Нм > 400 Нм

765 Нм > 400 Нм

Двигатель проходит по перегрузочной способности

Механическая характеристика.

Для выбранного двигателя построим механичаскую характеристику.

Находим основные точки механической характеристики.

n_o = 1000 об/мин

M_o = 0

n_н = 935 об/мин

M_н = 17,36 Нм

S_кр = S_н(k_кр +Ö k_p + 1) = 0,06 * 4,79 = 0,3

 n_кр = n_o ( 1- S_кр ) = 1000 *( 1- 0,3 ) = 700 об/мин

M_кр = 2,5 * M_н = 2,5 * 5,3 = 13,25 Нм

6Sн = 0

n = 0

M_n =k_n * M_н = 2 * 17,36 = 34,72 Hм

Найдём промежуточные точки.

 

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
S	0,6	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,7	0,75	0,8	1
M	17,3	26,2	34,7	39,4	43,4	42,3	35,6	35,1	34,8	34,7
n	935	900	850	800	700	600	300	2500	200	0

 

Построим нагрузочную диаграмму работы двигателя.

Допустимое ускорение при передвижении.

а_доп = 0,1 ¸ 0,3 м/с²

Время при торможении и пуске.

t_n = t_т = U_ном / а

t_n = t_т = 1,2/ 0,2 = 6 с

Путь пройденный за время торможения и пуска.

L_т = L_n = 1,2 * 6 = 7,2 м

Путь пройденный в установившимся режиме.

l_у =L - 2l_n , где L – 40 м – длина цеха ,

l_у =40 – 2 * 7,2 = 25,6 м

Время движения в установившимся режиме

t_у = l_у / V = 25,6 / 1,2 = 31 c

Найдём динамический момент.

M_д = I * E, где Е = а /r ;

r = Рк / 2i_p = 0,6 / 2 * 49 = 6,1 * 10³

E = 0,2 / 6,1 * 10³

M_д = 0,475 * 32 = 15,2 Нм

Момент при пуске

М_п = М_ст + М_д

М_п = 17,3 + 15,2 = 32,6 Нм

Момент при торможении

М_т = М_ном + М_д

 М_т = 17,3 – 15,2 = 2,16 Нм

Строим нагрузочную диаграмму.

Выбор кабеля.

 Выбор по механической прочности .

Для крановых механизмов необходим кабель гибкий, медный много проволочный, что обеспечивает его механическую прочность.

По условию механической прочности кобеля для передвижения электроприемников должны иметь сечение не менее 2,5 мм².

Выбор по условию нагрева.

Допустимая токовая нагрузка на кабель.

I_дл = k_n – I_нд, где I_нд допустимая длительная токовая нагрузка на кабеле.

 k_n - Поправочный коэффициент

К_п = К₁ * К₂ * К₃

К₁ – коэффициент температуры окружающей среды.

К₂ – коэффициент повторного кратковременного режима работы.

К₃ - коэффициент по напряжению.

 К_п = 1 * 0,175 * 1,09 = 0,19

 I_нд = 385 A

 I_дл = 385 * 0,19 = 16,1 A

Выбираем кабель, в соответствии с расчётными данными, типа

КШВГ – ХЛ с сечением 16 мм².

Защита электродвигателей.

Защита от короткого замыкания принимаем плавкие вставки типа НПР, при защите ответвления к двигателям крана номинальный ток плавкой вставки определяем по величине наибольшего пускового тока двигателей крана.

I_в > I_п / k , где I_в – ток плавкой вставки, I_п - пусковой ток.

k = 1,6 ¸ 2 – коэффициент плавкой вставки.

Для двигателя механизма подъема.

 

 I_п = 85,8 А

 

 I_в = I_п / 2 ; I_в = 85,8 / 2 = 42,9 А.

 Выбираем предохранитель НПР – 100 с током плавкой вставки 60 А.

Для двигателя передвижения тали.

 

 I_п = 89,7 А.

 I_в = I_п / 2 ; I_в = 89,7 / 2 = 44,8 А.

 

 Выбираем предохранитель НПР – 100 с током плавкой вставки 60 А.

Для двигателя механизма передвижения моста.

 I_п = 331,5 А.

 I_в = I_п / 2 ; I_в = 331,5 / 2 = 165 А.

 

 Выбираем предохранитель НПР-400 с током плавкой вставки 180 А.

Защита от перегрузки.

Защита от перегрузки выполняется автоматическим выключателем и нагревательным элементом магнитного пускателя.

Номинальный ток защищающих от перегрузки теплового расцепителя автоматического выключателя и нагревательного элемента магнитного пускателя выбирается по длительному расчётному току линии.

 I_дл = 16,15 А.

 I_нт >I_дл

Из этого условия выбираем автоматический выключатель А – 3114 с

 

 I_нт = 20 А.

Магнитные пускатели второй величены серии ПМ – 200 и тепловые реле типа ТРН – 33 с

 I_нт = 20 А.

Выбор контролеров.

Выбираем контролер к электродвигателю.

МТН – 112 – 6 мощностью Р = 5кВт типа КТ – 3005

MTKF – 411 – 6 мощностью Р = 17кВт типа КТ – 2006

Путевые выключатели.

Для передвижения механизмов устанавливаются путевые выключатели мгновенного действия серии ВК – 200 и ВК – 300 со временем включения независящим от скорости перемещения приводного механизма и контактным нажатием независящим от положения приводного механизма в процессе отключения.

Для подъемного механизма – включатели типа ВК – 300, для передвижного механизма ВК – 200.

Литература.

К. Н. Дубровский. Эдектрооборудование мостовых кранов.

Н. С. Ущаков. Мостовые элекрические краны.

Б. Ю. Липкин. Электроснабжение промышленых предприятий и установок.

В. М. Васин. Электрический привод.

Электротехнический справочник. 1,2 том.

 

Защита окружающей среды от выбросов вредных веществ котельными установками.

Основные характеристики вредных веществ в продуктах сгорания .

При нормальной работе котельных установок происходит непрерывный выброс в атмосферу продуктов сгорания, в которых всегда присутствуют вещества, оказывающие вредное воздействие на жизнедеятельность растений, животных и человека. Так, сжигание газообразных топлив сопровождается поступлением в атмосферу угле кислоты ( углекислого газа ) СО₂ оксидов азота NO_x ( NO + NO₂ ) небольшого количества продуктов не полного сгорания – оксида углерода СО и метана СН₄. В продуктах сгорания мазутов содержится углекислота, оксиды азота, сернистого и серного ангидридов ( SO₂ и SO₃ ), соединения ванадия, оксид углерода и метан. С ними могут также выбрасываться частицы отложений, удаляемых с поверхности нагрева котлоагрегатов при их отчистке. В ряде случаев при сжигании мазутов в атмосферу выбрасывается некоторое количество копоти. При сжигании твёрдого топлива выбросы представляют собой смесь оксидов азота, углекислоты, паров сернистого и серного ангидридов, газов фтористых соединений и оксида углерода. Кроме того, в атмосферу поступают значительное количество летучей золы и частицы несгоревшего топлива. При сгорании практически всех видов топлива в атмосферу поступает небольшое количество формальдегида и бензопирена. Все упомянутые вещества являются токсичными.

Оксиды азота , образующиеся вследствие окисления азота в ядре факела пламени всех видов топлива, являются очень токсичными соединениями. Основной фактор, влияющий на количество образующихся в топке оксидов азота - температура в ядре факела. При температурах 1800 – 1900 ^оС и наличии свободного кислорода концентрация оксидов азота, образующихся в факеле, превышает допустимую в свежем воздухе в 1000 – 20000раз. Оксиды азота окрашены в красно – бурый цвет и являются отравляющими газами, причем диоксид азота в 4раза более токсичен, чем оксид. Кроме отравляющего действия на организм человека, оксиды азота вызывают интенсивную коррозию металлических поверхностей. Очистка продуктов сгорания от оксидов азота способами улавливания технически сложна и в большинстве случаев экономически не рентабельна.

Весьма вредным является выброс в атмосферу сернистого газа. Он обладает резким запахом, но не имеет цвета. Запах газа начинает ощущаться при концентрации 0,006мг/л. Содержание оксидов серы в продуктах сгорания практически не зависит от качества организации топочного процесса и определяется в основном содержанием серы в топливе. Серистый газ гибельно воздействует на зелёные насаждения, особенно на плодовые и хвойные деревья, а также на посевы. При концентрации газа 0,05 мг/л газ вызывает раздражение слизистой оболочки глаз и кашель. Такую концентрацию человек может выдержать всего 3 минуты, а 0,3 мг/л – всего одну минуту. Высокие концентрации сернистого газа вызывают острый бронхит одышку, потерю сознания. Кроме вредного воздействия на всё живое сернистый газ вызывает усиленную коррозию металлических поверхностей и порчу различных веществ и материалов. При наличии сернистого газа снижается также прозрачность атмосферы. Содержание серного ангидрида в продуктах сгорания котельных топлив не превышает 3% содержания сернистого газа, однако при выходе из дымовой трубы, под действием солнечной радиации, сернистый ангидрид окисляется в серный, а за тем, соединяясь с водой, может образовывать серную кислоту.

Токсичным веществом является также оксид углерода СО. Это соединение образуются в случае неполного сгорания углерода практически при сжигании всех видов топлива. Количество оксида углерода может составлять при сжигании твёрдых топлив до 2% массы сжигаемого топлива, при сжигании газа и мазута 0,05%. Оксид углерода не имеет запаха и цвета, что затрудняет его обнаружение.

 Формальдегид – газ с резким неприятным запахом, обладает высокой токсичностью. Содержание формальдегида в продуктах сгорания наблюдается в малых отопительных котельных при сжигании мазута в условиях, когда имеет место общий или местный недостаток воздуха. В продуктах сгорания, выбрасываемых в атмосферу, находятся также канцерогенные вещества. Наиболее распространенным и сильнодействующим из них является так называемый 3,4 – бензопирен С₂₀Н₁₂ (продукт гидролиза угля и углеродных газов). Это соединение представляет собой твёрдое вещество в виде желтоватых игольчатых кристаллов, образующееся при сжигании топлива. На количество бензопирена влияет режим работы топки, особенно величена температуры в ятре факела и количество имеющегося там в наличии кислорода. Бензопирен образуется при высокой температуре в случае недостатка воздуха для полного сгорания топлива. Частицы твёрдого углерода сгорают медленнее всего. При догорании они раскаляются, поглощают другие вещества и придают пламени характерную жёлтую окраску. Наличие жёлтой окраски пламени свидетельствует о том, что в продуктах сгорания имеются канцерогенные вещества. Много канцерогенных веществ образуется при режимах горения с саже образованием. Повышенное количество канцерогенов в продуктах сгорания наблюдается обычно при слоевом сжигании твёрдых топлив.

Вредное воздействие золовых частиц на организм человека зависит от размеров частиц, их концентрации в воздухе, дисперсности и твёрдости. Твёрдые частицы в виде пыли, золы, сажи, выбрасываемые в атмосферу при сжигании углей, торфа, горючих сланцев, составляют около 60% общего количества аэрозолей, попадающих в настоящее время в атмосферу. Количество выбрасываемых золовых частиц зависит от состава твердых топлив, конструкции топочных устройств и эффективности работы золоуловителей. Золовые частицы вредно воздействуют на живые организмы, загрязняют атмосферу, что приводит к снижению видимости и солнечной освещенности, загрязнению поверхностей зданий и сооружений и их разрушению, уменьшению фотосинтеза, осуществляемого растениями.

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе.

Критериями оценки санитарного состояния среды и качества атмосферного воздуха являются предельно допустимые концентрации (ПДК) токсичных веществ в воздухе или воде водоёмов. Под ПДК следует понимать такую концентрацию различных веществ и химических соединений, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких – либо патологических изменений или заболеваний. Различают среднесуточные и максимально - разовые предельно допустимые концентрации. Среднесуточные ПДК предназначены для исключения возможности воздействия токсичных веществ на организм человека в течение длительного времени. Максимально – разовые ПДК установлены для веществ , обладающих раздражающими воздействиями или резкими запахами, в дополнение к среднесуточным. При определении среднесуточной концентрации отбор проб воздуха и их анализ производят в течении суток(24ч.), максимально – разовой – в течении 20 мин. Пробы в воздухе отбирают на высоте 1,5м от земли, т. е. на уровне зоны дыхания человека.

Условия работы котельной установки и состояние атмосферы не всегда позволяют точно определить влияние токсогенов на окружающую среду. Это особенно заметно в периоды плохого рассеивания продуктов сгорания , изменения направления ветра , температуры и относительной влажности атмосферного воздуха. В этих условиях в отдельных местах и даже районах концентрации некоторых токсогенов могут достигать угрожающих значений, хотя среднегодовые значения ниже ПДК. Поэтому для оценки степени вредности выбросов продуктов сгорания различных топлив на организм человека введен суммарный численный показатель , равный для природного газа 0,038,мазута 0,058 – 0,113,березовского угля 0,498, донецкого антрацита 0,871,фрезерного торфа 1,023, под московского бурого угля 2,016.

Мероприятия по уменьшению количества вредных веществ, выбрасываемых котельными установками.

Снизить выбросы вредных веществ котельными установками можно уменьшением содержания их в топливе; снижением количества вредных веществ, образующихся в процессе горения топлива; очисткой продуктов сгорания от вредных примесей перед выбросом в атмосферу.

В твёрдом топливе сера содержится в 3-х формах : в виде включений колчедана FeS₂, серы, входящей в состав молекул органической массы топлива, и сульфатной (в серно – кислых солях кальция и щелочных металлов). Если содержание колчеданной серы составляет значительную долю общего содержания серы и вкрапления колчедана достаточно крупны, колчеданную серу можно удалить путем обогащения. Так, даже при сухом обогащении из подмосковного бурого угля удалить до 30% серы. Для удаления из угля колчеданной и органической серы может быть примерно также гидротермическое обессеривание углей. При таком способе измельченное топливо обрабатывают в автоклавах щелочными растворами, содержащими гидраты оксидов натрия и калия, после чего получается уголь с малым содержанием серы. Отделение угля от жидкости осуществляют центрифугорованием, после чего уголь сушат.

Уменьшение содержания токсичных веществ в топливе сопряжено с большими трудностями. Очистка твёрдых топлив практически не осуществима, а жидких и газообразных (очистка мазута от серы на нефтеперерабатывающих заводах, получение малосернистого газа) требует значительных капитальных затрат и увеличивает эксплуатационные расходы. Так, снижение содержания серы в мазуте на 5% увеличивает стоимость топлива на 3 руб., а снижение ее с 2,5 до 0,5% удваивает его стоимость. В этой связи очистка топлив от токсичных примесей в настоящее время применяет редко и не может быть рекомендована для действующих теплоэнергетических предприятий. Для котельных установок рекомендуется производить чистку продуктов сгорания перед поступлением их в атмосферу и принимать меры по уменьшению количества токсичных веществ, образующихся в процессе горения топлива. Однако наиболее радикальным методом уменьшения выброса вредных веществ является переход на сжигание газообразного топлива практика показала, что перевод котельных установок средней мощности с твёрдого на газообразное топливо обеспечивает сжигание токсичности на 25 – 30%, малой мощности – в 4 – 5 раз. Поэтому в котельных установках малой мощности следует применять только жидкие и газообразные топлива.

При сжигании твёрдых и жидких топлив для улавливания летучей золы, частичек несгоревшего топлива и сажи применяют золоуловители и фильтры, серийно выпускаемые нашей промышленностью. Если происходит полное сгорание твёрдого или жидкого топлива, то практически вся сера сгорает и в продуктах сгорания находится в основном мало реакционный сернистый ангидрид. Очистку продуктов сгорания от серного и сернистого ангидридов осуществляют в мокрых скрубберах. Вода улавливает серный ангидрид хорошо, сернистый ангидрид – плохо. Поэтому для увеличения доли его улавливания применяют поглотители. При орошении потока продуктов сгорания известковым молоком можно добиться улавливания до 90% сернистого ангидрида, причём стоимость очистки составляет всего около12% стоимости топлива. Однако при применении известковых суспензий в газоочистной аппаратуру образуются карбонатные отложения, затрудняется работа распылителей и жидкостных трактов системы газоочистки. Для устранения этих недостатков применяют известково-щелочной метод улавливания сернистого ангидрида, при котором оксиды серы улавливают с помощью щелочного раствора, а известь используют для подщелачивания жидкости.

Снизить содержание оксида углерода в продуктах сгорания топлива можно обеспечением правильного топочного процесса. Так, при сжигании газа и мазута выброс СО не превышает 0,05%, а при тщательном регулировании процесса горения не более 0,01%. При работе котельных установок на мазуте необходимыми условиями полного сгорания являются применение жидких присадок, достаточный подогрев и тонкость распыления и обеспечение правильного топочного процесса. Переход на газообразное топливо улучшает полному сжигания и уменьшает количество образующихся канцерогенных веществ. Установлено, что при сжигании газообразного топлива с коэффициентом избытка воздуха в топке 1,05 в продуктах сгорания бензопирена оказывается нее большим, чем в воздухе атмосферы. Вместе с тем при неправильном ведении процесса горения количество бензопирена может значительно увеличиться (до 50 раз при сжигании мазута и до 10 раз при сжигании природного газа). Таким образом, основным средством борьбы с загрязнением воздуха канцерогенными веществами является обеспечение максимальной полноты сгорания топлива.

Окружающая среда.

 

 

Выбросы вредных веществ, в тонах	Месяц			Год
	Факт	План	Разница	Факт	План	Разница
ТЭЦ-1
Зола	181.7	248.7	-67.0	2269.0	3038.2	-769.2
SO2	45.1	63.7	-18.6	656.1	803.0	-146.9
NOx	14.2	30.9	-16.8	180.8	377.5	-196.6
CO	5.2	22.7	-17.5	71.0	277.4	-206.5
ТЭЦ-2
Зола	3.6	24.3	-20.7	56.8	282.0	-225.2
SO2	5.2	23.9	-18.7	80.0	277.4	-197.5
NOx	0.7	8.3	-7.6	12.8	96.8	-84.0
CO	1.2	13.1	-11.9	23.1	152.7	-129.6
РК-1g
Зола	7.3	39.9	-32.6	652.3	876.5	-224.2
SO2	16.0	16.1	-0.2	327.8	380.4	-52.6
NOx	1.0	6.7	-5.7	105.4	145.0	-39.6
CO	3.2	7.9	-4.7	106.5	171.3	-64.8
РК-2h
Зола	5.4	5.9	-0.5	58.1	155.1	-97.1
SO2	7.8	8.1	-0.3	78.6	141.4	-62.8
NOx	1.0	2.0	-1.0	11.6	56.4	-44.8
CO	6.5	6.9	-0.4	53.0	117.1	-64.1

Заключение.

В данном дипломном проекте был произведён расчёт по проектированию силовой части для предприятия AES Семипалатинские ТЭЦ и более подробно рассмотрено электрооборудование и принцип действия мостового крана установленного на данном предприятии.

Дипломный проект в себя включает расчёт электрических нагрузок для предприятия и выбор необходимого силового оборудования для подстанций учитывая нагрузки предприятия.

Так же расчёт и выбор электрооборудования для мостового крана грузоподъемностью пять тон.