (об/мин)	75(750)
Редуктор "Дессау"
-передаточное число		86,4
Вспомогательный привод
Электродвигатель АО72-6
-мощность	кВт	14
-скорость вращения	рад/с (об/мин)	100 (1000)
Редуктор РФ-35
-передаточное число		35,5
Холодильник КС
Количество	шт.	4
Длина	м	38
Ширина	м	5
Высота	м	4,2
Количество воздушных камер	шт.	7
Количество теплообменников	шт.	40
Количество колпачков	шт.	5600
Производительность	т/ч	50
Вентилятор ВМ-75
Количество	шт.	4
Производительность	м3/ч	50000
Напор	Па (мм вод. ст.)	14896 (1520)
Электродвигатель ДАЗО12-41-4
-мощность	кВт	400
-скорость вращения	рад/с (об/мин)	150 (1500)
Дымосос Д20*2 правого вращения
Количество	шт.	4
Производительность	м3/ч	375000
Напор	Па (мм вод. ст.)	2940 (300)
Электродвигатель А13-43-8
-мощность	кВт	400
-скорость вращения	рад/с (об/мин)	75(750)
Напряжение	В	3000
Пневмокамерный насос ПКН
Количество	шт.	8
Объём	м3	6
Высота	мм	2400
Диаметр	мм	1800
Толщина стенки	мм	12-14
Рабочее давление	МПа (кгс/см2)	0,6 (6,0)
Допустимая температура	ОС	200
Групповые циклоны ЦН--24
Диаметр	мм	1200
Количество групп	шт.	2
Количество элементов в группе	шт.	4
Степень очистки	%	до 93
Батарейный циклон БЦ В--250/2*130
Количество	шт.	4
Размеры	мм	8285*7630*3070
Количество групп	шт.	2
Количество элементов в группе	шт.	130
Диаметр элементов	мм	250
Объём очищаемых газов на группу	м3/ч	129600
Входная запылённость	г/м3	384
Степень очистки	%	до 90
Батарейный циклон БЦ В-150/4*192
Количество	шт.	4
Размеры	мм	5500*6600*2800
Количество групп	шт.	2
Количество элементов в группе	шт.	192
Диаметр элементов	мм	150
Объём очищаемых газов на группу	м3/ч	210000
Входная запылённость	г/м3	36,6
Степень очистки	%	до 70
Электрофильтр ДВПН-2*20
Количество	шт.	4
Высота	м	20
Поперечное сечение	м	9,85*6,51
Количество электродов:
-осадительных	шт.	36
-коронирующих	шт.	34
Рабочее давление	Па (мм вод. ст.)	2942 (300)
Производительность	м3/ч	200000
Температура газа на выходе	ОС	не более 250
Сопротивление	Па (мм вод. ст.)	147,1 (15)
Площадь осаждения	м2	1245
Степень очистки	%	99
Силоса готовой продукции
Глинозёмный силос
Количество	шт.	8
Объём	м3	3149
Предел наполнения	т	2500
Высота	м	26
Диаметр	м	12
Толщина стенок	мм	240
Масса глинозёма на один метр высоты
Силоса	т	113
Масса глинозёма в конусе	т	209
Не разгружаемый остаток	т	100
Масса глинозёма в силосе	т	2600
Содовый силос
Количество	шт	8
Объём	м3	2546
Предел наполнения	т	2600-2900
Высота цилиндрической части	м	21
Диаметр	м	12
Толщина стенок	мм	240
Масса соды на один метр высоты
Силоса	т	113-116
Васса соды в конусе	т	200
Не разгружаемый остаток	т	150
Масса соды в силосе	т	2600-2800
Погрузочная машина типа С-926
Количество	шт	16
Грузоподъёмность	т	до 1
Скорость подъёма	м/мин	8
Высота подъёма	мм	1540
Продольный ход
Длина	мм	2180
Скорость движения	м	15
Главная каретка
Длина хода	мм	1300
Скорость поперечного передвижения	м/мин	12
Производительность	т/ч	400
Электродвигатель АО41--4
Количество	шт.	4
-мощность	кВт	1,7
-скорость вращения	рад/с(об/мин)	150 (1500)
Редуктор РЧН-80
-передаточное число		41
Вагонные весы типа РС--150
Количество	шт.	16
Предельная нагрузка	т	150
Цена деления	кг	50,100,200
Диаметр шкалы	мм	600,710
Размер платформы	м	15,5*1,8
Общее передаточное отношение		1/15000
Рукавный фильтр ФРКИ--360 (на силосах соды).
Количество	шт.	8
Площадь фильтрации	м2	360
Количество секций	шт.	8
Производительность	м3/ч	1200
Степень очистки	%	99
Рукавный фильтр ФРКИ-180 (на силосах глинозёма)
Количество	шт.	8
Количество секций	шт.	4
Площадь фильтрации	м2	180
Производительность	м3/ч	9000
Степень очистки	%	99
Рукавный фильтр ФРКИ-90
Количество	шт.	8
Количество секций	шт.	3
Площадь фильтрации	м2	90
Производительность	м3/ч	3388
Степень очистки	%	99

1.2.2 Принцип работы основного технологического оборудования печного отделения

Рассмотрим назначение и принцип работы основного технологического оборудования печного отделения.

Наклонно-горизонтальные конвейеры предназначены для транспортировки гидроокиси алюминия из цеха гидрохимии и распределения ее по бункерам. В цехе кальцинации установлено два ленточных конвейера, один из них находится в ремонте или резерве, и включается в работу в случае необходимости. Распределение гидроокиси алюминия по бункерам осуществляется плужковыми сбрасывателями, управляемыми дистанционно или в автоматическом режиме. Обслуживание конвейеров заключается в конкретном уровне масла в редукторах приводов по отметке на щупе, смазке подшипников, опорных и поддерживающих роликов, консистентной смазкой, контроле положения ленты на роликах.

Ленточные дозаторы - весоизмерители предназначены для подачи строго определенного количества гидрата окиси алюминия в прокалочные печи. Их установлено 4.

Количество разгружаемого в печь гидрата регулируется изменением скорости движения ленты, при постоянном слое загружаемого материала на ней. Изменение скорости движения ленты производится прокальщиком, дистанционно или автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП).

Обслуживание весоизмерителей - дозаторов заключается: в контроле за количеством смазки в редукторе привода, смазке приводных цепей, контроля натяжения ленты на приводном и натяжном барабанах.

Прокалка гидроокиси алюминия осуществляется во вращающихся печах. Печь кальцинации представляет собой вращающийся барабан, футерованный внутри огнеупорным кирпичом. Длина корпуса печи 110 метров, диаметр 4,5 метра. Внутри корпуса на расстоянии 2 метров от холодного конца установлена восьмиметровая встроенная обечайка, предназначенная для лучшей сушки и увеличения времени пребывания гидроокиси в зоне сушки. Далее к горячему концу печь зафутерована огнеупорным кирпичом ШЦУ-3 на длину 44-46 метров, в высокотемпературных зонах на длину 52-54 метра зафутерована кирпичом ШЦУ-1.

Печь приводится во вращение электродвигателем главного привода через редуктор главного привода, подвенцовую и венцовую шестерни. Опорными бандажами печь опирается на пять роликовых опор.

Для контроля и фиксации положения печи на опорных роликах на второй опоре печи установлены два контрольных ролика. Для предотвращения схода печи с роликов на третьей опоре печи установлены два упора.

При ремонтах, розжиге и охлаждении, печь приводится во вращение электродвигателем вспомогательного привода, храповую муфту, редуктор главного привода, подвенцовую и венцовую шестерни.

Обслуживание ходовой части печей заключает в себя: контроль над уровнем смазки в главных и вспомогательных редукторах, в картере подвенцовой шестерни, контроль положения печи на опорных роликах, контроль состояния корпуса печи, бандажей и подбандажных узлов, приводной шестерни, соединительных муфт приводов, уплотнений головок печей.

Изменение положения печи на опорных роликах изменяется за счёт изменения силы трения между бандажами и опорными роликами (смазкой и сушкой). Согласно Правилам технической эксплуатации печь в течение 8 часов должна сделать 1 ход по опорным роликам (подняться или опуститься).

Управление технологией прокалки гидроокиси алюминия производится с горячей головки печей дистанционного или АСУ ТП.

Розжиг и охлаждение печей производится согласно графикам. Ремонт технологических ниток производится согласно графику планово-предупредительных ремонтов, который утверждён главным инженером ОАО“ АГК“.

Холодильник КС (кипящего слоя) предназначен для охлаждения прокалённого глинозёма и нагрева воздуха, поступающего на поддержание горения топлива в печи.

Обслуживание холодильника включает в себя контроль за работой дутьевого вентилятора ВМ-75, распределением воздуха по воздушным камерам холодильника, выгрузкой шамотной крошки из шамотоотделителя, контроль за работой групповых циклонов, контроль и распределение воды на теплообменники секций доохлаждения.

Пневмокамерные насосы служат для транспортировки охлаждённого глинозёма в приёмные силоса. На технологической нитке установлено два насоса. Работают пневмокамерные насосы в автоматическом режиме, при необходимости можно перевести на ручное управление.

Дымосос протягивает печные газы через батарейные циклоны, где они очищаются. Затем по воздуховоду печные газы поступают на дымосос и по выхлопным патрубкам подаются в камеры электрофильтров. Регулирование разряжения в печи осуществляется лепестками, управляемыми колонкой дистанционного управления. Распределение газов по камерам электрофильтров производится шиберами. В электрофильтрах происходит окончательная очистка печных газов. Газы выбрасываются в атмосферу, а пыль сбрасывается в сборный бункер электрофильтра. Собранная пыль из пылесборника по материальному трубопроводу подаётся в пылевой коллектор печи.

Таблица электроприводов

Таблица 2.1

Номер механизма по технологичес-кому плану	Номер привода по проекту элек-трооборудования	Механизмы	Электродвигатели и электроприемники	Дополнительные данные
		Наименование	Количество	Количество на один механизм	Тип	Напряжение номиналь-ное, В	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин	Пусковая аппаратура
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	11,12 15,16	Печь вращающаяся Главный привод печи	44	1	4АНК355S8УЗ	380	160	740	Б5134-4474-УХЛЧ	ЩУП1, ЩУП2 ЩУП3, ЩУП4
2	13,14 17,18	Вспомогательный привод	4	1	4А160М6УЗ	380	15	975	Б5430-3674-УХЛЧ	ЩУП1, ЩУП2 ЩУП3, ЩУП4
3	23,25 24,26 27,29 28,30	Маслонасос редуктора главного привода	8	2	4А80Б4УЗ	380	1,5	1500	Б5430-2674-УХЛЧ	ЩУП1, ЩУП2 ЩУП3, ЩУП4
4	49,50	Наклонно-горизонтальный конвейер	2	1	4А280S6УЗ	380	75	985	Б5130-4274-УХЛЧ	1ЩСУ6 2ЩСУ7
5	31-1 32-2 33-3 34-4	Шнековый питатель	4	1	4А132М4УЗ	380	11	1460	Б5430-3474-УХЛЧ	1ЩСУ6 2ЩСУ6 1ЩСУ7 2ЩСУ7
6	41-1, …,41-8 42-1,…,42-8 43-1,…,43-8 44-1,…44-8	Механизм встряхивания	32	8	4А100L6УЗ	380	2,2	950	Б5430-2874-УХЛЧ	1ЩСУГО 2ЩСУГО 3ЩСУГО 4ЩСУГО
7	1-1,1-2,2-1,2-2 3-1,3-2,4-1,4-2 5-1,5-2,6-1,6-2 7-1,7-2,8-1,8-2	Агрегат питания АТФ 600	16	4	АТФ 600	380	30		Б5430-3874-УХЛЧ	1ЩСУГО 2ЩСУГО 3ЩСУГО 4ЩСУГО
8	110,111 231,232	Вентилятор ВМ - 75	4	1	ДАЗО4-400-4	6000	400	1500		РП 2 - 1
9	71,72 271,272	Дымосос (правого вращения) Д202	4	1	ДАЗО4 - 95ОУК-8У	6000	400	750		РП 2 - 1

2. Электроснабжение

2.1 Электрическое освещение

При проектировании электрического освещения помещений и объектов цеха применяем метод расчета по удельной мощности при лампах накаливания и лампах типа ДРЛ.

Определяется ориентировочное количество светильников и их расположение.

Определяется высота светильников над освещаемой поверхностью.

По соответствующим таблицам определяется нормированная освещенность Е для данного вида помещений.

По таблицам определяется удельная мощность источников света на единицу площади помещения, Вт/м2.

Табличное значение пропорционально пересчитывается на каждый параметр в связи с отличием фактических расчетных данных от входных табличных.

Определяется мощность ламп по формуле Рп = S/n и подбирается ближайшая стандартная лампа.

Порядок расчета по точечному методу:

По соответствующим таблицам определяется нормированная освещенность Е и коэффициента запаса k.

Определяется h высота светильников под освещаемой поверхностью.

Определяем точку, в которой наименьшая освещенность.

С учетом коэффициента определяем необходимый поток по формуле:



По потоку подбирается близжайшая стандартная лампа, поток которой должен отличаться от рассчитанного в пределах -10…+20ЛК

Расчеты освещения цеха сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1- Светотехнические расчеты

№	Наименование помещения	Тип светильника	Площадь помещения		Общая мощность Р, кВт	Расстояние
						Lа	Lв	lа	lв	Lа/Lв
Загрузочная часть цеха
1	Отметка 0,00 помещение дымососов (двигателей)	ДРЛ 250	756	1,2	8	6	9	0,5	0,5	0,6
2	Помещение ПСУ ГО	ДРЛ 250	300	1,2	2,5	6	6	1,5	1,5	1
3	Отметка 12,00	ДРЛ 250	756	1,2	8	6	9	0,5	0,5	0,6
4	Отметка 21,6	ДРЛ 250	756	1,2	8	6	9	0,5	0,5	0,6
5	Отметка 25,8	ДРЛ 250	756	1,2	8	6	9	0,5	0,5	0,6
6	Отметка 31,8	ДРЛ 250	756	1,2	8	6	9	0,5	0,5	0,6
Топочная часть цеха
7	Отметка 0,00	ШОД280	756	1,3	2,5	4	3	0,3	0,3	1,3
8	Отметка 5,7	ШОД280	756	1,3	2,5	4	3	0,3	0,3	1,3
9	Отметка 10,2	ДРЛ 250	756	1,3	8	6	9	0,5	0,5	0,6
10	Открытая площадка печи	ДРЛ 250	2204	7,3	10	18	-	-	-	-

2.2 Расчёт нагрузок

2.2.1 Виды расчётных нагрузок

Основой выбора элементов электроснабжения является определение потребляемых ими расчетных мощностей. Методика определения расчетной мощности зависит от местоположения элемента в электрической схеме. Выделяют девять видов нагрузок.

§ Нагрузки к отдельным электроприемникам в ответвлениях (на низком напряжении).

§ Нагрузки групп электроприемников низкого напряжения.

§ Нагрузки распределительных пунктов низкого напряжения.

§ Нагрузка трансформатора цеховой подстанции со стороны низкого напряжения.

§ Нагрузка трансформатора цеховой подстанции со стороны высокого напряжения.

§ Нагрузка отдельных электроприемников высокого напряжения.

§ Нагрузка одной секции шин распределительной подстанции цеха.

§ Нагрузка трансформатора ГПП завода от напряжения 6 - 10 кВ.

§ Нагрузка трансформатора ГПП завода со стороны напряжения внешнего электроснабжения.

2.2.2 Расчет электрической нагрузки низковольтных электроприемников

Расчётные нагрузки в ответвлениях к отдельным электроприёмникам определяются по номинальной мощности этих электроприемников:

§ Расчётная активная мощность Рр = Рн;

§ Расчётная реактивная Qр = Qн = Рн tgн;

§ Расчётная полная мощность ;

§ Расчётный ток .

Расчетная электрическая нагрузка группы низковольтных электроприемников определяется по суммарной средней мощности отдельных электроприемников Р, за наиболее загруженную смену и коэффициенту расчетной нагрузки Кр.

Рс = Ки · Рн

Qс = Ки · Рн · tgн

Расчётная активная мощность группы

Рр = Кр·Рс

Расчетная реактивная мощность группы зависит от числа nэ (электроприемников)

При nэ 10 Qр = 1,1 · Qс

При nэ 10 Qр = Qс

Полная расчётная мощность

Токовая расчётная нагрузка

Используя таблицы выбираем коэффициенты использования Ки и коэффициент мощности cos; коэффициент расчетной мощности Кр зависит от эффективного числа электроприемников, группового коэффициента использования Ки, а так же от постоянной времени нагрева, для которой рассчитывается нагрузка.

Результаты расчетов заносим в таблицу 2.2

Таблица 2.2 - Пример расчета электрической нагрузки

Исходные данные	Расчетные величины	Эффективное число ЭП, nэ	Коэффициент расчетной нагрузки, Кр	Расчетная мощность	Расчетный ток в проводнике, Iр, А
По заданию технологов	По справочным данным	Средняя активная мощность, Рс кВт	Средняя реактивная мощность, Qс, квар	Промежуточная расчетная величина, nрн			Активная, Рр, кВт	Реактивная, Qр, квар	Полная, Sр кВА
Наименование характерных категорий ЭП подключаемых к узлу	Количество ЭП n, шт	Номинальная мощность	Коэффициент использования, Ки	Коэффициент мощности/коэф-фициент реактивной мощности cos/tg
		Одного ЭП Рн, кВт	Общая Рн = n Рн, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
РП2 - 1, секция № 1
Вентилятор ВМ 75	2	400	800	0,7	0,8/0,75	560	420	1280000
Дымосос Д202	2	400	800	0,7	0,8/0,75	560	420	1280000
Оборудование цеха гидрохимии			4000	0,7	0,8/0,75	2800	2100
Итого секции № 1	4	400	5600	0,7	0,8/0,75	3920	2940			0,9	2744	2058	3430	330
Потери в ТМ						52,05	435,7
Итого на шинах секции № 1			5600	0,7	0,8/0,75	3972,05	3375,1			0,85	3376,2	2838,2	4410,7	254
Секция № 2
Вентилятор ВМ75	2	400	800	0,7	0,8/0,75	560	420	1280000
Дымосос Д202	2	400	800	0,7	0,8/0,75	560	420	1280000
Оборудование цеха гидрохимии			4000	0,7	0,8/0,75	2800	2100
Итого секции №2			5600	0,7	0,8/0,75	3920	2940			0,9	2744	2058	3430	330
Потери в ТМ						52,05	435,7
Итого на шинах секции № 2			5600	0,7	0,8/0,75	3972,05	3375,7			0,85	3376,2	2838,2	4410,7	254
Итого на шинах РП - 2 - 1			11200	0,7	0,8/0,75	7840	5880			0,8	6272	4704	7840	453
ТП 1 - 2 секция № 1 ЩУП - 1
Главный привод	1	160	160	0,6	0,95/0,33	96	31,68	25600
Вспомогатель-ный привод	1	15	15	0,12	0,6/0,75	1,8	1,3	225
Маслонасос редуктора главного привода	2	1,5	3	0,75	0,8/1,33	2,4	3,192	4,5
Итого по ЩУП - 1	4	160/1,5	178	0,56	0,78/0,8	100,2	80	25829	1	1,46	160	88	182,6	264
1ЩСУ - 6
Наклонно-горизонтальный конвейер	1	75	75	0,6	0,7/0,33	45	14,85	5625
Шнековый питатель	1	11	11	0,5	0,75/0,88	5,5	4,84	121
Итого по 1ЩСУ6	2	75/11	86	0,55	0,72/0,6	47,3	28,6	5746	1	1,46	75	31,46	81,3	117
1 ЩСУ 8
Аварийное освещение			12	1	0,95/0,29	12	4
Освещение загрузочной части цеха			42,5	1	0,92/0,35	42,5	14,87
1 ЩСУ ГО
Механизм встряхивания	8	2,2	17,6	0,5	0,75/0,88	8,8	7,7	3872
Агрегат питания	4	30	120	0,5	0,75/0,88	60	52,8	3600
Итого по 1 ЩСУ ГО	12	30/2,2	137,6	0,5	0,75/0,88	68,8	60,5	3638,7	5	1,16	79,8	66,5	103	150
Неучтенное оборудование			396,8	0,63	0,81/0,62	250,7	158
Итого по секции № 1	19	160/1,5	896,9	0,57	0,51/0,67	500,97	335,65	35216,41	22	1	500,97	335,65	603	873
Потери в ТМЗ						9,4	45,35
Итого на шинах 1 секции	19	160/1,5	896,9	0,57	0,51/0,67	510,37	381,00				510,37	381	636,8	923
ТП - 1 - 2 секция № 2 ЩУП 2
Главный привод	1	160	160	0,6	0,95/0,33	96	31,68	25600
Вспомогатель-ный привод	1	15	15	0,12	0,6/0,75	1,8	1,3	225
Маслонасос	1	1,5	3	0,75	0,8/1,33	2,4	3,192	4,5
Итого по ЩУП 2	4	160/1,5	178	0,56	0,78/0,8	100,2	80	25829,5	1	1,46	160	88	1826	264
2 ЩСУ 6
Шнековый питатель	1	11	11	0,5	0,75/0,88	5,5	4,84	121
Итого по 2ЩСУ6									1	1,6	11	5,324	12,2	17,7
2 ЩСУ 8
Аварийное освещение			12	1	0,95/0,29	12	4
Освещение точечной части цеха			19	1	0,92/0,35	19	6,65
2 ЩСУ ГО
Механизм встряхивания	8	2,2	17,6	0,5	0,75/0,88	8,8	7,7	3872
Агрегат питания	4	30	120	0,5	0,75/0,88	60	52,8	3600
Итого по 2ЩСУ ГО	12	30/2,2	137,6	0,5	0,75/0,88	68,8	60,5	3638,7	5	1,16	79,8	66,5	103	150,5
Неучтенное оборудование			428,5	0,63	0,81/0,62	270	167,4
Итого по секции № 2	18	160/1,5	788,6	0,63	0,8/0,7	496,8	347,7	29594,47	21	1	496,8	347,7	606,3	35,00
Потери ТМЗ						9,4	45,35
Итого на шинах секции № 2	18	160/1,5	788,6	0,63	0,8/0,7	506,2	393,05	29594,5	21	1	506,6	393,05	641,2	37,01
Итого по ТП - 1 - 2	37	160/1,5	1685,6	0,6	0,65/0,6	1011,3	687,6		37	0,85	859,3	584,3	1039,1	60
ТП 1 - 3 секция № 1 ЩУП - 3
Главный привод	1	160	160	0,6	0,95/0,33	96	31,68	25600
Вспомогатель-ный привод	1	15	15	0,12	0,6/0,75	1,8	1,3	225
Маслонасос	2	1,5	3	0,75	0,8/1,33	2,4	3,192	4,5
Итого по ЩУП 3	4	160/1,5	178	0,56	0,78/0,8	100,2	80	25829,5	1	1,46	160	88	182,6	264
1 ЩСУ - 7
Конвейер	1	75	75	0,6	0,7/0,33	45	14,85	5625
Шнековый питатель	1	11	11	0,5	0,75/0,88	5,5	4,84	121
Итого по 1ЩСУ - 7	2	75/ 11	86	0,55	0,72/0,6	47,3	28,6	5746	1	1,46	75	31,46	81,3	117
3 ЩСУ ГО
Механизм встряхивания	8	2,2	17,6	0,5	0,75/0,88	8,8	7,7	38,72
Агрегат питания	4	30	120	0,5	0,75/0,88	60	52,8	3600
Итого по 3ЩСУ ГО	12	30/2,2	137,6	0,5	0,75/0,88	68,8	60,5	3638,7	5	1,16	79,8	66,5	103	150,5
Потери в ТМЗ						9,2	44,6
Итого на шинах секции № 1	19	160/1,5	799,9	0,55	0,76/0,75	449,1	374,5	35216,45	19	1	44,91	374,5	584,7	33,75
ТП -1 - 3 секция № 2 ЩУП - 4
Главный привод	1	160	160	0,6	0,95/0,33	96	31,68	25600
Вспомогатель-ный привод	1	15	15	0,12	0,6/0,75	1,8	1,3	225
Маслонасос	2	1,5	3	0,75	0,8/1,33	2,4	3,192	4,5
Итого по ЩУП-4	4	160/1,5	178	0,56	0,78/0,8	100,2	80	25829,5	1	1,46	160	88	182,6	264
2 ЩСУ 7
Шнековый питатель	1	11	11	0,5	0,75/0,88	6,5	4,84	121
Итого по ЩСУ7									1	1,6	11	5,32	12,2	17,7
1 ЩСУ ГО
Механизм встряхивания	8	2,2	17,6	0,5	0,75/0,88	8,8	7,7	38,72
Агрегат питания	4	30	120	0,5	0,15/0,88	60	52,8	3600
Итого по ЧЩСУ ГО	12	30/ 2,2	137,6	0,5	0,75/0,88	68,8	60,5	3638,4	5	1,16	79,8	66,5	103	150,5
Неучтенное оборудование			540	0,63	0,81/0,62	340,2	210,92
Потери в ТМЗ						9,2	44,6
Итого по секции №2	18	160/1,5	868,1	0,58	0,78/0,8	512,7	447,4	29591	18	1	512,7	447,4	680,4	39,3
Итого по ТП1-3	37	160/1,5	1668	0,56	0,7/0,78	934,08	728,58	64807		0,83	775,2	604,7	983,1	56,8

2.3 Цеховые подстанции

2.3.1 Типы и размещение подстанций

Комплектные трансформаторные подстанции цеха кальцинации расположены под опорами 1 и 3 печи. Трансформаторные подстанции (ТП) принимают электроэнергию 10 кВ от распределительной подстанции РП-1. К установке принимаем 2КТП1000 с трансформаторами с масляным заполнением, т.к. ограничений по пожарной безопасности нет. Высоковольтное оборудование цеха кальцинации запитано от распределительной подстанции РП2-1.

2.3.2 Выбор числа и мощности трансформаторов

Для РП2-1 (запитано 8 высоковольтных двигателей и оборудования цеха гидрохимии). Выбор номинальной мощности трансформаторов рекомендуется производить по расчетной мощности нормального и аварийного режимов работы. Номинальная мощность трансформаторов Sн.т. определяется по средней нагрузке Sс за максимально загруженную смену:

Sнт = Sс/(NKз),

где: N = 2 - число трансформаторов.

Кз = 0,8 - коэффициент загрузки трансформатора.

кВА

Принимаем к установке два трансформатора мощностью 6300 кВА.

Наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передать в сеть через два трансформатора.



Суммарная мощность конденсаторных батарей

Qнк1 = Qс - Qmax = 5880 - 6335 = -455 квар - конденсаторная установка не требуется.

Для ТП1-2 выбираем два трансформатора мощностью 1000 кВА; конденсаторная установка не требуется. Для ТП1-3 выбираем к установке два трансформатора мощностью 1000 кВА; конденсаторная установка не требуется.

2.3.3 Потери мощности в трансформаторе

Расчеты потерь в трансформаторе сведены в таблицу 2.3

Таблица 2.3 - Расчёты потерь в трансформаторе

№	Потери	Потери активной мощности	Потери реактивной мощности	РП 2 - 1 Секция	ТП1 - 2 Секция	ТП1-3 Секция
				1	2	1	2	1	2
1	Холостого хода	Рхх		8,3	50,4	2,45	14	2,45	14
2	Короткого замыка-ния	Ркз		46,5	409,5	12,2	55	12,2	55
3	Короткого замыка-ния при нагрузке, отличной от Iн			43,7	385,2	6,9	31,3	6,7	30,6
4	Полные потери			52,0	435,7	9,4	45,4	9,2	44,6



2.4 Выбор и проверка аппаратов и проводников напряжением 1 - 10 кВ

2.4.1 Общие положения

При выборе аппаратов и проводников для высоковольтных электроустановок цеха должны учитываться:

прочность изоляции, необходимая для надежной работы в длительном режиме и при кратковременных перенапряжениях, допустимый нагрев токами в нормальных и форсированных режимах;

стойкость в режиме короткого замыкания; технико-экономическая целесообразность;

допустимость потерь напряжения в нормальных и аварийных режимах;

достаточная механическая прочность;

соответствие окружающей среде и роду установки.

2.4.2 Выбор кабелей

Передача электроэнергии высокого напряжения от распределительных цеховых подстанций РП2-1 и РП-1 к высоковольтным приемникам и трансформаторным цеховым подстанциям ТП1-2, ТП1-3 осуществляется по кабельным линиям.

Выбор сечений по нагреву осуществляется по расчетному току, определяемому по полной расчетной мощности, передаваемой по кабелю. За расчетную мощность Sр одиночного электроприемника принимается его полная номинальная мощность.

В таблице 2.4 приведены условия, по которым выбираются высоковольтные кабели цеха.

На первом этапе сечения кабелей Sн выбираются по допустимому нагреву расчетным током по условию Iдп Iдоп.

Длительно допустимые токовые нагрузки пересчитываются по формуле:

Iдоп = I доп · К1 · К2,

где: Iдоп - длительно допустимый ток одиночного кабеля;

К1 - коэффициент, учитывающий температуру среды, отличную от расчетной;

К2 - коэффициент учитывающий количество кабелей в траншее.

На втором этапе сечения кабеля Sэ выбирается по экономической плотности тока:

Sэ = Iдл/jэ

где jэ -экономическая плотность тока, определяемая в зависимости от вида изоляции, материала, эксплуатационного и годового числа часов использования максимума нагрузки.

На третьем этапе сечения кабеля Sт выбирается по теоретической устойчивости к действию тока короткого замыкания, который рассчитывается предварительно для выбираемого сечения.

где: I - установившееся значение тока короткого замыкания;

tn - приведенное время короткого замыкания, которое можно приближенно принимать равным 0,5 - 0,8с;

С - температурный коэффициент, учитывающий ограничение допустимой температуры нагрева жил кабеля.

На четвертом этапе в кабеле принимаемого сечения определяется потеря напряжения.

По результатам расчетов четырех этапов принимается кабель требуемого сечения.

Таблица 2.4 - Выбор кабелей

Расчетные величины	Обозначения расчетные формулы, ед.изм	Числовые значения
Наименование участка или назначения линии и ее номер	ТП1 - 2 ввод 1	ТП1 - 2 ввод 2	ТП1 - 3 ввод 1	ТП1 - 3 ввод 2	РП2 - 1 ввод 1	РП2 - 1 ввод 2	Дымосос 71	Вентилятор 110
	Нагрузка установки	Мощность ток	Sp, кВА Iр, А	636,8 36,7	641 37	584 33,7	680 39,3	4410,7 254,9	399 38,4
	Число линий питающих установку	1	1	1	1	1	1	1
	Нагрузка одной наиболее нагруженной линии в режиме	Нормальном		36,7	37	33,7	39,3	254,9	254,9	38,4
		Аварий-ном	Длительно		60,06	73	510	77
			Кратковременно		-
	Длина участка		340	340	410	510	150	260	800	870
	Способ прокладки		-
	По допустимому нагреву	Кол-во кабелей в траншее или №		-
		Группа блока, камер		-
		Коэффициенты		0,94 · 0,85
		Сечение		35	35	50	50	235	235	50
	По экономической плотности тока	Годовое число часов использования максимума нагрузки		6500
		Экономическая плотность тока		1,6
		Сечение		50
	По току КЗ	Приведенное время		0,8
		Ток КЗ		7700	7800	4900
		Сечение		95	150	70
	По потере напряжения		0,09	0,1	0,09	0,1	0,22	0,24	0,45	0,5
	Марка	ААШВ
	Количество кабелей и жил, сечения	3х95	3х150	3х70
	Допустимая нагрузка	128,6	181,9	100,9

2.4.3 Расчёт токов короткого замыкания

Расчетный ток КЗ определяется исходя из условия повреждения в точке рассматриваемой цепи, в которой при коротком замыкании аппараты и проводники этой цепи находятся в наиболее тяжелых условиях.

При расчетах токов КЗ не считаются с кратковременными видоизменениями схемы. Более длительные изменения схемы должны учитываться. При выполнении расчетов учитываются индуктивные сопротивления электрических машин, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, реакторов кабельных линий.

Расчет токов короткого замыкания выполняем по следующему плану.

Составляется однолинейная расчетная схема с указанием всех элементов сети и их номинальных характеристик, используемых при вычислении токов КЗ.

На расчетной схеме выбираются расчетные точки КЗ.

Принимаются базисные условия (мощность Sб и напряжения Uб) и вычисляется базисный ток

.

Приводятся сопротивления всех элементов схемы, выраженные в относительных единицах к базисной мощности.

Составляется упрощенная схема замещения.

Определяется результирующее

Х*б.рез = Х*б1 + Х*б2 + Х*б3 + … + Х*бп

отнесенное к базисной мощности сопротивления до точки КЗ.

По расчетным кривым определяются кратности тока КЗ для различных моментов времени (0; 0,2; ; с).

Определяются токи и мощности КЗ.

Коэффициент распределения для данной группы источников, представляющих собой долю тока, принятого за единицу, в месте КЗ определяется по формуле:

С = Х*б.рез/Х*б.ген ветви.

Коэффициент С определяется для каждой генерирующей ветви. Сумма коэффициентов должна равняться единице:

С = С1 + С2 + С3 + … + Сп = 1.

Расчетные сопротивления генерирующей ветви, определяемые для ветвей с двигателями по формуле:

Х*расч=Х*б.разSн1/С1Sб+0,07

Токи КЗ для разных моментов времени определяются следующим образом:

При питании от системы неограниченной мощности

I = I0,2=I= Iб/Х*б.рез;

При питании от источников ограниченной мощности

I = K0 Iн, I0,2 = K0,2 Iн, I = K Iн, кА.

Расчеты токов КЗ сведём в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Расчет тока короткого замыкания

Место и режим КЗ	UнкВ	Iб кА	Результирующее реактивное сопротивление Х*б.рез	Генерирующие ветви	Коэффициент распределения, С	Сопретивление Х*рак	Периодическая составляющая тока КЗ	Амплитудный ударный ток Iу = 2,55I	Мощность КЗ при t = 0,2 c
Точка КЗ	Наиме-нование места КЗ	Режим КЗ, max или min							Коэффициент затухания	Численное значение тока
						Наиме-нование	Номиналь-ные данные
										Кt=0	Kt = 0,2	Kt =	I	I0,2	I
							Sн мВА	Iн кА
К1	Шино-провод ШП-5	Max Min	10 10	5,5 5,5	0,447 0,704	Система		- -	- -	- -	- -	- -	- -	12,3 7,8	12,3 7,8	12,3 7,8	31,3 10,8	213 135
К2	Шины РП-2-1	Max Min	6 6 6	9,17 9,17 -	1,571 1,666 5,0	Система 8АД	4	- - 0,384	- - 0,124	- - 0,27	- - 4,2	- - 3,8	- - 3,3	3,5 3,3 1,6	3,5 3,3 1,4	3,5 3,3 1,2	8,9 8,4 4,08	60,0 57,15 14,53
	Итого	Max	6	-	-	Сумма	-	-	-	-	-	-	-	5,1	4,9	4,7	12,98	74,53
	Итого	Min	6	-	-	Сумма	-	-	-	-	-	-	-	4,9	8,2	4,5	12,48	71,68
К1	Шино-провод ШП - 5	Max Min	10 10	5,5 5,5	0,450 0,714	Система		- -	- -	- -	- -	- -	- -	12,2 7,7	12,2 7,7	12,2 7,7	31,12 19,64	211 133
К2	Шины ТП 1-2-	Max Min	10 10	5,5 5,5	0,9976 1,2706	Система		- -	- -	- -	- -	- -	- -	5,5 4,3	5,5 4,3	5,5 4,3	14,03 11,03	95,2 74,4
К3	Шины ТП-1-3	Max Min	10 10	5,5 5,5	1,0036 1,2750	система		- -	- -	- -	- -	- -	- -	5,4 4,3	5,4 4,3	5,4 4,3	13,77 10,96	93,5 74,4

2.5 Выбор электрооборудования

Выбор электрооборудования рекомендуется производить путем заполнения таблицы 2.6 (формулы указывают соответствующие числовые значения).

На реактированных линиях в закрытых распределительных устройствах проводники и аппараты, расположенные до реактора и отделенные от питающих сборных шин (на ответвлениях от линий - от элементов основной цепи) разделяющимися полками и перекрытиями, выбираются по току короткого замыкания за реактором, если последний расположен в том же здании и соединение выполнено шинами.

Элементы цепей, защищённых плавкими предохранителями с токоограничивающим действием, следует проверять на динамическую устойчивость по наибольшему мгновенному значению тока КЗ, пропускаемого предохранителем.

При выборе плавких предохранителей по отключающей способности за расчетный отключаемый ток следует принимать действующее значение начального периодического КЗ в рассматриваемой цепи (без учета токоограничивающей способности предохранителя).

Трансформаторы напряжения выбираются по номинальному первичному напряжению, типу и схеме соединения, номинальной мощности вторичной обмотки, классу точности (по режиму КЗ не проверяется).

В качестве расчетного вида КЗ следует принимать:

Для определения динамической устойчивости аппаратов и жестких шин с относящимися к ним поддерживающими и опорными конструкциями - трёхфазное КЗ.

Для определения термической устойчивости аппаратов и проводников - трехфазное КЗ; на генераторном напряжении электростанции - трехфазное или двухфазное, в зависимости от того, какое из них приводит к большему нагреву.

Для выбора аппаратов по отключающей и включающей способности - больший из токов, получаемый для случаев трехфазного КЗ или однофазного КЗ на землю (в сетях с большими токами замыкания на землю).

Таблица 2.6 - Выбор и проверка электрооборудования высокого напряжения

Наименование оборудования и место установки аппарата	Условия выбора и проверки
	По номинальному напряжению	По номинальному току	По электродинамической стойкости	По теоретической стойкости	Предельно-отключаемый ток	Допустимая мощность отключения
Выключатели: РП-1 (для ТП1-2; ТП1-3) РП2 - 1 (для двигателей вентиляторов ВМ - 75, дымососов Д 2 20) Выбран выключатель ВМПЭ - 10 - 1000 - 20УЗ	Uном Uраб 10 10 10 6	Iном Iдлит.раб 1000 60,06 630 77	Imax iуд 52 14,03 52 12,98	Itt Itф 20 4 5,5 4 20 4 5,1 4	Iотк Iк 50 > 20 50 > 20	Sотк Sк 346 > 105,4 346 > 101,5

2.6 Выбор проводников для электрических сетей напряжения до 1000 В

2.6.1 Выбор сечений проводников по нагреву

ПУЭ предписывают производить выбор сечений проводов, кабелей и шинопроводов по допустимой длительной нагрузке на проводнике. Температура токоведущих жил в длительном режиме работы не должна достигать значений, опасных для состояния их изоляции. Поэтому выбор сечений проводников в сетях напряжением до 1000В прокладываемых в помещениях, тесно связан с выбором плавких вставок и установок расщепителей автоматических выключателей. К выбору сечений проводников приступают после определения номинальных токовых плавких вставок предохранителей и уставок расщепителей автоматических выключателей.

По условиям нагрева длительным расчетным током Iр допустимый ток в проводнике Iпр определяется из выражения:

Iр Iпр = Кп Iдл

Где Iдл - табличное значение длительного допустимого тока в проводнике;

Кп - поправочный коэффициент, учитывающий условия прокладки проводов, кабелей и шинопроводов.

Согласно ПУЭ предельное допустимое соотношение между током срабатывания защитного аппарата Iз и длительно допустимым током по нагреву Iпр для проводников силовых и осветительных сетей.

Iпр Кз Iз

где Кз - коэффициенты защиты.

2.6.2 Выбор сечений проводников по допустимой потере напряжения

В условиях нормальной работы ЭП отклонения напряжения на их клеммах от номинального значения допускается в следующих пределах:

5% … 10% - на зажимах электродвигателей и аппаратов;

2,5% … 5% - на зажимах приборов рабочего освещения.

При нагрузке трансформатора, отличающейся от номинальной, потеря напряжения определяется по формуле:

где: Uа % - активная составляющая потери напряжения в трансформаторе

Uр% - реактивная составляющая потери напряжения в трансформаторе.

где: Uкз% - напряжение короткого замыкания, %

Ркз - потери мощности короткого замыкания, кВт;

Sнт - номинальная мощность трансформатора, кВА;

- коэффициент загрузки трансформатора, = Ip/Iн.т.

Решение приводится в таблице 2.7.

Определение сечений проводников низковольтных линий производится в следующей последовательности:

1. Определяют моменты активных и реактивных нагрузок:

Ма =PL, кВт км; Мr = QL, квар км.

2. Находят коэффициент Q2 и принимают среднее индуктивное сопротивление Хсг, Ом/км.