Электрические схемы автоматизации компрессорных и вентиляторных установок
методическая разработка на тему

                      Департамент образования города Москвы

                 Государственное образовательное учреждение

                     среднего профессионального образования

                               Технологический колледж №28

                                   Евдокимов П.Е.         

                 Практическая самостоятельная работа

по дисциплине «Электрооборудование холодильно-компрессорных   машин и установок» для студентов, обучающихся по специальности 150414 «Монтаж и эксплуатация холодильно-компрессорных машин».

                                                    Москва

                                                       2010

     Практическая самостоятельная работа по дисциплине «Электрооборудование холодильно-компрессорных   машин и установок» для студентов, обучающихся по специальности 150414 «Монтаж и эксплуатация холодильно-компрессорных машин» подготовлена преподавателем Евдокимовым П.Е. Студенты рассматривают схемы автоматизации компрессорных и вентиляторных установок, изучают устройство и принцип действия самостоятельно. Вторая часть  - выполнение расчетной работы – расчет мощности двигателя.

Автор – преподаватель электрооборудования холодильных установок Евдокимов Павел Евгеньевич.

                                Электрические схемы автоматизации

                    компрессорных и  вентиляторных  установок.  

 В  схемах автоматического управления компрессорами кроме электроаппраратуры общего назначения  использу6ется специальная аппаратура: термореле, электроконтактные манометры, датчики давления.

Изменение давления внутри трубчатой пружины вызывает её упругую деформацию. Подвижный  конец через передаточный механизм приводит в действие контакт 1, укреплённый на стрелке. При повышении давления , выше допустимого, контакт 1 замыкается  с неподвижным контактом 2 передавая  сигнал к аппаратуре исполнения, Если давление падает ниже допустимого уровня, замыкается контакт 2 –нижний.

В качестве реле времени для автоматизации работы компрессорной установки применяются термореле, используемое для  тепловой защиты двигателей.

Рис. 7.9. Технологическая схема компрессорной установки

.

Термореле позволяет получить значительные выдержки времени – от нескольких секунд до нескольких минут, в технологическую схему компрессорной установки входят два компрессора входят два компрессора 1, два асинхронных ЭД 2, трубопровод 5 ( для подачи сжатого воздуха), ресиверы 3, трубопровод 6 передаёт сжатый воздух к потребителям. Обратные клапаны 7 предотвращают работу одного компрессора при разнице в создаваемом давлении. Трубопроводы 8 и 9 предназначены для циркуляции охлаждающей воды.  Электрическая схема автоматического управления компрессорной установкой.

В главных цепях двигателей М1 и  М2 компрессора установлены автоматические выключатели В1и В2 с комбинированными расцепителями (максимальным и тепловым)  Цепи управления питаются через автоматический выключатель  В3 с максимальным расцепителем

Управление компрессорами  может быть автоматическим и ручным  с помощью ключей КУ1 и КУ2, контакты  которых находятся в цепях катушек магнитных пускателей К1 и К2.

При ручном управлении включение и отключение производится непосредственно с помощью ключей КУ1 и КУ2.

При автоматическом управлении пускатели включаются с помощью промежуточных реле: РП1 – для первого компрессора и РП2 – для второго. Очерёдность включения компрессоров устанавливается переключателем режимов ПР.

При падении давлении в ресиверах  замыкается контакт манометра МН1 (Н – нижний предел) сработает реле РП1, которое своим контактом включит магнитный пускатель К1 первого компрессора. После повышения давления контакт МН1 разомкнётся, РП1 продолжает получать питание через замкнутые контакты РП4 и РП1, при повышении давления до максимального сработает контакт манометра МВ1 (В –верхний предел). Реле РП4 сработает и своим контактом отключит реле РП1, что приведёт к остановке первого компрессора.

Если  мощности одного компрессора не хватает, замыкается контакт МН2, сработает реле РП3 и включится  реле РП2, магнитный пускатель К2, включится компрессор 2. Реле РП2 остаётся включённым. При достижении установленного режима замкнётся контакт МВ2 и включит реле РП4 и его контакт отключит РП2 и отключит второй компрессор.

Задание для самостоятельной работы: Самостоятельно изучить схему управления двигателем вентилятора.

                      ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ  МЕХАНИЗМОВ

НЕПРЕРЫВНОГО    ТРАНСПОРТА.

Механизмы непрерывного транспорта широко применяются в различных отраслях народного хозяйства для механизации и автоматизации, вспомогательных операций.

Механизмы непрерывного транспорта проще по своему устройству и эксплуатации, чем краны и подъёмники, имеющие циклический характер нагрузки. Наиболее распространёнными механизмами непрерывного транспорта являются конвейеры различных типов, конструкция которых определяется характером перемещаемого груз, массой и скоростью его движения.

Основной конструктивной частью механизмов непрерывного транспорта, и  в частности, любого конвейера. Конвейер – замкнутый, непрерывно движущийся в процессе работы тяговый орган. Как правило, конвейер выполняется в виде ленты. Тяговый орган обычно приводится  в движение через ведущие барабаны, звёздочки, многогранные блоки и подобные устройства посредством электрических двигателей. Для  ленточного конвейера характерны следующие узлы: натяжная и приводная станции. Лента конвейера является наиболее дорогостоящей частью.

Лента ограничивает возможности конвейера в отношении температуры окружающей среды, характера транспортируемых грузов. Так как легко подвергается термическому воздействию, пробоям, разрывам и износу. В  связи с этим ленточные конвейеры применяются главным образом для транспортировки сыпучих грузов.

Конструктивно конвейер состоит из:

II. Несущая конструкция:

     7.  лента конвейера

     8.  верхний опорный ролик

     9.  нижний опорный ролик

III.  Разгрузочная тележка

IY. Приводная тележка

     1.   вал

     2.   груз

     3.   промежуточные блоки

     4.   отводные тросы

     5.   шкив

     6.   загрузочный бункер

     10. бункер

     11. ведущий барабан

     12. ремённая передача

     13. двигатель

     14. отводящие рукава

     15. барабаны

     16. барабан натяжной станции

     17. горизонтальные направляющие

Расчётная  работа №1.

                                   Расчёт мощности двигателя.

Цель работы:

Ознакомиться с конструкцией механизма непрерывного действия и возможными вариантами исполнения транспортёра. Научиться проводить определение момента сопротивления и мощности на валу механизма: для вентилятора, насоса, компрессора.

Порядок выполнения работы:

1.  Для определения момента на валу центробежного вентилятора воспользуемся выражением для определения энергии, сообщаемой движущемуся газу за единицу времени.

                                           m =  Fvp

m -  масса газа, проходящего за секунду –          кг/сек (рассчитать)

F -   сечение газопровода  - 0.25м

V -  скорость движения газа -  7м/сек

P -  плотность газа -  0,025 м

2.  Определить энергию движущегося газа:

Выражение для энергии движущегося газа имеет вид:

                                     W =

Мощность на валу двигателя определить по формуле

                                     P

ήвт – КПД  вентилятора   = 0,5

ήп  -  КПД  передачи        = 0,3

В этой формуле  можно выделить группу величин, соответствующих подача (м /с),

и  напору вентилятора. (Па).

                                      Q = Fv;   H =

Из приведённых выражений видно, что

                             Q = C1ω   H = C2 ω

Соответственно:

      Р =  = Сω ;     М = = Сω

Где  С1, С2, С3  - постоянные величины

Вследствие наличия статического напора и конструктивных особенностей центробежных вентиляторов показатель степени в правой части может отличаться от ( 3). ( данные приведены на графике

3.   Аналогично  определяется мощность на  валу центробежного насоса (кВт)

                    Р =

Где:

Р1  -  плотность перекачиваемой жидкости (кг/м)

g    -  ускорение свободного падения (9,81 м/с  )

Q   -  подача насоса (м /c)

Нс  -  суммарный напор (м)

Нс   = Нr + (p2 –p1)/(p1g)  

Нr  - геодезический напор, равный разности высоты нагнетания и всасывания(м)

Р2  -  давление в резервуаре, в который перекачивается жидкость (Па)

Р1  -  давление, откуда перекачивается жидкость (Па)

ΔН – потеря напора в магистрали (м), зависит от сечения труб, качества их обработки, кривизны участков трубопровода и т.д. ( значение ΔН табличная величина)

С некоторым приближением можно принять, что для центробежных насосов,

между мощностью на валу и скоростью существуют зависимости6

                                     P = Cω       M = Cω  

Практически показатели степени у скорости изменяются в пределах от 2,5 до 6    для различных конструкций и условий работы электропривода и определяются наличием напора магистрали. При выборе электропривода насосов, работающих     с высоким напором, очень важным обстоятельством является то, что они весьма чувствительны к снижению скорости двигателя.

Основной  характеристикой  насосов, вентиляторов, компрессоров является зависимость развиваемого напора Н от подачи Q. Указанные зависимости представляются в виде графиков HQ, для различных скоростей механизма.

Как пример на графике приведены характеристики  (1,2,3,4) центробежного насоса при различных скоростях его рабочего колеса. Характеристикой магистрали (на графике кривая 6) называется зависимость между подачей Q и напором, необходимым для подъёма жидкости на высоту преодоления гидравлических сопротивлений  и избыточного давления на выходе  из нагнетательного трубопровода. Точки  пересечения характеристик  (1,2,3,) с характеристикой 6 определяют значения напора  и  производительности при работе насоса на определённую магистраль при различных скоростях.

Построить характеристики  HQ  центробежного насоса для различных скоростей: 0,8ω; 0,6ω, 0,4 ω. Если характеристика 1 при  ω = ωн  задана.

Для одного и того же насоса:

                      Q/ω = const            H/ ω = const

Следовательно:

            Q1 / Q2 = ω1 / ω2          H1/H2 =ω1 /ω2 

Построить  характеристику насоса для  ω = 0,8ωн   для точки δ

    Qδ = (ω1/ω2)Qн  = 0,8Qн

       Нδ = (ω1/ω2)  =   0,64На

Для точки δ

     Qδ = 0,8Qа        Нδ = 0,64На

Таким образом, получены вспомогательные параболы  5 ,5 ,5 .