Сорғыш қондырғының өнімділігін реттеу

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 90 бет
Таңдаулыға:

АҢДАТПА

Дипломдық жобада тұрғын кешеніне су беру станциясы сорғыш

қондырғының автоматтандырылған электр жетегі ойлап құрастырылған.

Жобада сорғыш қондырғының түрлері, құрылысы және жұмыс режимін

реттеу туралы мәліметтер келтірілген. Тиімді жетек ретінде ”жиіліктік

түрлендіргіш - асинхронды қозғалтқыш (ТЖ-АҚ) ” электр жетек жүйесі

таңдалып,

оның құрылымдық

сұлбасы құрастырылған және негізгі

элементтерінің параметрлері анықталған. Асинхронды қозғалтқыштың табиғи

және жасанды механикалық, электромеханикалық сипаттамалары анықталған,

және оның математикалық моделі мен құрылымдық сұлбасы құрастырылған.

Matlab пакетінде қозғалтқыштың имитациялық моделі жасалынып, әр түрлі

режим кезіндегі өтпелі үрдістер зерттелген.

Тұрғын үй үшін өрт қауіпсіздігі және еңбек қорғауға қатысты шаралар

қарастырылған және таңдалған электр жетектің экономикалық тиімділігі

анықталған.

АННОТАЦИЯ

В дипломном проекте разработан автоматизированный электропривод

насосной установки. станции подкачки воды жилищнего комплекса.

В проекте приведены сведения о типах, контрукциях и регулировании

рабочих режимов насосной установки. В качестве эффективного привода

выбрана система электропривода “тиристорный преобразователь частоты-АД-

ПЧ”, разработана ее структурная схема и определены параметры основных

элементов. Приведены естественные и искуственные механические и

электромеханические характеристики асинхронного двигателя, построены его

математическая и имитационная модели и изучены переходные процессы в

различных режимах работы.

Предусмотрены мероприятия по охране труда и обеспечению пожарной

безопасности в жилом комплексе.

ANNOTATION

Pumping unit automation system of water supply into a housing estate was

developed in this graduation work.

The task of control system is to keep the set pressure steady in water main of

the housing estate, maintain stable pressure within 24 hours, maintain energy-saving

pressure control, prevent from increased and reduced pressure in water supply

network

In accordance with the output data the motor and frequency transformer were

chosen, power supply of pumping station was rated, structural scheme of control

system was developed, parameters of dynamic links were determined. PID-

regulator of pressure was synthesized. The study of dynamic modes of control

system was carried out by means of modeling in a computer. Efficiency analysis of

implementation frequency regulation of pumping unit drive was carried out and

measures to ensure safety labor conditions at a pumping station were elaborated.

Мазмұны

Кіріспе

1

1. 1

1. 2

1. 3

1. 4

1. 5

2

2. 1

2. 2

2. 3

3

3. 1

3. 2

4

4. 1

4. 2

4. 3

4. 4

4. 5

5

5. 1

5. 2

5. 3

Сорғыш қондырғы және оны автоматтандыру туралы жалпы

мәліметтер

Сорғыш қондырғыларының арналымы мен түрлері

Сорғыш қондырғылардың құрылысы

Сорғыш қондырғылардың жұмыс режимін реттеу

Сорғыш қондырғының автоматты реттеу жүйесінің негізгі

міндеттері және оған қойылатын талаптар

Автоматтандырылған сорғыш станциясының құрылымы

Сорғыш қондырғысын басқару әдістеріне аналитикалық шолу

Сорғыш қондырғының өнімділігін реттеу

Басқару жүйесінің сапалық көрсеткіштерін таңдау

ЖТ-АҚ электржетек жүйесін таңдауды негіздеу

Электр жетегінің негізгі элементтерін анықтау

Сорғыш қондырғысының электр қозғалтқышын таңдау және

қуатын есептеу

Қозғалтқыштың Т-тәріздес орынбасу сұлбасының

параметрлерін анықтау

Жиіліктік түрлендіргішті таңдау

Жиілік түрлендіргіші мен күштік сызбалардың элементтері

мен параметрлерінің есебі.

Транзистор және кері токтың диодтары арқылы келетін

токтың орташа мәнін есептеу.

Автоматтандырылған электр жетектің күштік сызбасын

жобалау және электр энергиясының жиынтық түрлендіргішін

таңдау.

Күш тізбегінің элементтерін таңдау және параметрлерін

есептеу

Жиілік түрлендіргішінің динамикалық үлгісі

Электр жетегінің электромеханикалық және механикалық

сипаттамаларын есептеу және құрылымдық сұлбасын

құрастыру

Скалярлық басқару кезінде механикалық сипаттамасын

тұрғызу

Электржетектің жылдамдық сипаттамасын есептеу

Электржетегінің құрылымдық сұлбасын құрастыру

5. 4

Асинхронды қозғалтқыштың математикалық моделі және 54

құрылымдық сұлбасы

5. 5

6

6. 1

6. 2

6. 3

7

7. 1

7. 2

7. 3

7. 4

Асинхронды қозғалтқыштың имитациялық моделін құру

және өтпелі үрдістерін зерттеу

Өміртіршілік қауіпсіздігі

Электржетектерді пайдаланудағы қауiпсiздiк техникасы

Көп пәтерлі үйлерде тұратын тұрғындар мен жалға

алушыларға өрт қауіпсіздігі туралы нұсқаулық

Инженерлік - техникалық жүйелер мен жабдықтар

Техникалық-экономикалық есептеулер

Жобалық шешімдердің нұсқаларын техникалық-

экономикалық салыстыру

Салыстырмалы нұсқаларды салыстыру түріне келтіру

Салыстырмалы нұсқалар бойынша әр жылдағы тасымалдауға

кеткен шығындар есептемелері

Экономикалық тиімділіктің көрсеткіштері

Қорытынды

Әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Өнеркәсіптегі және тұрғын-үй коммуналдық шаруашылығындағы

пайдаланатын электр энергиясының 60%-ға жуығы электрлі

қозғалтқыштардың үлесінен болады. Бұл жұмсалған энергияның басым бөлігі

желдеткіштердің жетекші жүйелері, компрессорлар, сорғыштар және басқа да

циклдік режимді жүктемесі бар қондырғыларға кетеді.

Энергия ресурстары мен энергияны тасымалдағыштардың бағасының

күрт өсуі өндірістегі оларға жұмсалатын жалпы шығындар сомасынан едәуір

асып кетуіне әкелді. Нәтижесінде көптеген өндірістік кәсіпорындар мен

тұрғын-үй коммуналдық шаруашылықтар алдында энергияны үнемдеу міндеті

туындады. Көптеген

өнеркәсіп орындарындағы

энергия ресурстарын

жұмсауға талдау жасай отырып, жағдаяттан шығудың екі бағыты бар екенін

энергия ресурстарын қажетсіз нәрсеге пайдалануды болдырмау мақсатында

жүргізілетін ұйымдастыру-техникалық шаралары және энергия үнемдеуші

технологияны пайдалана отырып энергия үнемдеуші жабдықтар енгізу

арқылы энергия шығындарын аз пайдаланып, бастапқы көлемді орындау.

Электр жетек қазіргі заманғы өндірістің негізгі энергиялық күші болып

табылады және өз кезегінде өндірістегі электржетектердің арасында

электржетектің 50%

дейін энергиясын

қысқатолқынды қозғағыштар басым.

Бұл

электр

жетектер өзінің

қарапайымдылығымен және құнының

арзандығына байланысты

түрлі

механизмдерде кең қолданысқа енді. Олардың кемшін тұстары да баршаға

белгілі- тура желіге қосқанда ауыр іске қосылады, 6-7 еселік ток ұру қатар

жүреді, пайдалану мерзімі төмен, жылдамдықты реттеуде қиындық келтіреді.

Асинхронды қозғағыштарды пайдаланудың қарапайым мысалы суық және

ыстық сумен қамтамасыз ететін сорғыш станциялары, кәріздік сорғыш

станциялары мен жылу жүйелері. Механизмнің осы үлгісі бүкіл шығарылатын

электр энергиясының 20-25% құрайды.

Коммуналды сумен қамсыздандыру саласын қарастыра отырып, электр

энергиясын шынайы пайдалану деңгейінің қажет деңгейден алшақ екенін

айтуға болады. Электр энергиясы құнының өсуі насосты қондырғылардың

электр қозғалтқыштарына қажет энергияны жетерліктей пайдаланып отыр ма

деген ойға әкеледі.

Электр энергиясын пайдаланудың аса жоғары деңгейі жалпы сумен

қамсыздандыру жүйесі мен насос қондырғыларының төмен ПӘК -ң салдары.

Көп жағдайда көрсетілген механизмдердің электржетектері реттеуге

келмейтін болып келеді де, технологиялық қажеттіліктердің шығыны

өзгергенде бұл энергия пайдаланудың тиімді режимін қамтамасыз ете

алмайды. Бұл механизмдер уақыттың басым бөлігін аз өнімділікпен жұмыс

жасайды, қажеттіліктің өзгерісі уақыттың әр кезеңінде анықталады.

Өндіріске технологиялық процестерді автоматты басқару жүйесін

ендіргенде еңбектің сапасы артады, жұмысшылардың білім сапасы, біліктілігі,

еңбек қауіпсіздігі жоғарылайды, физикалық және ақыл-ой еңбегі арасындағы

айырмашылық жойылады.

Бұл дипломдық жобаның мақсаты заманауи элементті базаны қолдана

отырып төмендегі талаптарға сай келетін ортадан тепкіш сорғыштың электр

жетегін жасап шығару:

электр энергиясын үнемдеу;

жұмыстың ауыспалы режимінде жетектің күйін реттеу мүмкіндігі;

Бұл міндеттерді шешу үшін қажет:

суды берудің үдерісімен және технологиясымен танысу;

осы мәселеге байланысты техникалық әдебиеттерге шолу жасау;

таңдалып алынған басқару принципіне техникалық-экономикалық негіз

жасау;

жүйенің жұмыс қабілеттілігін қамтамасыз ететін электр жетек

элементтеріне таңдау жүргізу;

автоматты басқару жүйесінің функциялық сызбанұсқасын әзірлеу;

нысанмен басқару жүйесінің математикалық сипаттамасын жүргізу;

компьтерлік

бағдарламаларда электржетектің статикалық және

динамикалық режимдеріне зертттеу жүргізу және модельдеуді жүзеге

асыру;

Қалыпты және апатты жағдайларда жөндеу және техникалық қызмет

көрсету үнімділігін оңайландыру мен жедел жасалуына мүмкіндік туғызатын

сорғыш қондырғысын жақсы жарық берілген, жылу жүйесі бар ғимаратта,

техникалық жұмысшының қызмет етуіне ыңғайлы орында орналастырумен

техникалық эстетика мен эргономикаға қойылатын талаптарды қамтамасыз

етеді.

Техникалық құралдарды орналастыру үшін электрмен жабдықтауды

және ғимаратты жасанды жарықтандыру жүйесін жобалау кезінде «Электр

қондырғысы жабдықтарының ережесі» талаптарын орындауы керек.

Дипломдық жобада тұрғын кешеніне су беру станциясы сорғыш

қондырғының автоматтандырылған электр жетегі ойлап құрастырылған.

1. Сорғыш қондырғы және оны автоматтандыру туралы жалпы

мәліметтер

1. 1 Сорғыш қондырғыларының арналымы мен түрлері

Сорғыш станциялары электр энергиясын механикалық энергияның

сұйық тасқынына айналдыратын және осы өзгерістер үдерісін басқаруды

жүзеге асыратын

ғимараттар мен жабдықтардың

күрделі

электрогидравликалық кешенін құрайды.

Сорғышты су айдағыш станциялары жалпы сумен қамсыздандыру

жүйесіндегі орнына қарай 1-ші, 2-ші, 3-ші және одан да жоғары станцияларға

және кәріздік болып бөлінеді. Олардың мақсаттары 2. 1 кестеде көрсетілген.

1. 1 кесте- Сорғыш станцияның түрлері мен мақсаттары

Сорғышты станциялардың негізгі мақсаты төмендегілерді қамтамасыз

ету болып табылады:

Қалыпты және апатты жағдайларда сұйықтықты берудің талап етілетін

кестесі;

Құрылыс салуға, жабдықтауға және пайдалануға төмен шығын жұмсау;

Сенімділіктің қажетті деңгейі, демек жұмыс үздіксіздігінің белгілі

деңгейі;

Нысанның технологиялық маңыздылығына сәйкес келетін төзімділігі;

Пайдалану қолайлылығы (автоматика мен телемеханиканы кеңінен

қолдану) ;

Сұйықтықты пайдаланудың үздіксіз өзгермелі көлемі мен тәртібі

кезінде және пайдаланушы құрамы өзгерісіндегі пайдалану.

Сорғыш станцияларын мақсатына қарай келесідей түрге бөлуге болады:

өнеркәсіп мекемелері мен елді-мекендерді шаруашылық және ішуге жарамды

сумен жабдықтау; өнеркәсіп мекемелерін айналмалы сумен жабдықтау;

кәріздік, жылумен жабдықтау жүйесі; құрғатқыш; өртке қарсы қолданылатын

сумен жабдықтау; жер өңдеу мұнай айдау және басқалары.

Сорғыштардың бірігу әдістері бойынша дербес жұмыс жасайтын

сорғыш станциялары және біріге жұмыс жасайтын сорғыш станциялары деп

бөлуге болады. Бірінші жағдайда төмен бірлі-жарым қуатты және жұмыс

сенімділігіне қойылатын төмен талаптар бар СС сипатталады. СС барлық

түрлерінде бірігіп жұмыс жасайтын сорғыштар кеңінен қолданыс тапқан.

Қажетті технологиялық көрсеткіштерді қамтамасыз ету үшін параллельді,

кезекті және біріктірілген қондырғылар қосылыстары қолданылады. СС көп

түрінді қолданылатын сорғыштардың параллельді қосылыстары неғұрлым

ерекше болып табылады. Кезекті қосылысты сорғышты қондырғылар

барынша жоғары қысым тудыру керек болғанда, мысалы тұтқыр ерітінділерді

(мұнай, тұнба және басқалары) тасымалдау кезінде қолданылады.

СС реттеуші параметрлері бойынша қысымды реттегіш станцияларға

және беруді реттегіш станцияларға бөлуге болады.

Технологиялық нысанға тасымалданатын сұйықтықтың беруін сенімді

қамтамасыз ету талаптарына сәйкес СС 1-ші, 2-ші немесе 3-ші санатқа жатуы

мүмкін.

Жоғарыда қарастырылған СС ішінде елді-мекендер мен өнеркәсіп

орындарына су тасу және сумен жабдықтау жүйесінде, өндіріс нысандарының

технологиялық кешендерін, оның ішінде түсті металдар өндірісі мен мұнай

өндіру зауыттарын айналмалы сумен жабдықтау жүйесінде қолданылатын

параллельді қосылысты СС кең қолданыс тапты.

1. 1 сурет-Типтік сорғыш станциясының технологиялық сұлбасы

1. 1 суретте СС типтік технологиялық сызбанұсқасы бейнеленген.

Сұйықтық СС коллекторының кірісіне түседі және резервуарға жинақталады.

Кіріс резервуарынан сорғыш арқылы айдалып, СС шығыс коллекторына, әрі

қарай торапты құбырға беріледі, ол жерден тұтынушыларға таратылады

немесе келесі СС кірісіне келіп түседі. Сорғыш құбырдан ажыратуда

сорғыштың кіріс және қарқынды келте құбырына орнатылған ысырма қызмет

атқарады. Одан басқа, сорғыштың шығыс келте құбырына сорғыш арқылы

сұйықтықтың кері ағынын болдырмайтын қайтармалы қақпақ

орналастырылған. Ысырма мен сорғыш электр жетегі ретінде электр

қозғалтқыштар қолданылады. 1. 1-суреттің оң жағында әр СС нысанына

арналған бақыланбалы параметрлердің тізімі келтірілген кесте орналасқан. СС

мақсатына және сорғыш қондырғысының қуатына байланысты келтірілген

тізім өзгеруі мүмкін.

1. 2 Сорғыш қондырғылардың құрылысы

Құбырлардың айдау және сору жүйесі, тиекті тірек, электр жетек,

сонымен қатар қондырғының технологиялық

параметрлерін өлшейтін

құрылғысынан,

бір немесе бірнеше

сорғыштардан

тұратын

сорғыш

қондырғылар СС негізгі энергетикалық элементі болып табылады. СС негізгі

күштік жабдық ретінде көлемдік немесе динамикалық

қолданылады.

сорғыштар

1-жұмысшы камера; 2-жұмысшы доңғалақ; 3 -бағыттаушы құрылғы; 4

-білік; 5 -жұмысшы доңғалақтың қалақшасы; 6 -бағыттаушы құрылғының

қалақшасы; 7 -айдау келте құбыры; 8 - мойынтірек; 9 - сорғыш

қаңқасы(тіреуіш тірек ) ; 10 -біліктің гидравликалық дөңбек тығыздағышы

(тығыздағыш) ; 11 -сору келте құбыры.

1. 2 сурет- Ортадан тепкіш сорғышының принциптік сұлбасы

Көлемдік сорғышты сығу нәтижесінде тасымалданатын сұйықтық

қысымы көтерілген кезде ығыстыру принципі бойынша жұмыс жасайды.

Оларға қайтармалы-үдемелі (диафрагмалы, поршенді) және роторлы

(аксиалды-поршенді және радиалды-поршенді, тісті, шиберлі, винтті және

т. б. ) сорғыштар жатады.

Үдемелі сорғыштар ауыстырылатын ортаға күштік әсер негізінде жұмыс

жасайды. Оларға қалақшалы (ортадан тепкіш (1. 2-сурет), осьтік) айдағыштар

және үйкеліс айдағыштар (құйынды, дискілі, ағынды және т. б) жатады.

Ортадан тепкіш сорғыштар жақсы қолданысқа ие болған.

СС негізгі сипаттамалары болып сұйықтық қысымы мен шығыс

берілісінің уақытқа және кіріс берілуіне, сонымен қатар кері әсерлерге

тәуелділігі болып табылады. Бұл тәуелділіктер СС жұмысы режимінің

өзгерісін көрсетеді.

1. 3 Сорғыш қондырғылардың жұмыс режимін реттеу

Жұмыс жағдайының өзгеруі кезінде СС берілген жұмыс режімін

қамтамасыз ету үшін сорғышты қондырғылардың жұмыс режимін реттеу

жүргізу талап етіледі. Бұл тапсырма екі бағытқа бөлінуі мүмкін: насос

жұмысының гидравликалық режимін реттеу және СС электр жетегінің

энергетикалық тиімділігін реттеу.

Ортадан тепкіш типті сорғыш қондырғылары үшін келесідей сұйықтық

берілуін және қысымын реттеу әдістері қолданылады:

- құбырларды дроссельдеу;

- сорғыштың шығыс келте құбырынан кіріс келте құбырына

сұйықтықтың бір бөлігін қайта ағызу;

- сорғыштарды іске қосу мен ажырату (сатылай реттеу) ;

- сорғыштың жұмысшы доңғалағының айналу жиілігінің өзгеруі.

Құбырларды дроссельдеу сұйықтық берілісі мен қысымын реттеудің кең

тараған түрі болып табылады. Бұл жағдайда сорғыштың қарқынды құбырында

орналасқан және өзінің ауысуы есебінен құбырдың көлденең қимасын

өзгертетін шибер, дроссель-қалпақша, ысырмалар, диафрагмалар және т. б.

түріндегі механикалық құрылғылар реттеуші элементтер болып табылады.

Берілген реттеу әдісі өзінің қарапайымдылығына қарамастан, бірнеше

кемшіліктері де бар. Олардың бірі әсіресе берілуді терең реттеу кезінде СС

ПӘК-нің төмендеуі болып табылады. Бұл реттеуші қондырғылардың қосымша

кедергілерін жоюға кеткен энергия берілген сәйкестікке сай төменгі

энергетикалық тиімділікті анықтайтын жылулық шығындарға айналуына

шартталған. Бұдан басқа, ысырманы жабу кезінде сорғыш шығысындағы

қысымның өсуі тиек қондырғылары мен тығындардың қызмет ету ұзақтығын

қысқартуға, сонымен қатар қосылысқан жерлер мен саңылаулардан ағып

кетуге алып келеді. Бұл әдістің тағы басқа кемшілігі сорғыш қондырғысы

қарқыны мен берісінің азайған жағында бір зоналық реттеу мүмкіндігіның

болуы болып табылады.

Қайта іске қосу арқылы қарқынды реттеу сұйықтық ағынының бір

бөлігін сорғыш кірісіне оның шығысынан алып кетуге негізделген. Бұл кезде

сұйықтықтың айналуына жұмсалған энергия әсіресе терең реттеу кезінде

қондырғы ПӘК-ін төмендететін пайдалы жұмыс тудырмайды. Алдындағы

әдістердегідей СС берілуі тек қана кему бағытына қарай реттеледі.

Сорғыш станциясының беруін сатылай реттеу сорғышты немесе

сорғыштар тобын қосу немесе ажырату есебінен болады. Бұл әдіс қосымша

реттегіш

құрылғыларды қажет етпейтіндіктен өзінің басқаруда

қарапайымдылығымен сипатталады. Алайда ол сұйықтықты мөлшерін өзгерту

кезінде қарқынды сапалы және үздіксіз ұстап тұруды қамтамасыз ете алмайды

және қозғалтқышты жиі іске қосуға тура келеді, ол жабдықтардың жұмыс

істеу ұзақтығын азайтып, СС берілуінің ауытқуын реттеу үшін аралық

жинақтаушы резервуарды салуды талап етеді. Сонымен қатар, электр

жетектер тиімді емес режимде жұмыс жасайды, ол барлық СС ПӘК-ін

төмендетеді.

Көрсетілген

ерекшеліктер жоғарыда қаралған реттеу әдістерін

қолданатын СС қысқаруына шартталады.

Сорғыш қондырғысының жұмысшы доңғалағының айналу жиілігінің

өзгеруі алдыңғы нұсқалардағыдай аз энергия шығындалатын СС

өнеркәсіптерін үздіксіз реттеуді жүзеге асырады. Алайда, ол реттеуші

жабдықтарға, әсіресе ортадан жоғары қуатты қондырғылар үшін көп

шығынды қажет етеді және желімен қоректенетін электромагниттік

сәйкестіктің нашарлауына әкеліп соғады. Дегенмен, реттеуші электр

жетектердің төмен бағасы бұл әдісті неғұрлым перспективті етеді.

Реттеудің бірнеше әдістерін біріктірілуі де мүмкін. Сорғыш қондырғысы

жұмыс доңғалағының айналу жиілігінің өзгеруімен сатылай реттеуді біріктіру

реттеудің кең қолданылатын түрінің бірі болып табылады. Сипаттамаларға

сәйкес 2-3 жұмысшы агрегаттар тобында бір сорғыш агрегатын реттеуші

электр жетекпен жабдықтау керек.

СС жабдықтарының энергетикалық тиімділігін реттеу үшін олардың

бірігіп жұмыс жасау кезінде энергия тұтынуы бойынша тиімді жұмыс

режимін таңдау керек. Бұл тапсырманы шешудің жолдарының бірі әдебиетте

келтірілген.

1. 4 Сорғыш қондырғының автоматты реттеу жүйесінің негізгі

міндеттері және оған қойылатын талаптар

Барлық мақсаттағы сорғышты станциялар құрылыс нормалары мен

талаптарына сәйкес жобалануы керек, әдеттегідей жұмысшының көмегінсіз

басқару: автоматты