Спеціальна частина, Вимоги до електроприводу допоміжних механізмів котельні, Розрахунок та вибір

Вимоги до електроприводу допоміжних механізмів котельні

Димососи та вентилятори посідають серед турбомеханізмів 2 місце після насосів з поширення в промисловості. Димососи використовуються для відсмоктування газів з котлів котельних та створення тяги при горінні палива. Великі димососи більшої потужності зазвичай мають невисоку частоту обертання 600-750 об/хв. Димососи на відміну інших турбомеханізмів завжди працюють на мережу без протитиску, внаслідок чого залежність моменту статичного опору на валу приводного двигуна від частоти обертання носить квадратичний характер. А потужність, що підводиться до димососа без урахування втрат на тертя в підшипниках, пропорційно кубу швидкості. Димососи поділяють на відцентрові та осьові.

В даний час для приводу великих димососів застосовують асинхронні двигуни загальнопромислового використання. Димососи малої потужності нижче 250 кВт оснащуються, як правило, асинхронними двигунами з короткозамкненим ротором. Димососи є механізмами з режимом живильного навантаження з кількістю годин роботи на рік. Навантаження на валу приводного двигуна спокійне перевантаження не виникає. Частота обертання колеса для великих машин не перевищує 750 об/хв. Зі зменшенням потужності димососа їхня номінальна частота обертання зростає до 1500-3000 об/хв.

Димососи є механізмами, що мають високі моменти інерції. Для великих димососів досить доцільно застосування регульованого електроприводу там, де потрібно регулювати швидкість обертання димососа. Навантаження на валу двигуна має суто вентиляторний характер, тобто статичний момент опору на валу двигуна пропорційний квадрату швидкості.

Пуск димососа може вироблятися як при розвантаженій машині, так іта при нормальній роботі на мережу. У першому випадку механічний момент при пуску дорівнює 04 від номінального, а в другому номінальному.

При пуску потужних вентиляторів з великим діаметром робочого колеса зазвичай потрібно обмеження прискорень при пуску, щоб уникнути появи надмірної динамічної напруги робочого колеса.

Розрахунок та вибір електродвигунів для допоміжних механізмів

1. Допоміжні механізми котлів – це димососи та вентилятори.

Вентилятори призначені для подачі повітря в топки водогрійних котлів, а димососи - для відсмоктування димових труб продуктів згоряння.

Вентилятори можуть працювати при температурі повітря, що переміщується, не нижче мінус 30 0 С.

Експлуатація димососів допускається при температурі газів, що переміщуються, не нижче плюс 250 0 С.

Вентилятори можуть застосовуватися як димососи на газомазутних котлах.

Технічні дані димососу ДН-222-0,62:

Продуктивність Q=13100 м-коду 3 /год.

Розвивається тиск =3236 Па.

Частота обертання = 750 об/хв.

Розрахункова потужність двигуна димососа, кВт

де - Коефіцієнт запасу за потужністю, = 1,1-1,15.

Продуктивність димососа Q має у формулі розмірність м 3 /с, тому Q=м 3 /с.

За довідником [7] вибираємо трифазний асинхронний електродвигун із короткозамкненим ротором серії А4 напругою 6000 В:

=400 кВт, =750 об/хв, S=1,4 %, I=50 A,

Перевіряємо умову вибору за потужністю

Технічні дані вентилятора ВДН-20:

Продуктивність Q=13800 м-коду 3 /год.

Розвивається тиск = 4903 Па.

Частота обертання = 1000 об/хв.

Розрахункова потужність двигуна вентилятора, кВт

де - Коефіцієнт запасу за потужністю, = 1,1-1,15.

Продуктивністьвентилятора має у формулі розмірність м3/с, тому =м3/с.

=400 кВт, =1000 об/хв, S=1,3 %, I=47,5 A,

Перевіряємо умову вибору за потужністю

2. Вибір швидкості електродвигунів.

Вибір швидкості електродвигуна для димососу водогрійного казана ДН-222-0,62.

У зв'язку з чим механізм має 750 об/хв і по конструкції він жорстко пов'язаний з електродвигуном, то вибираємо електродвигун зі швидкістю обертання 750 об/хв. Інакше, якщо швидкість обертання електродвигуна буде іншим, зміняться дані димососа. При підвищенні оборотів електродвигун може не потягнути електроустаткування, тому що при підвищенні оборотів електродвигуна знижується його потужність або його зіпсувати.

Вибір швидкості електродвигуна для дутьового вентилятора ВДН-20.

По конструкції електродвигун також як і в попередньому випадку, тісно пов'язаний з механізмом і має 1000 об/хв. То ми вибираємо електродвигун із частотою обертання 1000 об/хв. Усі обґрунтування небажаності вибору електродвигуна з іншою швидкістю наведено вище.

3. Вибір електродвигунів за родом струму.

Для більшості сучасних виробничих механізмів застосовується привід змінного трифазного струму. Трифазний струм легко генерується, розподіляється та перетворюється. Живлення електроприводів змінного струму походить від загальної мережі частотою струму 50 Гц, від якої отримують харчування, як правило, всі сучасні промислові підприємства.

Найбільш простими в обслуговуванні та пристрої є асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором. При потужностях понад 100 кВт цей вид двигуна є основним.

Більш складним та дорогим є асинхронний двигун із фазним ротором. Їх застосовують у тих випадках, коли потрібно регулювати швидкість чи пусковий момент.

Синхронні двигуни є дорогими і для живлення обмоток збудження потрібен постійний струм.

На основі вищевикладеного ми вибираємо асинхронні електродвигуни з короткозамкненим ротором, так як нам не потрібно регулювати швидкість обертання, здійснювати реверс, регулювати пусковий момент і т. д.

4. Вибір напруги живлення.

Живлення електродвигунів змінного струму здійснюється напругою до 1000 В: 127/220 В, 380/660 В, 380/220 В та напругою вище 1000 В: 3 кВ, 6 кВ, 10 кВ.

На електродвигун потужністю до 500 кВт вибираємо напругу до 1000 В.

Мережі постійного струму виконуються зазвичай на напругу 110 В і 220 В. Для потужних електроприводів з окремими перетворювачами застосовуються напруга також 440 В і 600 В. зазвичай в межах до 600 В.

З усіх варіантів нам підходить на електродвигун димососа котла ДН-222-0,62 напруга змінного струму 6 кВ, оскільки потужність нашого електродвигуна дорівнює 400 кВт, а значить більше 50 кВт. А на електродвигун вентилятор ВД-20 підходить напруга змінного струму 6 кВ, так як електродвигун потужністю 400 кВт, а значить більше 50 кВт.

5. Вибір електродвигунів щодо конструктивного виконання.

Вибір конструктивного виконання електродвигуна проводиться з урахуванням навколишнього середовища з метою захисту його від шкідливих впливів. А також захист середовища від можливого іскроутворення. На щітках такільцях електродвигуна. Згідно з прийнятою класифікацією за способом захисту від навколишнього середовища електродвигуни поділяються на основні групи: 1. Відкриті. 2. Захищені. 3. Закриті.

Відкриті є електродвигуни, які не мають захисту від випадкових дотиків чи потрапляння до нього сторонніх предметів. Тому такі електродвигуни ставлять у сухих не запилених не пожежонебезпечних приміщеннях.

Захисними є електродвигуни, захищені від дотику до валу сторонніх предметів. Від попадання пилу електродвигун не захищений. Також електродвигуни встановлюють у нормальних приміщеннях, а за наявності захисту від грози навіть на відкритому повітрі, але не у забруднених курних приміщеннях. Ізоляція для електродвигунів застосовується до підвищеної водостійкості.

Закриті електродвигуни захищені від дотику та від пилу. У ряді випадків такі двигуни забезпечені незалежною системою охолодження для створення кращих умов охолодження.

Існують ще вибухобезпечні двигуни.

На підставі вище викладеного ми вибираємо для свого електрообладнання (захищені) електродвигуни закритого типу, так як у приміщенні курне та жарке середовище.

6. Вибір електродвигунів за способом приєднання до виробничого механізму.

Велике значення при конструюванні електроприводу має спосіб з'єднання електродвигуна з проектованим механізмом. Безпосереднє приєднання зазвичай здійснюється, оскільки електродвигун має значно більше швидкості обертання, ніж механізми. Тихохідні механізми мають більші габарити і більшу вартість, ніж швидкохідні. Рішення про вибір того чи іншого варіанта приєднання провадиться на підставі зіставлення можливих комбінацій.

У першому випадку редукторстала більш складним і втрати впроваджені значні, хоча електродвигун має велику швидкість обертання та виконання його вигідніше, ніж електродвигуна з нижчою частотою обертання. В іншому випадку менш громіздка кінематична схема в поєднанні з тихохідним двигуном невигідна.

Кожній потужності відповідає певна швидкість, коли двигун найбільш економічний. Але з іншого боку застосування цього електродвигуна то, можливо пов'язані з необхідністю низки передач, тобто. ускладненням кінематичної схеми та зміною витрат енергії.

Зазвичай двигуни з більшою потужністю тихохідні, потужність у проектованого нами механізму висока, отже, редуктор має бути великий та потужний.