Курсовая работа: Проектирование электроснабжения участка, состоящего из 5 шахтных печей Ц105 и установки эндогаза ЭН-60М01
В современном мире большее внимание уделяется разработке тех видов техники и технологии, которые обеспечивают значительную экономию сырьевых, энергетических и трудовых ресурсов. В связи с этим большое значение приобретает развитие электротермических технологий и установок.
Нагрев электричеством по сравнению с пламенным нагревом обеспечивает экономию первичных энергетических ресурсов, то есть это энергосберегающая технология.
Технологические процессы при электротермии являются ресурсосберегающими. Они позволяют значительно снизить потери материалов при их тепловой обработке (на угар, улет, окалину и т.п.). Кроме того, технологические процессы при электротермии за счет высокой степени управляемости дают возможность существенно экономить трудовые ресурсы. Современные ЭТУ имеют высокий уровень механизации и автоматизации, позволяют создавать единые технологические поточные линии, при этом за счет применения скоростного нагрева и высоких температур появляется возможность значительного повышения производительности технологических процессов.
ЭТУ являются специфическими приемниками электроэнергии. Часто они предъявляют повышенные требования к надежности и стабильности электроснабжения, что требует особого подхода при их проектировании и эксплуатации. Некоторые ЭТУ являются генераторами гармоник, дают резко колебательный режим, повышенный уровень потребления реактивной мощности. Это заставляет принимать специальные меры по предотвращению их влияния на качество электроэнергии в системах электроснабжения промышленных предприятий.
Основными параметрами установок печей сопротивления являются: номинальная температура, установленная мощность печи, число тепловых зон, мощность зоны, число фаз и напряжения на нагревательных элементах.
Основным родом тока для питания печей сопротивления служит трех- или однофазный ток частотой 50 Гц. Напряжение для питания нагревательных элементов электропечей сопротивления является напряжение 380 В.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
| Средняя мощность, кВА | 421,05 |
| Среднеквадратичная мощность, кВА | 444,17 |
| Максимальная мощность, кВт | 482 |
| Коэффициент спроса | 0,85 |
| Коэффициент включения | 1 |
| Мощность ЭПС Ц105, кВт | 105 |
| Коэффициент мощности | 0,8 |
| Напряжение на нагревателях, В | 380 |
| Номинальная температура, 0 С | 950 |
| Число фаз | 3 |
| Число тепловых зон | 2 |
| Количество ЭПС Ц105 | 5 |
| Мощность установки эндогаза ЭН-60М01, кВт | 34 |
| Номинальная температура, 0 С | 1050 |
| Число фаз | 3 |
| Число тепловых зон | 2 |
| Количество установок эндогаза ЭН-60М01 | 1 |
| Комплектная двухтрансформаторная подстанция КТП-630 | 1 |
ПЛАН УЧАСТКА ЦЕХА
Рис.1 Планировка участка цеха
Описание планировки участки цеха
На участке расположено следующие оборудование:
1 − шахтная печь Ц105; 2 − КТП-630; 3 − установка эндогаза ЭН-60М1;
4 − трансформатор; 5 − РП установки эндогаза ЭН-60М1; 6 − РП шахтной печи Ц105; 7 − мостовой кран
1. ОПИСАНИЕ Технологический процесс участка
Компоновочные решения термических цехов и участков предусматривают неукоснительное соблюдение всех технологических мероприятий с учетом удобства и безопасности обслуживания оборудования, при этом должны учитываться требования действующих правил и норм.
Из всего многообразия цехов и участков можно выделить три группы, отличающиеся разнообразием планировочных решений: цехи и участки с универсальными печами сопротивления, цехи и участки с установкой групп печей нескольких типов и установки значительного числа однотипных печей сопротивления. Свои решения имеют участки с установками прямого нагрева и плавильные отделения, оборудованные печами сопротивления.
Для термического отделения крупного инструментального цеха наиболее удобно однопролетное здание. Оборудование размещают таким образом, чтобы создать законченный технологический цикл обработки деталей каждой группы.
Поскольку большинство универсальных печей однозонные, суммарная мощность их невелика, что позволяет осуществлять питание от цеховой распределительной линии. Управление печами осуществляется со щитов управления, установленных в проходах между печами, у стен над кабельными каналами. Иногда в целях лучшей компоновки щиты объединяют в группы.
Представителями второй группы цехов могут быть термические цехи машиностроительных мероприятий массового производства. Целесообразная организация производства на таких заводах требует создания ряда термических отделений, обрабатывающих однотипные детали. Оборудование обычно представлено 2-4 типами методических печей, часто входящих в технологические агрегаты. Такие печи являются многозонными, общее количество зон может составить несколько, общее количество зон может составить несколько десятков. Мощность блок в единице может достигать несколько сотен киловатт, поэтому от цеховой сети питание невозможно. Требуется установка отдельного трансформатора на цеховой подстанции, от которого могут питаться и другие потребители. Щиты станций управления расположены вдоль фронта печей. Это позволяет сократить длину кабелей от щитов до печи, но при значительной мощности усложняется конструкция токоподвода от источника питания до вводного шкафа.
В ряде отраслей промышленности возникает необходимость установки значительного количества однотипных двух- или трехзонных печей. Проектное решение определяется следующими факторами: количество управляемых зон доходит до сотни, зоны по температуре и характеру технического процесса однотипны, мощность группы печей составляет тысячи киловатт. Питание печей осуществляется от специальной КТП. Щиты станции управления и щиты управления расположены в электротехническом помещении рядом с КТП.
2. оПИСАНИЕ ЭТУ как приёмник электроэнергии
Питание Ц-105, осуществляется трехфазным переменным током промышленной частоты от цеховых сетей напряжением 0,4 кВ - через КТП. Коэффициент мощности ЭПС близок к единице.
Индивидуальный график нагрузки Ц-105 носит ступенчатый характер. Полный цикл работы составляет 6 часов, при этом 1 час приходится на нагрев изделий при номинальной мощности 105 кВт, затем происходит выдержка изделий в течение 4 часов при номинальной мощности 85 кВт. Двадцать минут отводится на подготовительные операции и разгрузку готовых деталей.
На практике обычно используют многозонные печи или несколько печей на участок. Это приводит к выравниванию общего графика нагрузки участка. При числе зон или печей четыре и более коэффициент формы графика не превышает 1,05.
Расход электроэнергии ЭПС в значительной степени определяется графиком работы печи и при прочих равных условиях с увеличением коэффициента использования падает. Печи прямого нагрева имеют удельный расход электроэнергии 150-250 кВтч/т; периодические печи (Ц-105) – 300-400 кВтч/т.
По надежности электроснабжения ЭПС являются потребителями первой и второй категории. Ц-105 является потребителем второй категории, так как нет таких нежелательных явлений, как прогиб роликов в рольганговых печах или массовый брак изделий при прекращении работы. Поскольку мощность печей сопротивления пропорциональна квадрату питающего напряжения и при снижении напряжения производительность установок резко падает, они предъявляют повышенные требования к точности поддержания питающего напряжения, особенно высокотемпературные печи.
3. Составление и обсчёт группового графика нагрузки
Электрические нагрузки характеризуют потребление электроэнергии отдельными приемниками или группой приёмников, предприятием в целом.