Материал: Техническая характеристика насосной установки

Техническая характеристика насосной установки

Содержание

Введение

. Технологическая часть

.1 Техническая характеристика установки

.2 Выбор типа электропривода и величины питающих напряжений

.3 Расчёт мощности и выбор приводного электродвигателя

.4 Проверка выбранного двигателя

. Описание принципиальной электрической схемы

. Выбор элементов системы электропривода

.1 Выбор контакторов и магнитных пускателей

.2 Выбор аппаратов защиты

.3 Выбор командоаппаратов

. Составление монтажной схемы

. Выбор типа и сечения проводов и кабелей

. Техника безопасности

. Энергосбережение и охрана окружающей среды

Литература

Приложение

Введение

насос электропривод перекачивание жидкий

Насосные установки широко применяются на электромашиностроительных предприятиях для перекачивания жидких сред, а также технологической и охлаждающей воды. Сюда относятся насосы для перекачки охлаждающей эмульсии в металлообработке, насосы в системе водоснабжения и канализации, специальные насосы для химических сред в гальванических цехах, насосы для пропиточных составов, лакокрасочных материалов.

Насос - гидравлическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии двигателя в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости.

Поршневые насосы применяются для перекачивания воды при больших высотах всасывания. Ввиду возвратно-поступательного движения поршня для таких насосов, как и для поршневых компрессоров, характерны неравномерность хода и пульсации нагрузки на валу (при всасывании жидкости имеет место холостой ход, при сжатии - рабочий ход). Поэтому работа поршневых насосов сопровождается неравномерным течением жидкости в напорном трубопроводе. Для сглаживания пульсаций нагрузки и повышения равномерности хода применяют в одном насосе несколько рабочих цилиндров, а на валу устанавливают маховик.

1. Технологическая часть

1.1 Техническая характеристика установки

Поршневые насосы состоят из механической и гидравлической частей. Механическая служит для передачи механической энергии от двигателя к поршням.

Гидравлическая - для преобразования механической энергии поршней в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости. Наиболее широко применяются поршневые приводные насосы с двумя цилиндрами двухстороннего действия или тремя плунжерами одинарного действия, к кривошипно-шатунным механизмом и зубчатым редуктором.

Насос ЭНП-25/2,5 (рис.1.1) относится к группе ПШ (Поршневые и плунжерные насосы).

Рис. 1.1 Разрез насоса ЭНП-25/2,5 Основные детали насоса: 1-предохранительный клапан, 2-коленчатый вал, 3-червячное колесо, 4 и 5-клапаны рабочие, 6-седло клапана, 7-тарелка клапана, 8- клапан самовсасывания, 9- шестеренный насос, 10-корпус привода, 11-шатун, 12- ползун, 13-шток, 14-крышка сальника, 15-корпус сальника, 16-навивка сальника, 17-поршень, 18-гидроблок, 19-камера рабочая

Таблица 1 Технические характеристики поршня

1.2 Выбор типа электропривода и величины питающих напряжений

Насосы относятся к числу механизмов с продолжительным режимом работы и постоянной нагрузкой. При отсутствии электрического регулирования скорости в насосных агрегатах небольшой мощности обычно применяют асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, питаемые от сети 380 В. Для привода насосов мощностью свыше 100 кВт устанавливают асинхронные и синхронные двигатели на 6 и 10 кВ с прямым пуском.

Двигатели поршневых насосов соединяются с валом насоса через замедляющую передачу (клиноременную или зубчатую), поскольку поршневые насосы являются тихоходными механизмами.

Поршневые насосы пускаются при открытой задвижке на напорном трубопроводе, иначе может произойти авария. Если насос работает на магистраль, поддерживается постоянный напор Н, то поршню при каждом ходе приходится преодолевать постоянное среднее усилие независимо от скорости перемещения. Среднее значение мощности на валу насоса Рср = сНQ, но так как Н = const, то Рср = с1Q = с2ω. Следовательно, среднее значение момента на валу насоса при постоянном противодавлении не зависит от угловой скорости вала:

Мcp = Рcp /ω = с2 ω/ω = const.

Таким образом, поршневой насос пускается в ход под нагрузкой, и от приводного двигателя требуется повышенный пусковой момент.

В рассматриваемом насосе применяется электрооборудование на 380 В переменного тока.

.3 Расчет мощности и выбор приводного электродвигателя

Выбираем асинхронный двигатель типа АИ предназначенный для замены АД серии 4А, ее модификации и АД модернизированной серии АМ.

Двигатель основного исполнения имеет степень защиты IP54 (содержание не токопроводящей пыли в воздухе до 100 мг/м3, двигатель защищен от брызг воды со всех направлений).

Определяем мощность электродвигателя:

, (1.1)

где ρ - плотность перекачиваемой жидкости;- ускорение свободного падения;- производительность насоса;

Н - статистический напор, определяемый как сумма высоты всасывания и нагнетания:

h_в + h_н = 7+40=47 м;

ΔН - потери напора в трубопроводе насосной установки;

η_ном - КПД насоса;

η_П - КПД передачи;

Kз - коэффициент запаса;

Таблица 2 Расчетные данные

ρ, кг/м³.

g, м/с.

Q, м³/с.

ΔН, м.

η_ном

η_П

1,3

1000 (для воды)

9,81

0,00695

1,2

0,9

0,95

И так, мощность электродвигателя составит:

Мощность одного приводного электродвигателя 5 кВт. На основании расчетов и исходных данных выбираем электродвигатель типа АИР112М4, технические данные которого приведены в таблице 3.

Таблица 3 Технические характеристики двигателя

Аналогично выбираем электродвигатель для управления насосной задвижкой.

Таблица 4 Технические характеристики двигателя

.4 Проверка выбранного двигателя

Проверку электродвигателя не производим, так как электродвигатель двигатель насоса был выбран с учетом возможных перегрузок.

2. Описание принципиальной электрической схемы

Рассмотрим принципиальную электрическую схему управления электроприводами насоса ЭНП-25/2,5.

При подаче напряжения на схему загорается в полнакала зеленая лампа HL1.

Схема автоматизации насоса, предусматривает два режима управления: ручное и автоматическое. Выбор режима производится с помощью ключа SA.

Если рукоятка SA поставлена в положение Р (ручное), то управление двигателем М1 насоса осуществляется по обычной схеме - с помощью кнопки SB3 (пуск), SB2 (стоп) и магнитного пускателя КМ1. Включение или отключение насоса производится оператором, который следит за уровнем жидкости в резервуаре.

При установке ключа в положение А, автоматическое управление двигателем производится от датчика уровня.

Включение насосного агрегата производится через реле уровня SB, которое замыкает один контакт в цепи управления двигателем М1 насоса Н, а другой - в цепи катушки реле KL двигателя задвижки М2.

При малом уровне жидкости в резервуаре контакт SB разомкнут, и насос не включен. Если жидкость достигнет верхнего уровня, контакт SB замкнется, получит питание катушка пускателя КМ1, и включится двигатель М1 насос начинает работать и перекачивать жидкость из емкости к потребителю. Контакт SB остается замкнут до тех пор, пока уровень жидкости в резервуаре не снизится до нижней отметки. Тогда контакт SB разомкнется, что вызовет отключение пускателя КМ1 и остановку двигателя насоса.

После того как насос будет пущен и давление повысится до нормального значения, замкнет свой контакт KM1 в цепи катушки реле KL. Это реле включится, закроет свой замыкающий контакт вы цепи катушки контактора открывания задвижки KM2 и откроет размыкающий контакт в цепи катушки контактора закрывания задвижки KM3. Контактор КM2 сработает и включит двигатель М2 на открывание задвижки. Открывание контролируется конечным выключателем SQ2 и ярко горящей красной сигнальной лампой HL2. Выключатель SQ2 разомкнет свой контакт, когда задвижка полностью откроется. При этом контактор КM2 отключится, двигатель М2 остановится, погаснет горящая в пол накала зеленая лампа, а кранная лампа будет гореть тускло.

Процесс открывания задвижки, кроме того, контролируется аварийным конечным выключателем SQ. При неисправности открывающих и закрывающих устройств этот выключатель отключает всю схему управления двигателем задвижки, о чем сигнализирует погасание обеих ламп. Замыкание контакта выключателя SQ производится оператором при ручном закрывании задвижки.

Защита двигателя и агрегатов управления от тока к.з. и перегрузки осуществляется автоматическим выключателем QF, имеющим комбинированный расцепитель. Нулевая защита обеспечивается катушкой магнитного пускателя. Датчик уровня ДУ работает без понижающего трансформатора, а импульс управления с ДУ передается в схему непосредственно - без промежуточного реле.

Такую схему можно применять при небольшом расстоянии между насосами и резервуаром, когда падение напряжения в проводах, соединяющих катушку SB с контактами реле SB, невелико.

Аварийное отключение схемы, может быть произведено, нажатием красной кнопки SB1.

3. Выбор элементов системы электропривода

3.1 Выбор контакторов и магнитных пускателей

Рис. 3.1

Выбор магнитного пускателя осуществляем из условия:

I_МП > I_НД; (3.1)

где I_МП - номинальный ток магнитного пускателя, А;

I_НД - номинальный тока двигателя М1или M2, А;

Номинальный ток двигателя рассчитываем по формуле:

 I_НД = P / (√3´ U_Н ´ cosj ´ h ), А; (3.2)

где I_НД - номинальный ток электродвигателя;

 Р - номинальная мощность электродвигателя;

U_Н - напряжение питающей сети;

cosφ - коэффициент мощности данного электродвигателя;

η - коэффициент полезного действия двигателя.

Производим расчет:

 I_НД1 = 5500 / (1,73 ´ 380 ´ 0,84 ´ 0,85) = 11,7 А;

I_НД2 = 1500 / (1,73 ´ 380 ´ 0,75 ´ 0,76) = 4 А;

В соответствии с условием 3.1:

I_МП1 > 11,7 А.

I_МП2= I_МП3 > 4 А.

Результаты выбора приведены в таблице 5.

Таблица 5 Результаты выбора

Так как пускатель устанавливается в шкафу управления, то принимаем к установке пускатель в открытом исполнении, со степенью защиты от воздействия окружающей среды IP00.

Промежуточное реле

Рис. 3.2

Реле предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в стационарных установках, в основном в схемах управления электроприводами при напряжении до 440В постоянного тока и до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Реле пригодны для работы в системах управления с применением микропроцессорной техники при шунтировании включающей катушки ограничителем ОПН или при тиристорном управлении. При необходимости на промежуточное реле может быть установлена одна из приставок ПКЛ и ПВЛ. Промежуточные реле исполнения М допускают также установку одной или двух приставок боковых ПКБ. Номинальный ток контактов - 16А.

Выбор промежуточного реле производится исходя из величины напряжения которое подается на его контакты. В данной электрической схеме напряжение цепи управления 380 В.

Таблица 6 Результат выбора реле

Количество нормально замкнутых и нормально разомкнутых контактов приведено в таблице 7.

Таблица 7 Количество контактов реле

3.2 Выбор аппаратов защиты

Тепловое реле

Рис. 3.3

Реле предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от токовых перегрузок недопустимой продолжительности. Они также обеспечивают защиту от асимметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз. Выпускаются электротепловые реле с диапазоном тока от 0.1 до 86 А. Реле РТЛ могут устанавливаться как непосредственно на пускатели ПМЛ, так и отдельно от пускателей (в последнем случае они должны быть снабжены клеммниками КРЛ). Разработаны и выпускаются реле РТЛ и клеммники КРЛ которые имеют степень защиты ІР20 и могут устанавливаться на стандартную рейку. Номинальный ток контактов равен 10 А.