Разработка системы энергоснабжения цеха металлорежущих станков

РЕФЕРАТ 2
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 1
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ 3
1.1. Исходные данные 3
1.2. Расчет тепловых нагрузок помещения. Определение теплопотерь через ограждения. 4
1.3. Выбор схемы вентиляции 6
1.4. Аэродинамический расчет воздушного тракта 6
1.5. Расчет потерь по трубопроводу: 7
1.6. Расчет отопления бытовых помещений 10
1.7. Определим годовые расxоды теплоты: 13
1.8. Определим годовой расxод yсловного топлива по котельной на теплоснабжение цеха: 14
1.9. Расчёт потенциальной тепловой нагрузки от использования солнечный нагревателей воды. 14
2. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЦЕХА 18
2.1. Исходные данные для расчета нагрузок цеха 18
2.2. Расчет электрических нагрузок по цеху 19
2.3. Определение числа и мощности цеховых трансформаторов и компенсирующих устройств. 21
2.4. Технико-экономический расчет 21
2.5. Выбор электрооборудования. 22
2.6. Выбор защитной аппаратуры и сечения проводников по цеху 28
2.7. Выбор высоковольтного питающего кабеля и ячейки РП ГПП. 34
2.8. Релейная защита 36
2.9. Расчет токов трехфазного короткого замыкания на стороне 0,4 кВ и проверка оборудования на устойчивость 36
2.10. Расчет однофазного тока короткого замыкания и проверка чувствительности защиты 39
2.11. Расчет отклонения напряжения и выбор отпайки трансформатора 40
2.12. Расчет заземления 42
3. АВТОМАТИЗАЦИЯ 44
3.1. Обоснование автоматизации объекта управления 44
3.2. Описание функциональной схемы объекта управления  45
3.3 . Выбор и обоснование технических средств автоматизации и спецификация КИП и автоматики.  47
4. ЭКОНОМИКА 52
4.1. Расчёт инвестиционных затрат 52
4.2. Расчет эксплуатационных затрат 53
4.3. Расчет себестоимости Гкал и дохода 55
4.4. Расчет эффективности проекта 55
4.5. Анализ чувствительности проекта 58
5. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 60
6. ОХРАНА ТРУДА НА ПРОИЗВОДСТВЕ 64
6.1. Класс опасности 64
6.2. Структура организации эксплуатации СВВО: 64
6.3. Мероприятия по безопасной эксплуатации оборудования 65
6.4. Электробезопасность 68
6.5. Пожарная безопасность 68

Весь текст будет доступен после покупки

Ключевой задачей энергообеспечения является снижение потребления энергии без ущерба для производительности и качества продукции. Это достигается через постоянное улучшение производственных процессов, применение эффективных технологий и использование мер по энергосбережению.
Разработка и внедрение систем энергоснабжения и электроснабжения, установка энергосберегающего оборудования и технологий, оптимизация работы систем вентиляции, кондиционирования и отопления, а также улучшение систем управления и контроля за энергопотреблением, также являются основными задачами энергообеспечения.
Использование альтернативных источников энергии, таких как солнечная, ветровая и гидроэнергетика, а также биомасса и геотермальная энергия, помогает снизить зависимость предприятий от традиционных источников энергии и обеспечивает экологически более чистый производственный процесс. Развитие энергообеспечения предприятий направлено на снижение затрат на энергию, уменьшение отрицательного воздействия на окружающую среду и повышение производительности.
Специалисты в данной области должны иметь глубокие знания в сфере электротехники, механики, энергетики, теплофизики, а также понимание основ технологии производства и регулирования процессов. Они должны уметь проводить техническое обслуживание и диагностику оборудования, подбирать технологические параметры работы систем, разрабатывать новые проекты, учитывая экономические аспекты, и соблюдать правила безопасности. Отличными качествами специалиста являются умение работать в нестандартных ситуациях, быстро принимать решение и действовать на опережение, чтобы избежать аварийных ситуаций и убедиться в надежной работе энергооборудования.

Весь текст будет доступен после покупки

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
Исходные данные
Габаритные размеры цеха:
длина - 50 м,
ширина - 30 м,
высота - 8 м.
Окна:
площадью 4,8x3,6 м – 20 шт
Двери и ворота:
площадью 4,2x4,2 м - 2 шт.
площадью 2,4x1 м – 4 шт.
Термические сопротивления ограждающихx конструкций R?, [м?*°С/Вт]:
стены: 1,9
двери: 0,6
окна: 0,35
пол: 1,9
потолок: 2,6
Коэффициент теплоотдачи воздуха для внутренней станки ??, [Вт/м?*°С]:
стены: 8,7
двери: 8,7
окна: 8
пол: 8,7
потолок: 8,7
Коэффициент теплоотдачи воздуха для наружной станки ??, [Вт/м?*°С]:
Для всех видов ограждающих конструкций: 23
Климатические характеристики для г. Самара по СНиП 23-01-99:
Температура внутреннего воздуха помещения tвр [°С]: 16
Расчетная температура наружного воздуха на отопление tн.о [°С]: -30
Расчетная температура наружного воздуха на вентиляцию tн.в [°С]: -16
Расчет тепловых нагрузок помещения. Определение теплопотерь через ограждения.
Тепловые нагрузки на отопление помещения находятся по формуле:
Qo = Qoк + Qдв + Qпол + Qпот + Qст [Вт], (1)
Qoк - тепловые потери на окна, [Вт]
Qдв - тепловые потери на двери, [Вт]
Qпол - тепловые потери на пол, [Вт]
Qпот - тепловые потери на потолок, [Вт]
Qст - тепловые потери на стены, [Вт]
Тепловые потери Q [Вт] находятся по формуле:
Q = k*F*(tв.р- tн.о.), (2)
k=1/((1/?_1 +?-?(?/?)+1/?_2 ?) ) - коэффициент теплопередачи, [Вт/м?·°С]
F - площадь поверхности теплообмена, [м?]
?/?=R- термическое сопротивление, [м?·°С/Вт]
Тепловые потери на стены, [Вт]:
Fст = 2*h*(l+b) – Fок – Fдв, (3)
Fст = 2*8*(50+30) – 345,6 – 44,88 = 889,52 м2
-(k= 1/(1/8,7+1,9+1/23)=0,486 Вт/(м^2*К),)
Q_ст=0,486*(16-(-30))*889,52=19886 Вт
Тепловые потери на окна, [Вт]:
k= 1/(1/8+0,35+1/23)=1,93 Вт/(м^2*К)
Q_ок=1,93*(16-(-30))*4,8*3,6*20=30682 Bт

Тепловые потери на двери, [Вт]:
k= 1/(1/8,7+0,6+1/23)=1,32 Вт/(м^2*К)
Q_дв=1,32*(16-(-30))*(4,2*4,2*2+2,4*1*4)=2725 Bт
Тепловые потери на потолок, [Вт]:
k= 1/(1/8,7+2,6+1/23)=0,363 Вт/(м^2*К)
Q_пот=0,363*(16-(-30))*(50*30)=25047 Вт
Тепловые потери на пол, [Вт]:
k= 1/(1/8,7+1,9+1/23)=0,486 Вт/(м^2*К)
Q_пол=0,486*(16-(-30))*(50*30)=33534 Вт
Тепловая нагрузка отопление помещения, [Вт]:
-(Q_0=30682+2725+33534+25047+19886=111874 Вт,#(4) )
Тепловая нагрузка на ГВС в отопительный период, [Вт]:
-(Qгв.ср.= (m*(a+b)*(55-tхз))/3600,#(5))
Qгв.ср.= (25*(24+0)*(55-5)*4190)/3600=279336 Вт
Тепловая нагрузка на ГВС в межотопительный период, [Вт]:
-(Qгв.ср.= (m*(a+b)*(55-tхз))/3600,#(6))
Qгв.ср.= (25*(24+0)*(55-15)*4190)/3600=22346 Вт
m – численный показатель (количество человек)
а - норма расxода воды в литраx при t=55? для цехов. Принимается по СНиП - "Горячее водоснабжение";
b – расход горячей воды в общественных зданиях жилого района (принимается равным 0)
tхз - температура водопроводной воды в отопительный период +5 ? и +15 в межотопительный;
Тепловая нагрузка на вентиляцию помещения находится по формуле:
Qв = qв*V*(tв -tн.в), Вт, (7)
V - объем помещения, м3
qв - укрупненный показатель воздухообмена, [Вт/ м3 0С], выбирается исходя из объема помещения. Рассчитаем его по формуле:
-(q_B=1,85/v(6&V)=1,85/v(6&50*30*8)=0,387 Вт/(м^3*К),#(8) )
Q_В=0,387*(16-(-16))*50*30*8=148608 Bт
Суммарная тепловая нагрузка помещения:
-(Q_?=Q_0+Q_B=111874+148608=260482 Вт.#(9) )
Выбор схемы вентиляции
Выберем прямоточную схему. Для нее расход воздуха G, [кг/с] найдем по формуле:
-(G=Q_вентеляции/(C*(t_г-t_(н.о.) ) ),#(10) )
С - удельная теплоемкость воздуха, [Дж/кг·К]
tг - температура горячего воздуха в системе отопления, [?]
Примем tг = 50 ?.
При 50?, С = 1005 Дж/кг·К, ? = 1,109 кг/м3
-(G=Q_?/(c*(t_г-t_(н.о) ) )=260482/(1005*(50-(-30))=3,24 кг/с,#(11) )
Аэродинамический расчет воздушного тракта
Расчет диаметра коллектора и скорости воздуха в нем:
Из формулы расхода выразим диаметр d:
G = ?*d?*w/4
-(d=v((4*G)/(?*w))#(12) )

Зададимся скоростью w0 = 15 м/с. Тогда:
d=v((4*G)/(w*?) = ) v((4*3,24)/(15*3,14))=0,5 м
Пересчитаем скорость воздуха, используя принятый диаметр:
-(w=(G*4)/(?*d^2 )=(2,92*4)/(3,14*?0,5?^2 )=15 м/с,#(13) )
Все следующие участки рассчитываются аналогично, кроме отводов. Для них принимаемая скорость w0 = 5 м/с. Диаметры принимаются по ТУ 4863-004-12444529-2001. Результаты расчетов приведены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты расчетов диаметров
Участок w0, м/с G, м^ 3/ c dрасч, м d, м w, м/с
Коллектор 15 2,93 0,4988 0,5 14,93
L1 15 2,69 0,48 0,5 13,7
L2 15 2,45 0,46 0,5 12,5
L3 15 2,21 0,43 0,45 11,3
L4 15 1,97 0,4 0,4 10,04
L5 15 1,73 0,38 0,4 8,8
L6 15 1,49 0,36 0,4 7,6
L7 15 1,25 0,33 0,355 6,4
L8 15 1,01 0,29 0,315 5,1
L9 15 0,77 0,26 0,315 3,9
L10 15 0,53 0,2 0,2 2,7
Отвод 5 0,3 0,276 0,28 4,87

Весь текст будет доступен после покупки

1. СП 60.13330.2012. «Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха». - М: Издательство стандартов, 2012
2. ГОСТ 21.210 – 2014 Система проектной документации для строительства «Условные графические изображения электрооборудования и проводок на планах». – М.: Стандартинформ, 2015.
3. Свод правил: СП 77.13330.2016. Системы автоматизации. – М.: Кодекс, 2016.
4. ГОСТ 21.404-85. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах. – М.: Стандартинформ, 2007.
5. ГОСТ 12.1.005-80. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. – М.: Стандартинформ, 2008.
6. Кабышев А.В. Электроснабжение объектов. Ч.1. Расчет электрических нагрузок, нагрев проводников и электрооборудования: учебное пособие. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2007. – 185с.

Весь текст будет доступен после покупки