Національний технічний університет україни «київський політехнічний інститут імені ігоря сікорського»

1 2 3 4 5 6

Ім'я файлу: Cheredaryk_bakalavr.docx
Розширення: docx
Розмір: 3296кб.
Дата: 09.04.2022
скачати
Пов'язані файли:
kfzao_18073.doc
ОМ-Силабус-ЕОЕП-КП.docx
СР 4 ад розщ. .docx

Форма № Н-9.02
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО»
Інститут енергозбереження та енергоменеджменту

(повне найменування інституту, факультету)
Автоматизації управління електротехнічними комплексами

(повна назва кафедри)
До захисту допущено

Завідувач кафедри

__________ В.П. Розен

^{(підпис) (ініціали, прізвище)}

“___”_____________2019 р.

Пояснювальна записка

до дипломного проекту

освітньо-кваліфікаційного рівня “бакалавр”

^{(назва ОКР)}

з напряму підготовки (спеціальності)6.050702__ «Електромеханіка»

^{(код та назва напряму підготовки або спеціальності)}
на тему: Електромеханічне обладнання та автоматизація мостового крану сталеплавильного цеху металургійного заводу

Виконав: студент 4курсу, групи ОА-51

Чередарик Михайло Іванович __________

^{(прізвище, ім’я, по батькові) (підпис)}

Керівник доц. каф. АУЕК, к.т.н.Данілін О.В. ___________

(посада, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали) (підпис)
Консультант Електропостачання к.т.н, доцент Мейта О.В. ___________

^{(назва розділу) (вчені ступінь та звання, прізвище, ініціали) (підпис)}

Консультант Охорона працік.т.н., доцентКозлов С.С. ____________

^{(назва розділу) (вчені ступінь та звання, прізвище, ініціали) (підпис)}

Рецензент _____________________________________ ________

(посада, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали) (підпис)

Засвідчую, що у цьому дипломному проекті немає запозичень з праць інших авторів без відповідних посилань.
Студент _____________

^{(підпис)}
Київ – 2019 року
Форма № Н-9.01
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО»
Факультет (інститут) Інститут енергозбереження та енергоменеджменту

^{( повна назва )}

Кафедра Автоматизація управління електротехнічними комплексами

^{( повна назва )}

Освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавр

Напрям підготовки 6.030702 «Електромеханіка»

(шифр і назва)

Спеціальність 7.05070204 «Електромеханічні системи автоматизації та електропривод»

(шифр і назва)

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідувач кафедри

Проф. В.П. Розен ___________

^{( прізвище ініціали ) (підпис)}

“___”___________2019 р.
З А В Д А Н Н Я

НА ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ (РОБОТУ) СТУДЕНТУ
Чередарик Михайло Іванович

(прізвище, ім’я, по батькові)

1. Тема проекту (роботи) Електромеханічне обладнання та автоматизація мостового крану сталеплавильного цеху металургійного заводу

керівник проекту (роботи) Данілін Олекснадр Валерійович, к.н.т., доцент,

( прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)

затверджені наказом по університету від “22” травня2019 року №1329-с
2. Строк подання студентом проекту (роботи) 14.06.2019
3. Вихідні дані до проекту (роботи) Встановлено згідно умов цеху
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити)

а) Загально-технічна частина :Загальна характеристика заводу, технологія виробництва, об’єкт проектування, загальні відомості , живлення;

б) Електропостачання: Розрахувати навантаження груп споживачів електроенергії в сталеплавильному цеху на металургійному заводі;

в) Спеціальна частина та автоматизація:Розробити систему підтримки температурного режиму в шафах з елекртообладнанням;

г)Охорона праці:Аналіз умов праці, мікроклімат, шкідливі речовини, освітлення цеху, джерела шуму, електробезпека.

5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)

1 аркуш–_______________________________________________________________

2 аркуш – _______________________________________________________________

3 аркуш – ______________________________________________________________

4аркуш –_______________________________________________________________

6. Консультанти розділів проекту (роботи)

Розділ	Прізвище, ініціали та посада консультанта	Підпис, дата
Розділ	Прізвище, ініціали та посада консультанта	завдання видав	завдання прийняв
Загально- технічна частина	доц.каф. АУЕК Данілін О.В.
Електропостачання	к.т.н, доцент Мейта О.В.
Спеціальна частина та автоматизація	доц.каф. АУЕК Данілін О.В.
Охорона праці	к.т.н, доцент Козлов С.С.

7. Дата видачі завдання 16 квітня 2019 року

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН

№ з/п	Назва етапів виконання дипломного проекту (роботи)	Строк виконання етапів проекту ( роботи )	Примітка
1	Загально- технічна частина	16.04.2019	03.06.2019
2	Електропостачання	11.05.2019	14.06.2019
3	Спеціальна частина та автоматизація	16.04.2019	03.06.2019
6	Охорона праці	3.06.2019	04.06.2019

Студент _________ Чередарик М.І.

^{( підпис ) (прізвище та ініціали)}

Керівник проекту (роботи) _________ Данілін О.В.

^{( підпис ) (прізвище та ініціали)}

ЗМІСТ

Стор.

Вступ

1 Загально-технічна частина 8

1.1 Загальна характеристика та історія заводу 8

1.2 Технологія виробництва 8

1.3 Електропостачання заводу 9

1.4 Характеристика об’єкта проектування 9

1.4.1 Електрообладнання мостових кранів 9

1.4.2 Обґрунтування вибору мостового крана 15

1.5 Режими керування двигуном електроприводу крана 16

1.6 Засоби автоматизації, що використовуються на даному об’єкті 21

2 Електропостачання 26

2.1 Короткі відомості про систему електропостачання сталеплавильного цеху 26

2.2 Розрахунок освітлення цеху 29

2.3 Визначення потужності, вибір типу дільничного знижувального трансформатору 32

2.4 Розрахунок кабельної ліній і тролеїв 34

2.4.1 Вибір високовольтного кабелю 34

2.4.2 Вибір низьковольтного кабелю 36

2.4.3 Вибір тролеїв 37

2.5 Розрахунок струмів короткого замикання 38

2.6 Вибір електричних апаратів низької напруги 41

2.7 Основні енергетичні показники 42

3 Спеціальна частина. Розробка системи підтримки температурного режиму в шафі з електрообладнанням 44

3.1 Постановка завдання проектування 44

3.2 Система охолодження із застосуванням моноблочного кондиціонера.44

3.3 Розрахунок потужності охолодження моноблочного кондиціонера 47

3.4 Система охолодження із застосуванням дахових кондиціонерів “Daikin” 48

3.4.1 Загальні відомості про дахові кондиціонери 48

3.4.2 Система автоматичного управління кондиціонера 50

3.4.3 Елементи системи автоматичного управління 51

3.5 Розрахунок потужності охолодження дахових вентиляторів для кожної шафи 53

3.6 Вибір системи охолодження для даного об’єкту 54

3.7 Імітаційне дослідження електроприводу 55

3.7.1 Пуск на холостому ходу 59

3.7.2 Пуск та збільшення навантаження 59

3.8 Технічне обслуговування і ремонт мостового крана 66

4 Охорона праці 70

4.1 Забезпечення безпеки праці при роботі мостового крана 70

4.2 Безпеки та умови праці при експлуатації крана 70

4.3 Попереджувальні засоби обслуговуючого персоналу 71

4.4 Необхідні параметри мікроклімату в кабіні кранівника 71

4.5 Вібраційна безпека при експлуатації крана 72

4.6 Акустична безпека при роботі крана 72

4.7 Пожежна безпека при експлуатації крана 73

4.8 Електробезпека при експлуатації крана 74

4.9 Освітленість 75

Висновок 76

Список використаних джерел 77

ВСТУП

Швидкий розвиток перетворювальної техніки та силової електроніки дозволяють широко впроваджувати засоби автоматизації у виробництво.

Першорядне значення для автоматизації виробництва мають багато-руховий електропривод і засоби електричного управління. Розвиток електроприводу йде по шляху спрощення механічних передач і приводу йде по шляху спрощення механічних передач та наближення електродвигунів до робочих органів машин і механізмів, а також зростаючого застосування електричного регулювання швидкості приводів.

Широко впроваджуються частотні перетворювачі.

Застосування частотних перетворювачів не тільки дозволило створити високо-економічні регульовані електроприводи постійного струму, а й відкрило великі можливості для використання частотного регулювання двигунів змінного струму, в першу чергу найбільш простих і надійних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором.

Дедалі більшого поширення набувають новітні засоби електричного автоматизації технологічних установок, машин і механізмів на базі напівпровідникової техніки, високочутливих контрольно-вимірювальної і логічних елементів.

В сучасних умовах експлуатація електроустаткування вимагає глибоких і різнобічних знань, а завдання створення нового або модернізованих знань, а завдання створення нового або модернізації існуючого електрифікованого агрегату, механізму або пристрою вирішують спільними зусиллями технологи, механіки та електрики.

Метою даного дипломного проекту є вибір мостового крана, обладнаним автоматизованим електроприводом.

Завдання дипломного проектування:

- спроектувати систему електропостачання, для вибраного мостового крана;

- розробити систему підтримки температурного режиму в шафах з електрообладнанням, для стабільної та безперебійної роботи крана;

- вирішити питання техніки безпеки, монтажу і технічного обслуговування.

1 ЗАГАЛЬНО-ТЕХНІЧНА ЧАСТИНА

Загальна характеристика та історія заводу

Завод “Полтавський ГЗК” заснований у 1970 р. У своєму складі має два підрозділи: цех залізного порошку (ЦЗП) і сталеплавильний цех (СПЦ). Готова продукція заводу поширюється як на території України, так і експортується за кордон.

Продукція цеху залізного порошку дуже широко застосовується в машинобудуванні. Цей цех до деякого часу мав аналог тільки в Швейцарії і постачав залізним порошком більшу частину Європи.

Продукцією сталеплавильного цеху є сталеві заготовки, які продаються для подальшої переробки в холодному прокаті.

В даний момент виробництво “Полтавський ГЗК” розвивається і модернізується швидкими темпами. Встановлюються нові вантажопідйомні механізми, нове обладнання, що значно полегшує фізичну працю обслуговуючого персоналу.

1.2 Технологія виробництва

Технологія виробництва здійснюється в три етапи:

а) на першому етапі відбувається підготовка шихтового матеріалу. Метал вантажиться в кошики мостовими кранами, оснащеними електромагнітами. Відповідно ця ділянку цеху отримала назву шихтова ділянка або шихтовий проліт.

б) на другому етапі виробництва відбувається безпосередньо переплавлення металу. З шихтового прольоту кошика з металом доставляються в пічний проліт цистерна. Мостовий кран знімає кошик з цистерною і завантажує в сталеплавильну піч. Відбувається переплавлення металу.

Ця ділянка цеху отримала назву пічна ділянка або пічний проліт.

в) на третьому етапі відбувається розливання металу, тобто отримання готової продукції. Після переплавки, метал зливається в сталь-ківш, який транспортується на сталевізку. З сталевізка, сталь-ківш мостовим краном транспортується на машину безперервного лиття заготовки (МБЛЗ), де і відбувається розливання металу. Ця ділянка цеху отримала назву розливної ділянки або розливний проліт.

1.3 Електропостачання заводу

Сталеплавильний цех відноситься до першої категорії електропостачання, тому живлення його здійснюється від двохтрансформаторної підстанції С-4. На даній підстанції використовуються трансформатори типу ТМГ-35/10 кВ і потужністю 64 МВА. На підстанції передбачено автоматичне включення резерву (АВР).

Для роботи дугових сталеплавильних печей (ДСП) використовуються пічні трансформатори потужністю 15 МВА.

Для включення і відключення пічних трансформаторів використовуються високовольтні повітряні вимикачі типу ВВП-10. Параметри вимикача: номінальна напруга 10 кВ; номінальний струм відключення 25 кА, час відключення 0,08 с, номінальний тиск 2 МПа.

Для електропостачання споживачів електричної енергії цеху використовується два трансформатора ТМ-10/0,4 з номінальним струмом вторинної обмотки 2500 А.

1.4 Характеристика об’єкта проектування

1.4.1 Електрообладнання мостових кранів

На промислових заводах експлуатується велика кількість електричних кранів, що розрізняються за призначенням і конструктивним виконанням. На рудних дворах і вугільних складах використовують грейферні мостові перевантажувачі; на шихтових дворах - магнітно-грейферні крани, призначені для підготовки і транспортування шихти. Найбільш великими і відповідальними є заливальні і розливні крани сучасних конверторних цехів, а також міксерних кран. Вантажопідйомність цих кранів досягає 550 т. Вони відносяться до групи ливарних. У відділенні виливниця використовують крани для вилучення зливків з виливниць (стриперні крани), для заміни фурм, транспортування ковшів зі шлаком. У прокатних цехах і в цехах безперервного розливання сталі використовуються кліщів крани. Крім основних, металургійні крани виконують багато допоміжних операцій, пов'язаних з ремонтом і обслуговуванням устаткування, прибиранням, заміною футерування. Найбільше застосування в металургійних цехах знаходять мостові крани.

Мостові крани (рисунок 1.1) мають механізми підйому, пересування моста і пересування вантажного візка. Підйомний механізм заливальних кранів забезпечений двома гаками, які за допомогою траверси і канатів підвішені до двох барабанів головною вантажного візка. Кожен з барабанів приводиться в обертання через редуктор від окремого електродвигуна. Зубчасті вінці вантажних барабанів знаходяться в зачепленні, завдяки чому забезпечується їх синхронне обертання. Окрім головної вантажного візка, заливний кран має допоміжну візок з одним або двома підйомними механізмами для кантування ковша при виливання рідкого металу і виконання різних допоміжних операцій.

Для приводу кранів характерним є повторно-короткочасний режим роботи, регулювання швидкості, значні перевантаження, часте реверсування, електричне гальмування, значні вібрації, поштовхи, часті пуски, в тому числі пуски під навантаженням і т.д. Все це пред'являє до електроустаткування основних кранів металургійних цехів ряд специфічних вимог основними з яких є: висока надійність, безперебійність роботи, висока механічна міцність, безпеку обслуговування, простота експлуатації і ремонту, забезпечення плавного пуску і регулювання швидкості (в діапазоні до 30:1).

У приводах кранів використовують електродвигуни кранового та металургійної серій з теплостійкою ізоляцією, з підвищеною механічною міцністю. Апаратуру монтують в щільно закритих шафах. Електрообладнання має надійний захист від аварійних режимів.

Рисунок 1.1 - Загальний вид мостового крана
Напруга електродвигунів, трансформаторів і перетворювачів, що встановлюються на кранах, має бути не вище 10 кВ, причому застосування напруги понад 1000 В слід обґрунтувати розрахунками, а напруга ланцюгів управління і автоматики не вище 380 В змінного струму і 440 В постійного струму.

Будь-який сучасний вантажопідйомний кран відповідно до вимог безпеки, може мати для кожного робочого руху в трьох площинах наступні самостійні механізми: механізм підйому - опускання вантажу (рисунок 2), механізм пересування крана в горизонтальній площині (рисунок 3) і механізми обслуговування зони роботи крана (пересування візка).

Рисунок 1.2 - Кінематична схема механізму підйому головного гака

Рисунок 1.3 - Кінематична схема пересування

Вантажопідйомні машини виготовляють для різних умов використання за ступенем завантаження, часу роботи, інтенсивності ведення операцій, ступеня відповідальності вантажопідйомних операцій і кліматичних факторів експлуатації. Ці умови забезпечуються основними параметрами вантажопідіймальних машин. До основних параметрів механізму підйому відносяться: вантажопідйомність, швидкість підйому гака, режим роботи, висота підйому вантажозахоплювального пристрою.

Електропривод більшості вантажопідйомних машин характеризується по-повторних - короткочасному режимом роботи при великій частоті включення, широкому діапазоні регулювання швидкості і постійно виникаючих значи-них перевантаженнях при розгоні і гальмуванні механізмів. Особливі умови використання електроприводу у вантажопідйомних машинах стали основою для створення спеціальних серій електричних двигунів і апаратів кранового виконання. В даний час кранове електрообладнання має в своєму складі серії кранових електродвигунів змінного і постійного струму, серії силових і магнітних контролерів, командоконтролерів, кнопкових постів, кінцевих вимикачів, гальмових електромагнітів і електрогідравлічних штовхачів, пускотормозних резисторів і ряд інших апаратів, комплектуючих різні кранові електроприводи.

У крановому електроприводі почали досить широко застосовувати різні системи тиристорного регулювання та дистанційного управління по радіоканалу або одному дроту.

Номінальна вантажопідйомність - маса номінального вантажу на гаку або захватному пристрої, що піднімається вантажопідйомної машиною.

Швидкість підйому гака вибирають в залежності від вимог технологічного процесу, в якому бере участь дана вантажопідйомна машина, характеру роботи, типу машини і її продуктивності.

Режим роботи вантажопідйомних машин циклічний. Цикл складається з переміщення вантажу по заданій траєкторії і повернення в початкове положення для нового циклу.

Мостовий кран, що розглядається в даному дипломному проекті, перебуває в сталеплавильному цеху, в розливному прольоті. За умовами технологічного процесу розглянутий мостовий кран виконує наступну операцію: після випуску стали дугової сталеплавильної печі ківш зі сталлю переміщується мостовим краном на машину безперервного лиття заготовки.

Умови роботи крана вельми важкі. При розташуванні крана під дахом цеху електрообладнання схильне до дії високої температури, диму, агресивних газів, пилу.

Так як мостовий кран встановлений в сталеплавильному цеху металургійного виробництва, то електродвигун і все електрообладнання мостового крана вимагає захисту загальнопромислового виконання не нижче IP 53 - захист електрообладнання від попадання пилу, а також повний захист обслуговуючого персоналу від зіткнення з струмоведучими і обертовими частинами, захист електрообладнання від крапель води, падаючих під кутом 600 до вертикалі.

На мостових кранах в сталеплавильному цеху застосовуються асинхронні двигуни з фазним ротором серії MTF. На 50 тонних кранах застосовуються двигуни наступних потужностей: хід моста - два двигуни по 22 кВт; хід візка - 1 двигун 7,5 кВт; допоміжний підйом - 1 двигун 37 кВт; головний підйом - 1 двигун 75 кВт. Це двигуни кранової серії з частотою обертання 937 об / хв.

Для керуванням двигуном ходу візка використовується силовий командоконтролер.

Для керуванням двигунами ходу моста використовується магнітний командоконтролер, контактори типу ККД, реле максимального струму типу РМ, реле часу РЕВ.

Для керуванням двигуном допоміжного підйому використовуються два контактора типу КТ.

Для керуванням двигуном головного підйому використовуються контактори типу КТПВ.

На 12-ти тонних кранах використовуються двигуни наступних потужностей: хід моста - два двигуни по 11 кВт; хід візка - 1 двигун потужністю 7,5 кВт; головний підйом – 1 двигун потужністю 45 кВт.

1 2 3 4 5 6

скачати

© Усі права захищені
написати до нас