Разработки проекта электрификации свинофермы в ООО АПК «ПромАгро»

Аннотация

Тема дипломного проекта посвящена разработки проекта электрификации свинофермы в ООО ООО АПК «ПромАгро» расположеного в с. Хорошилово Старооскольского городского округа  Белгородской области.

Пояснительная записка дипломного проекта состоит из 71 страницы текста, 18 таблиц,  11 рисунков, 41 формул и 20 источников литературы.

В основной части дипломного проекта разработаны функционально-технологическая схем автоматизации, принципиальная электрическая схема управления параметров температуры и влажности в свинарнике, был произведен выбор силового оборудования, аппаратуры управления и сигнализации, щита управления.

В специальной части проекта определены электрические нагрузки на вводах потребителей, описана прокладка трасс  ВЛ 0,4 кВ, выполнен расчет сечений проводов ВЛ 0,4 кВ и токов короткого замыкания, произведен выбор автоматических выключателей на отходящих линиях 0,4 кВ.

В графической части показаны генеральный план хозяйства с нанесением Т.П., линий электропередач; силовая сеть свинарника; принципиальная электрическая схема управления температурой и влажностью в свинарнике; функциональная схема автоматизации микроклимата в свинарнике; функциональная схема регулятора температуры и влажности с помощью ОВЕН 2ТРМ1; контур заземление и УВЭП и таблица экономической эффективности внедрения схемы управления микроклиматом.





Содержание

	Введение	6

	1. Производственная характеристика объекта электрификации	9

	1.1 Место положения предприятия	9

	1.2 Производственные ресурсы предприятия	9

	1.3 Анализ обеспеченности трудовыми ресурсами	12

	1.4 Анализ уровня электрификации и состояния электротехнической службы	12

	1.5 Выводы по первой главе	13

	2. Разработка общих вопросов электрификации и автоматизации	14

	2.1 Разработка и описание функционально-технологической схемы автоматизации	17

	2.2  Разработка и описание принципиальной электрической схемы управления параметров температуры и влажности в свинарнике	18

	2.3 Выбор силового оборудования	21

	2.4 Выбор аппаратуры управления и сигнализации	35

	2.5 Выбор щита управления	35

	2.6 Монтаж и эксплуатация электрокалориферной установки	36

	2.7 Выводы по второй главе	39

	3. Специальная часть	40

	3.1 Определение электрических нагрузок на вводах потребителей	40

	3.2 Прокладка трасс  ВЛ 0,4 кВ	41

	3.3 Расчет сечений проводов ВЛ 0,4 кВ	41

	3.4 Расчет токов короткого замыкания	44

	3.5 Выбор автоматических выключателей на отходящих линиях 0,4 кВ	49

	3.6 Выводы по третий главе	50

	4. Безопасность жизнедеятельности и экологичность проекта	52

	4.1 Анализ состояния охраны труда	52

	4.2 Характеристика опасных и вредных факторов оборудования животноводческой фермы	54

	4.3 Пожарная безопасность	57

	4.4 Экологичность проекта	58

	4.5 Мероприятия по совершенствованию мероприятий	59

	4.6 Выводы по четвертой главе	60

	5. Экономическая часть	61

	5.1 Расчет капитальных вложений	61

	5.2 Расчет эксплуатационных издержек	63

	5.3 Показатели сравнительной эффективности	68

	5.4 Выводы по пятой главе	70

	Заключение	71

	Список использованной литературы	72















Введение

На современном этапе развития сельскохозяйственного производства наметилась тенденция более широкого использования электрической энергии, которая применяется в большинстве стационарных процессов.

Свиноводство является и в перспективе останется одной из ведущих отраслей сельского хозяйства. 

К преимуществам этой отрасли относятся многоплодие свиней, короткий эмбриональный период, скороспелость и высокий убойный выход мяса.

С переводом животноводства на промышленную основу резко изменились условия обитания животных, возросла изоляция их от естественной внешней среды. При индустриальных способах содержания организм животных испытывает большие функциональные нагрузки, изменяются его адаптивные реакции на внешние раздражители, которые нередко становятся для них стрессовыми. В результате нарушается физиологическое состояние организма, чаще проявляются заболевания животных, обусловленные снижением естественной резистентности и иммунологической реактивности, особенно у молодняка.

В связи с этим актуальное значение приобретают методы профилактики болезней животных за счет совершенствования зоогигиенических мероприятий, в частности микроклимата, направленных на активацию защитных и продуктивных функций организма.

Несоответствие основных факторов микроклимата (температуры, влажности и скорости движения воздуха, наличия в нем аэронов, микроорганизмов, пыли и вредных газовых примесей, уровня освещенности в помещениях, акустического фона, атмосферного давления и т.д.) оптимальным зоогигиеническим параметрам обусловливает у животных

нарушения обмена веществ, замедление окислительно-восстановительных процессов в тканях, нарушение воспроизводительных функций маточного поголовья, задержку роста и развития молодняка, прироста живой массы животных, увеличение заболеваемости и падежа молодняка, расхода кормов и себестоимости продукции.

Создание оптимального микроклимата в современных животноводческих зданиях возможно лишь при оборудовании совершенных систем отопления, вентиляции, освещения, средств локального обогрева с автоматическим управлением и регулированием, а также обеспечении надлежащей тепло- и гидроизоляции ограждающих конструкций, также имеет важное значение для продления срока службы зданий и установленного в них технологического оборудования, а также для улучшения условий труда обслуживающего персонала, который в значительной мере определяет производительность труда.

В связи с возрастающим дефицитом энергоресурсов в стране важнейшим вопросом в области микроклимата является изыскание и внедрение на животноводческих фермах и комплексах энергосберегающих технологий, позволяющих эффективно использовать топливно-энергетические ресурсы и за счет этого значительно снизить энергопотребление отопительно-вентиляционных систем.

Обоснование темы дипломного проекта.

Производство сельскохозяйственной продукции является наиболее важной задачей любого государства. 

Интенсификация отраслей животноводства является необходимым условием для более полного развития сельскохозяйственного производства. 

Для повышения эффективности использования производственного потенциала животноводства создаются животноводческие фермы, на 

которых производство продукции должно сопровождаться ростом уровня технического оснащения ферм и комплексов, а не повышением энерговооруженности труда. Выполнение данных условий необходимо для снижения себестоимости единицы продукции животноводства, а также для создания поточности ее получения.

































1. Производственная характеристика объекта электрификации

1.1 Место положения предприятия

ООО АПК «ПромАгро» расположено в с. Хорошилово Старооскольского городского округа  Белгородской области [1].

Село Хорошилово Старооскольского городского округа расположено от центра г. Старый Оскол и железнодорожной станции Старый Оскол на расстоянии – 17 км.

Село удалено от рек. Самые близкие реки находятся в 2-7 км – это реки Убля и Котёл [2].

По устройству поверхности площадь села представляет собой пологую возвышенность. Основные формы рельефа имеют эрозийное происхождение, на территории села имеются малые и большие овраги.

Село по своему географическому происхождению находится на северо-востоке Старооскольского городского округа.

Направление хозяйственной деятельности АПК «ПромАгро»  можно определить как  животноводческое. Основной задачей является выращивание свиней.

Производственная зона газифицирована, подключена к водопроводной и канализационной сетям, полностью электрифицирована.



1.2 Производственные ресурсы предприятия

В сельском хозяйстве  земля является основным средством производства. Она  выступает как предмет труда, когда человек воздействует 



на нее посредством различных механизмов и создает условия для роста и развития растений, и как орудие труда, когда при возделывании растений используются механические, физические и биологические свойства почвы для получения сельскохозяйственной продукции.  Поэтому эффективность использования земельных ресурсов оказывает существенное влияние на эффективность деятельности всего предприятия.

Таблица 1.1 – Состав и структура земельных угодий.

Показатели

Годы

В % к итогу 

за 2015 г.

2015 г. в % 

к 2013 г.



2013

2014

2015





Общая земельная площадь, га:

с/х угодья

из них пашни

сенокосы

пастбища

4248

3454

2973

371

110

4248

3454

2973

371

110

4367

3454

2973

371

110

100

79

68

8,5

2,5

103

100

100

100

100

Площадь леса

605

605

605

13,9

100

Приусадебные участки

40

40

40

0,9

100



Общая земельная площадь хозяйства увеличилась. Это видно  из таблицы 1.1.

С точки зрения интенсивности использования земельной площади, на 1 месте находятся пахотные земли 68%, далее пастбища 17,5. 

Важное значение на эффективность производства оказывает обеспеченность предприятия производственными фондами. Степень использования сельскохозяйственных угодий в  среднем равна 79%, соответственно  степень распаханности примерно 86%.

Таблица 1.2 – Динамика показателей размера предприятия.

Показатель

Годы

2015 г. в % к 2013 г.



2013

2014

2015



Среднегодовая численность работников занятых в с/х. производстве, чел.

350

342

326

93,1

Среднегодовая стоимость всех основных средств, тыс. руб.

производственных основных средств основной деятельности, тыс. руб.

67786



67786

88135,5



88135,5

94025,5



94025,5

138



138

Наличие энергетических мощностей в хозяйстве всего:

кВт

л.с.





23654

17409





24252

17849





24779

18237





104

104

Отпущено электроэнергии на производственные нужды, кВт

2653

2505

2516

94,8

Прирост скота, ц.

3709

3768

3779

101,9

Получено Д.В. на 100 га. с.х. угодий, тыс. руб.

1177

1430

1714

145,6



Численность работников хозяйства за последние 3 года уменьшилась на 6,9%, в связи с тем, что хозяйство отказалось от некоторых видов деятельности. Причем изменения происходят в составе работников, занятых непосредственно в производстве.

В последние годы увеличилась среднегодовая стоимость всех основных средств. Это связано с приобретением техники. 

Таблица 1.3 – Обеспеченность фондами и показатели эффективности использования фондов.

Показатель

Годы

2015 г. в % к 2013 г.



2013

2014

2015



Фондовооруженность, тыс. руб.

252

275

302,4

120

Фондообеспеченность, тыс. руб.

25,5

27,3

28,5

112

Энерговооруженность, л.с./чел.

85,7

72,4

74,5

87

Энергообеспеченность, л.с./га.

7,2

5,8

5,7

79

Электровооруженность, кВт·ч.

8700

7700

7700

88

Электрообепеченность, кВт·ч/га.

790

620

590

74,6



Фондовооруженность увеличилась на 20%, это можно объяснить снижением численности рабочих. Анализируя, можно сказать, что уровень оснащенности производственными фондами достаточный, но в большей своей части он имеет высокий износ и требует капитального ремонта.



1.3 Анализ обеспеченности трудовыми ресурсами

В развитии производства и повышении его эффективности ведущая роль принадлежит трудовым ресурсам, их наличие и использование показано.

Повышение эффективности сельскохозяйственного производства  и конечные результаты труда непосредственно зависят от уровня квалификации  кадров и степени  использования трудовых ресурсов. 

Таблица 1.4 – Использование трудовых ресурсов.

Показатель

Годы

2015 г. в % к 2013 г.



2013

2014

2015



Стоимость товарной продукции с/х, (денежная выручка), тыс. руб.

40681

49407

59231

145

Прямые затраты труда в с/х, тыс. чел./час.

683

660

642

94

Получено денежной выручки, тыс. руб.:

на одного среднегодового работника

на 1 чел./час.



116,23

59,56



144,5

74,86



181,97

92,4



157

155

Оплата труда, тыс. руб.:

на одного среднегодового работника

на 1 чел./час.



46,75

23,94



55,34

28,68



64,3

32,6



136

136



АПК «ПромАгро» рационально использует свои трудовые ресурсы. Денежная выручка выросла на 45%.



1.4 Анализ уровня электрификации и состояния электротехнической службы

Проведем анализ работы электротехнической  службы предприятия и сведем его в таблицу 1.5.

Таблица 1.5 – Анализ работы электротехнической  службы предприятия.



Показатели

Годы



2013

2014

2015

Электропотребление тыс. кВт·ч

в т.ч. на производство

2652

2807

2673,3

2653

2495

2505

Электрообеспеченность тыс. кВт·ч на 1 га. с/х угодий

0,81

0,79

0,72

Электровооруженность тыс. кВт·ч на1 чел.

9,8

8,7

8,0

Общее число работников эл. техн. службы, чел.

главный энергетик-ИТР

электромонтеры

5

1

4

5

1

4

5

1

4



За последнее время снизилось потребление электроэнергии за счет автоматизации с/х процессов, тем самым уменьшилась нагрузка на рабочих.



1.5 Выводы по первой главе

С точки зрения интенсивности использования земельной площади, на 1 месте находятся пахотные земли 68%, далее пастбища 17,5. 

Важное значение на эффективность производства оказывает обеспеченность предприятия производственными фондами. Степень использования сельскохозяйственных угодий в  среднем равна 79%, соответственно  степень распаханности примерно 86%.

Численность работников хозяйства за последние 3 года уменьшилась на 6,9%, в связи с тем, что хозяйство отказалось от некоторых видов деятельности. Причем изменения происходят в составе работников, занятых непосредственно в производстве.

В последние годы увеличилась среднегодовая стоимость всех основных средств. Это связано с приобретением техники.

За последнее время снизилось потребление электроэнергии за счет автоматизации с/х процессов, тем самым уменьшилась нагрузка на рабочих.



2. Разработка общих вопросов электрификации и автоматизации

Микроклимат животноводческих помещений складывается из совокупности факторов, основными из которых являются: воздушная среда, освещенность, ультрафиолетовое облучение, уровень шума, физические и механические показатели конструкции здания и пола. Степень влияния каждого из факторов микроклимата на животных различна и по-разному проявляется влияния факторов в их сочетаниях [3, 4].

Один из наиболее важных факторов микроклимата – воздушная среда. Она характеризуется физическими, химическими и электрическими параметрами. Совокупность воздействия этих параметров оказывает значительное влияние на физиологические процессы, продуктивность и устойчивость животных к заболеваниям.

Основными физическим параметром воздушной среды помещения является температура. Она в наибольшей степени влияет на состояние здоровья и продуктивность животных. От выбора ее расчетной величины зависит мощность системы отопления, степень теплоизоляции здания и их стоимость.

Известно, что температура тела животных, в том числе и свиней, остается почти неизменяемой при значительных колебаниях температуры внешней среды. Такое относительное постоянство температуры тела достигается регулированием теплообмена с внешней средой. Процесс теплорегуляции осуществляется следующим образом.

При понижении температуры в помещении ниже определенного уровня часть корма, предназначенного для получения продукции, идет на поддержание тепла в организме. При этом обменные процессы в организме 



усиливаются. При повышении температуры воздуха до уровня, близкого к температуре тела и выше происходит затруднение отдачи тепла организмом в окружающую среду, что способствует накоплению его в организме. Обменные процессы замедляются, и у животных снижается аппетит, уменьшается сопротивляемость организма колебаниям внешней среды и может произойти тепловой удар. В этих условиях снижается потребления корма, что ведет к снижению продуктивности.

Из указанного следует, что существуют некоторые границы температурной зоны у животных, в пределах которой процессы теплоотдачи и теплопродукции имеют минимальное значение, т.е. животные расходуют на единицу продукции наименьшее количество корма. 

На продуктивность животных влияет и влажность воздуха внутри помещений, которую необходимо рассматривать в сочетании с температурой. Высокая влажность воздуха (выше 85%) способствует развитию кожных грибков, что вызывает сильный зуд и беспокойство животного. Если температура низкая, влажность высокая, то организм сильно охлаждается, усиливается теплоотдача. При повышении температуры сверх 24С высокая относительная влажность ведет к падению продуктивности и чем выше влажность при одной и той же температуре, тем ниже продуктивность. Сухой воздух вреден. Он приводит к усилению жажды, ухудшению усвоения корма и нарушению обмена веществ.

Следует отметить, что высокая относительная влажность воздуха помещений не только влияет на состояние и продуктивность животных, но и оказывает отрицательное влияние на теплотехнические качества и сроки службы конструкций здания и технологического оборудования. Так, электродвигатели, магнитные пускатели, пусковые кнопки в свинарниках служат всего 2-3 года вместо 10-15 лет при нормальных условиях окружающей среды.

Влияния на животных температурно-влажностного режима помещений особенно сильно проявляется при движении воздуха. Подвижность воздуха может усиливать или ослаблять влияния, как температуры, так и влажности. Так, воздействие холодных струй воздуха на кожный покров животных резко увеличивает теплоотдачу организмом животных и усиливает действие аппарата терморегуляции. В соответствие с современными технологическими схемами систем микроклимата сельскохозяйственных помещений для зимнего и переходного периодов года предусматривается приточная вентиляция в сочетание с подогревом подаваемого воздуха при не достатке теплоты [5].

Для теплоснабжения ферм и других рассредоточенных объектов сельского хозяйства используют мелкие и поэтому неэкономичные огневые котельные, на печном и дизельном топливе, каменном и буром угле [6, 7]. Научные исследования и опыт эксплуатации огневых котельных показывают, что они не обеспечивают оптимальные параметры микроклимата на животноводческих фермах. Кроме того, огневые котельные используют большое количество нефтепродуктов.

Наметившиеся перспективы развития топливно-энергетического комплекса позволяют принимать в качестве альтернативных вариантов при выборе энергоносителей для теплоснабжения объектов сельскохозяйственного назначения твердое топливо и электроэнергию. Учитывая, что транспортирование и сжигание твердого топлива в мелких котельных не всегда экономично, электроэнергию следует рассматривать как один из основных энергоносителей.

В сельском хозяйстве широко используют электроэнергию для теплоснабжения, главное преимущество которой по сравнению с другими энергоносителями полная автоматизация генерирования и утилизация теплоты.

Опыт эксплуатации подтверждает высокую эффективность и перспективность применения электроэнергии на тепловые цепи во всех сферах сельхозпроизводства. Установлено, что система электротеплоснабжения позволяет снизить по сравнению с огневыми установками не только приведенные затраты, но и энергоресурсы.

Электронагреватели воздуха применяют в системах вентиляции и микроклимата в животноводстве. При этом обеспечивается поддержание требуемых температуры и влажности.



2.1 Разработка и описание функционально-технологической схемы автоматизации

Функционально-технологическая схема автоматизации включает в себя функциональные узлы контроля, регулирования и управления (см. лист №5). Регулирование температуры воздуха в помещении происходит по следующим цепочкам.

При достижении температуры воздуха в помещении 8С в работу включается 3 цепочка. Узел регулирования температуры включает датчик температуры ТЕ (поз. 1-а), установленный в помещении. Сигнал с датчика температуры поступает на бесшкальное регулирующее устройство ТС (поз 1-б), расположенное на щите управления. Этим устройством является регулятор температуры. Регулирование температуры осуществляется в автоматическом и ручном режимах. С этой целью на щите управления установлен переключатель HS (поз.- 1-в). При автоматическом режиме работы сигнал с терморегулятора через переключатель HS воздействует на исполнительный механизм NS (поз. 1-г), которым является магнитный пускатель. Исполнительный механизм управляет работой регулирующего органа – 1-я секция электрокалорифера. В ручном режиме для включения и отключения регулирующего органа служит кнопка Н.

Если температура воздуха в помещении достигает ниже 2С в работу включается 4 цепочка регулирования. Регулирование происходит аналогично предыдущей цепочки регулирования. В работе будут участвовать две секции электрокалорифера.

Регулирование влажности происходит тоже по двум цепочкам. Первая работает, когда относительная влажность начинает превышать значение 70%, а вторая при относительной влажности свыше 85%. Сигнал с датчика влажности МЕ (поз. 3-а) поступает на бесшкальное регулирующее устройство МС (поз. 3-б), которым является регулятор влажности. Далее происходит как и при регулировании температуры, только регулирующим органом является вентилятор с электродвигателем, работающий либо на первой либо на второй скоростях. При регулировании влажности по первой цепочке работает 1-я скорость, по второй – 2-я скорость вентилятора.

При включении и отключении работы регулирующих органов свидетельствуют сигнальные лампы, установленные на щите управления.

Контроль температуры осуществляется ртутным термометром, который устанавливается по месту.



2.2  Разработка и описание принципиальной электрической схемы управления параметров температуры и влажности в свинарнике

Принципиальная электрическая схема управления представлена на листе №4 и на рис. 2.1. Схема содержит силовую цепь и цепь управления.

Напряжение в силовую цепь подается при включении автоматического выключателя QF. Двухскоростной электродвигатель привода вентилятора защищается от аварийных режимов автоматическими выключателями QF1 и QF2. Калорифер включается при замыкании контактов магнитных пускателей КМ3, КМ4 и КМ5.



Рисунок 2.1 – Принципиальная электрическая схема управления.

Напряжение в схему управления подается при включении выключателя SF, при этом загорается сигнальная лампа НL.

Аварийная остановка установки осуществляется при помощи кнопки SB «Аварийный останов.».

Схема предусматривает два режима работы – ручной и автоматический. В ручном режиме переключатели SA1 и SA2 устанавливаются в положение «1». При этом управление вентилятором осуществляется при помощи нажатия кнопок SB1...SB4. При нажатие кнопки SB2 происходит срабатывание магнитного пускателя КМ1. Электродвигатель вентилятора начинает работать на первой скорости.

Для предотвращения подачи напряжения сразу на обе обмотки электродвигателя в схеме предусмотрена блокировка на магнитных пускателях при помощи контактов КМ1.2 и КМ2.2.

Контакты КМ1.3 и КМ2.3 предназначены для того, чтобы не допустить включение нагревателя при отключенном электродвигателе вентилятора или при его аварийной остановке.

Управление калорифером в ручном режиме осуществляется при помощи кнопок SB5...SB10. Предусматривается отключение калорифера контактом SK1 датчика 2ТРМ1, при повышение температуры на нагревательных элементах выше 190С.

В автоматическом режиме переключатели SA1 и SA2 ставятся в режим «3». При этом в зависимости от влажности внутри помещения вентилятор будет работать на первой или второй скорости. При этом будут замкнуты контакты датчика влажности SW1 или SW2. Первая и вторая секция электрокалорифера в автоматическом режиме включается в работу при замыкание контактов SK2 и SK3 терморегулятора. Третья секция электрокалорифера работает только в ручном режиме.

Блокировка контактом КМ5.2 предусмотрена для того, чтобы не допустить работу вентилятора на второй скорости в холодный период, когда включены все три секции калорифера, тем самым она предотвращает переохлаждение помещения. Для контроля за работой станции управления используется сигнальная арматура НL1...HL5.



2.3 Выбор силового оборудования

Установка состоит из электрокалорифера СФО-90 [8] (рис. 2.2), центробежного вентилятора Ц4-70 N6 [9] (рис. 2.3), шкафа управления. Датчиков температуры и влажности и системы распределительных воздуховодов. Для привода вентилятора используется двухскоростной двигатель. Чтобы изменять воздухоподачу и тем самым регулировать влажность внутри помещения.

Электрические калориферы все чаще применяются для создания оптимального микроклимата в животноводческих помещениях. Удобства в эксплуатации, обеспечение зоотехнических требований в части регулирования температуры и воздухообмена, возможность полной автоматизации – основные преимущества, которыми обладают электрические калориферы. Большое значение имеет и то, что электрические калориферы по сравнению с другими типами воздухонагревателей обладают более высоким КПД, они более компактна, удобны в обслуживании, постоянно готовы к работе и, наконец, теплопроизводительность можно регулировать в широких пределах и относительно простыми способами. Выбрал электрокалорифер типа СФО. Это объясняется их хорошими теплотехническими показателями, простой и удобной конструкцией, рациональной электрической схемой, наличием широкой унифицированной шкалы модификаций по мощности. Отопительные электрокалориферы серии СФО с трубчатыми оребренными нагревателями (мощностью от 25 до 259 кВт) предназначены для нагрева воздуха до температуры 50С в системах воздушного отопления, вентиляции.



Рисунок 2.2 – Электрокалорифера СФО-90/0,5.

Таблица 2.1 – Технические характеристики электрокалорифера СФО - 90/0,5.

Показатель

Значение

Общая мощность, кВт

90

Мощность каждой секции, кВт

30

Номинальная мощность нагревателя, кВт

7,5

Число рабочих нагревателей в одной секции, шт.

12

Число работающих нагревателей, шт.

36

Производительность (по массе воздуха),  кг/ч

9000

Максимально-допустимая температура нагревателя, С

150

Перепад температуры воздуха, С

46

Сопротивление калорифера по воздуху, Н/м2

20,6

Масса, кг

190



Воздухонагревательная установка состоит, из электрокалорифера, переходного патрубка, мягкой вставки, центробежного вентилятора и рамы. Электрокалорифер серии СФО имеет кожух и трубчатые нагревательные элементы. Кожух представляет собой сборную конструкцию из листовой стали. Для увеличения поверхности нагрева трубки нагревателя имеют ребра из алюминия.

Заданная температура выходящего воздуха поддерживается автоматически двумя электроконтактами термометра, датчики, которые установлены на выходе воздуха из калорифера.

Электрокалорифер СФО предназначен для работы от трехфазной сети напряжением 380 В. Нагреватели каждой секции соединены в звезду, а при напряжении 220 В ? в треугольник.

Вентиляторы выполнены по одному аэродинамическому принципу и по одной схеме, имеют геометрические размеры и относятся к одному типу. Вентиляторы одного типа, но разных размеров (номеров) составляют серию.



Рисунок 2.3 – Центробежный вентилятор Ц4-70 6.3.

Таблица 2.2 – Технические характеристики центробежного вентилятора Ц4-70 N6.

Показатель

Значение

Тип вентилятора

	Ц4-70 №6

Диаметр рабочего колеса, мм

600

Диаметр шкива, мм

-

Подача, тыс. м3/ч.

2500-14500

Полное давление, Н/м3

260-1200

Частота вращения, об/мин

930-1440

Мощность, кВт

2,8-10,0

Масса, кг

133

КПД, %

80

Он имеет хорошие аэродинамические показатели, значительно легче и компактнее вентиляторов старых типов (Ц9-55 и Ц9-57), обладает высоким коэффициентом полезного действия. Рабочее колесо вентилятора Ц4-70 N6 имеет двенадцать плоских загнутых назад лопаток. Благодаря этому значительно уменьшается шум по сравнению с вентиляторами других типов.



Рисунок 2.4 – Двигатель РА132S4.

Таблица 2.3 – Паспортные данные двигателя РА132S4/2YЗ.

, кВт

, об/мин

, А

, %



























Примечание. В числителе указаны значения при числе пар плюсов , в знаменателе при .

Рабочий ток двигателя при работе на первой скорости определяется по формуле:



                                                   (2.1)



где  – коэффициент загрузки, для электродвигателей с вентиляторной нагрузкой, принимаем  [10];

 – номинальный ток, А.







Максимальный ток электродвигателя будет равен пусковому току .

По рабочему току выбираем магнитный пускатель КМ1 (см. лист 5).

Условия выбора:



                                                      (2.2)



Выбираем магнитный пускатель марки ПМЛ-210, .

Выбор автоматического выключателя QF1 ведем по условиям:



                                                   (2.3)



                                                   (2.4)



                                          (2.5)



где  – номинальный ток автоматического выключателя, А;

 – номинальный ток теплового расцепителя, А;

 – ток срабатывания электрического расцепителя, А.

Выбираем автоматический выключатель с комбинированным расцепителем, марки АЕ2016, с параметрами , ,







Принимаем  установку электромагнитного расцепителя равной .

При этом ток срабатывания электромагнитного расцепителя:











Условия выполняются.

При работе электродвигателя на второй скорости () рабочий ток определяем по формуле (2.1) при .







Максимальный ток электродвигателя при работе на второй скорости будет равен пусковому .

По рабочему току выбираем магнитный пускатель КМ2. Соблюдая условие (2.2), выбираем магнитный пускатель ПМЛ-2100.

Выбор автоматического выключателя QF ведем по условиям (2.3-2.5).

Для защиты электродвигателя от аварийных режимов при работе на второй скорости выбираем автоматический выключатель с комбинированным расцепителем, марки АЕ2036, с параметрами , ,







Принимаем  установку электромагнитного расцепителя равной .

При этом ток срабатывания электромагнитного расцепителя:



















Условия выполняются.

Число секций электрокалорифера – 3. Число параллельных элементов в секции – 4.

Сила тока одного элемента определяется по формуле:



                                                  (2.6)



где  – мощность электрокалорифера, кВт;

 – число секций;

 – число параллельных элементов в секции;

 – фазное напряжение, В.







Ток секции при работе четырех элементов определяется по формуле:



                                                    (2.7)



где  – сила тока одного элемента, А;

 – число параллельных элементов в секции.







По значению тока  выбираем магнитные пускатели марки КМЗ, КМ4, КМ5. Соблюдая условие (2.2) выбираем магнитные пускатели марки ПМЛ-4100, с параметром .

Так как рабочий ток секции одинаковый, то расчет произведем для одной секции.

Рабочий ток секции .

Максимальный ток секции .

По условиям (2.3-2.5) выбираем автоматический выключатель марки АЕ2046, с параметрами , ,









Принимаем  установку электромагнитного расцепителя равной .

При этом ток срабатывания электромагнитного расцепителя:



















Условия выбора выполняются.

Расчет автоматического выключателя QF ведем при условии, что выключены все три секции электрокалорифера и электродвигатель работает на высшей скорости.

Рабочий ток установки определяется по формуле:



                                        (2.8)



где  – ток нагревательных элементов трех секций, А;

 – ток электродвигателя на высшей скорости, А.







По условиям (2.3-2.5) выбираем автоматический выключатель марки А31134, с параметрами , ,







Принимаем  установку электромагнитного расцепителя равной .

При этом ток срабатывания электромагнитного расцепителя:



















Условия выбора выполняются.

Для переключения режимов в схеме управления применяется универсальный переключатель ПКП-10.

Для контроля температуры и влажности выбираем измеритель-регулятор двухканальный ОВЕН 2ТРМ1 (рис. 2.5), который имеет:

два входа  для измерения температуры или другой физической величины (давления, влажности, расхода, уровня и т. п.);

два независимых канала регулирования измеряемых величин по двухпозиционному закону или аналоговому П-закону;

регулирование и одновременная регистрация измеряемой величины при установке ЦАП 4…20 мА в качестве второго выходного устройства;

одноканальное трехпозиционное регулирование (с двумя разными уставками);

вычисление и индикация квадратного корня из тизмеряемой величины (например, для регулирования мгновенного расхода);

вычисление разности двух измеряемых величин и ее индикация (например, для поддержания влажности психрометрическим методом);

программирование кнопками на лицевой панели прибора;

сохранение заданных параметров при отключении питания.



Рисунок 2.5 – Измеритель-регулятор ОВЕН 2ТРМ1.

Технические характеристики:

номинальное напряжение питания – 220 В 50 Гц, (-15…+10 %);

выходное напряжение источника питания нормирующих преобразователей - 22...30 В;

макс. допустимый ток источника питания – 50 мА;

количество входов для подключения датчиков – 2;

предел допустимой основной погрешности измерения входн. параметра (без учета погрешности датчика) – ± 0,5 %;

количество выходных устройств – 2;

габаритные размеры (мм) и степень защиты корпуса:

щитовой Щ1 96х96х70, IP54*;

щитовой Щ2N 96х48х100, IP54*;

настенный Н 130х105х65, IP44;

DIN-реечный Д 72х88х54, IP20*.



Рисунок 2.6 – Схема подключения прибора: Д1, Д2 – измерительные датчики; ВУ1, ВУ2 – выходные устройства.

Функциональная схема прибора представлена на листе №6.

Каждое ЛУ может работать в одном из трех режимов:

двухпозиционный регулятор, если ВУ — ключевого типа (модификации2ТРМ1Х+Х.Х.Р/К/С);

аналоговый П-регулятор, если ВУ — ЦАП с выходным сигналом 4...20 мА (модиф. 2ТРМ1Х+Х.Х.И);

измеритель-регистратор, если ВУ — ЦАП с выходным сигналом 4...20 мА (модиф. 2ТРМ1Х+Х.Х.И).

В 2ТРМ1 устанавливаются 2 ВУ в одном из сочетаний:

2 одинаковых ключевых ВУ (э/м реле, транзисторные или симисторные оптопары);

2 цифроаналоговых преобразователя выходного сигнала ЛУ в ток 4...20 мА с питанием от внешнего источника;

ВУ1 – ключевого типа, ВУ2 – ЦАП 4...20 мА.

Устанавливаем датчик температуры воздуха ОВЕН ДТС3014-РТ1000.В2.50/2 (рис. 2.7).



Рисунок 2.7 – Датчик температуры ДТС3014-РТ1000.В2.50/2.

Технические характеристики:

т.......................