Участок 4-3.

Принимаем скорость движения пара — 50 м/сек. Тогда согласно формуле (10) внутренний поперечник трубопровода будет равен:

м (2.57)

Согласно сортаменту труб для паропроводов принимаем к прокладке трубу с внутренним поперечником 351 мм. Тогда скорость движения пара из выражения (10) обусловится:

м/сек. (2.58)

Удельная линейная утрата давления на участке составит:

Па/м. (2.59)

Линейная утрата давления на участке:

Па. (2.60)

Местных сопротивлений на участке нет, как следует, утрата давления на участке будет равна:

(2.70)

Па. (2.71)

Давление пара P2, Па, в конце участка 4-3 будет равно:

, (2.72)

Па. (2.73)

Участок 3-2.

Принимаем скорость движения пара — 70 м/сек. Тогда согласно формуле (10) внутренний поперечник трубопровода будет равен:

м. (2.74)

Согласно сортаменту труб для паропроводов принимаем к прокладке трубу с внутренним поперечником 351 мм. Тогда скорость движения пара из выражения (10) обусловится:

м/сек. (2.75)

Удельная линейная утрата давления на участке составит:

Па/м. (2.76)

Линейная утрата давления на участке:

Па. (2.77)

Из местных сопротивлений на участке есть сальниковый компенсатор (), как следует, утрата давления в местном сопротивлении согласно формулы составит:

Па. (2.78)

Полное падение давления на участке по формуле составит:

Па. (2.79)

Давление пара в конце участка 3-2, согласно формуле будет равно:

Па. (2.80)

Участки 2-1 и 1-5.

Принимаем скорость движения пара — 70 м/сек. Тогда согласно формуле внутренний поперечник трубопровода будет равен:

м (2.81)

Согласно сортаменту труб для паропроводов принимаем к прокладке трубу с внутренним поперечником 351 мм. Тогда скорость движения пара из выражения (10) обусловится:

м/сек. (2.83)

Удельная линейная утрата давления на участке составит:

Па/м. (2.84)

Линейная утрата давления на участке:

Па. (2.85)

Местных сопротивлений на участке нет, как следует, утрата давления на участке будет равна:

(2.86)

Па. (2.87)

Давление пара в конце участка 5-1 согласно формуле (10) будет равно:

Па.

Расчет падения давления при переходе с участка A-B на B-C, с B-C на C-D, c C-D на D-E (см. набросок 2.5).

При переходе употребляется колено под углом 90є, гладкое R=2d, коэффициент местного сопротивления , количество колен 3.

Тогда падение давления пара при переходе через местное сопротивление согласно формуле будет равно:

Па. (2.88)

Расчет падения давления на участке B-C-D-DI (см. набросок 2.5).

Согласно формуле (9) удельная линейная утрата давления будет равна:

Па/м. (2.89)

Линейное падение давления:

, Па. (2.90)

Расчет падения давления на участке DI-E. Расход пара на турбогенераторы составляет: 13,9 кг/сек. Принимаем скорость движения пара — 70 м/сек. Тогда согласно формуле (10) внутренний поперечник трубопровода обусловится:

м. (2.91)

Согласно сортаменту труб для паропроводов принимаем к прокладке трубу с внутренним поперечником 299 мм. Тогда скорость движения пара из выражения (10) обусловится:

м/сек. (2.92)

Удельная линейная утрата давления:

Па/м. (2.93)

Линейное падение давления:

Па. (2.94)

Расчет падения давления при переходе с участка D-E на E-F, с E-F на F-G, c F-G на G-H (см. набросок 2.4).

При переходе употребляется колено под углом 90є, гладкое R=2d, коэффициент местного сопротивления , количество колен 3.

Тогда падение давления пара при переходе через местное сопротивление согласно формуле (11) будет равно:

Па. (2.95)

Расчет падения давления на участке E-F (см. набросок 2.4).

Согласно формуле (9) удельная линейная утрата давления будет равна:

Па/м. (2.96)

Линейное падение давления:

Па. (2.97)

На данном участке размещены: измерительная диафрагма и обычная задвижка. Коэффициент местного сопротивления измерительной диафрагмы , задвижки обычной .

Па. (2.98)

Полное падение давления на участке:

Па. (2.99)

Расчет линейного падения давления на участке F-G-H.

Согласно формуле удельная линейная утрата давления будет равна:

Па/м. (2.100)

Линейное падение давления:

Па. (2.101)

Суммируя линейные и местные утраты давления по всем участкам и вычитая их из давления в исходной точке получаем давление в точке H:

Па. (2.102)

Таким макаром, у потребителей — паровых турбин гарантируется давление свежайшего пара не ниже 1,034 МПа.

2.4.2 Гидравлический расчет водовода технической воды

В данном подразделе приводится гидравлический расчет водопровода технической воды. Техно вода поступает на остывание конденсаторов турбин из градирен. Градирни вентиляторные, брызгально-капельные производительностью по 2 000 м3/час. На остывание обоих конденсаторов требуется 1 800 м3/час. В текущее время градирни работают не на полную мощность (по охлаждаемой воде), и загрузка их еще на 1 800 м3/час позволит использовать мощность на 100%.

Водопровод спроектирован от насосной №15 обратного водоснабжения. Прокладка водовода воздушная на опорах, общая длина 666 метров. На прямолинейных участках длиной более 50 метров устанавливается двухсторонний сальниковый компенсатор. Количество компенсаторов 8. Температурные деформации будут также компенсироваться за счет естественных поворотов трассы.

Начальные данные

Скорость движения воды: принимаем 3 м/сек, длина трассы 666 метров, количество воды 500 кг/сек, эквивалентная шероховатость стен трубопровода 0,5 мм. Сумма коэффициентов местных сопротивлений определена по литературе и составляет . Требуется найти падение давления в паропроводе.

Решение:

Согласно формуле определяем внутренний поперечник трубопровода:

м. (2.103)

Согласно сортаменту труб для паропроводов принимаем к прокладке трубу с внутренним поперечником 466 мм. Тогда скорость движения пара из выражения (10) обусловится:

м/сек. (2.104)

Коэффициент гидравлического трения по формуле Б.Л. Шифринсона:

, (2.105)

(2.106)

Эквивалентная длина , м, местных сопротивлений равна:

, (2.107)

м. (2.108)

Приведенная длина , м, трубопровода равна:

, (2.109)

, м. (2.110)

Удельное линейное падение , Па, давления:

, (2.111)

, Па. (2.112)

Полное падение давления согласно формуле обусловится:

, Па. (2.113)

По каталогу избираем три насоса (два в работе параллельно присоединенных и один в резерве) 1Д1250-63а.

Характеристики насоса 1Д1250-63а:

Мощность электропривода — 250 кВт

Создаваемый напор — 52,5 м

Производительность — 1100 м3/час

2.5 Термический расчет паропровода
Для уменьшения утрат теплоты в окружающую среду и обеспечения безопасности труда персонала все трубопроводы, имеющие температуру теплоносителя выше 50 єС снутри помещений и выше 60 єС вне помещений, обязаны иметь термическую изоляцию. Температура поверхности изоляции должна быть не выше 45 єС снутри помещений и менее 60 єС на открытом воздухе.
Утрату теплоты , Вт/м, через изоляцию на 1 метр длины трубопровода определяют по формуле:
(2.114)
где — температура среды в трубопроводе, єС;
— температура окружающего воздуха, єС;
— суммарное тепловое сопротивление, мЧєС/Вт.

(2.115)

где ,- тепловое сопротивление внутренней и внешней поверхностей изолированного трубопровода, мЧєС/Вт;

,- тепловое сопротивление стены трубы и слоя изоляции, мЧєС/Вт;

(2.116)

где — внутренний поперечник трубы, м;

— коэффициент теплопотери от теплоносителя к стене трубы, Вт/м2ЧєС.

(2.117)

где — внешний поперечник трубы, м;

— коэффициент теплопотери от стены трубы к изоляции, Вт/м2ЧєС.

(2.118)

где — теплопроводимость стены трубы, Вт/мЧєС;

(2.119)

где — теплопроводимость термический изоляции, Вт/мЧєС;

— поперечник термический изоляции, м.

Величина , связана уравнением теплопотери с данной температурой внешней поверхности изоляции:

(2.120)

где — температура внешней поверхности изоляции.

Нужное значение поперечника термический изоляции определяется из совместного решения уравнений.

2.5.1 Термический расчет внешнего участка паропровода

Принимаем последующие начальные данные:

внутренний поперечник трубы — 351 мм;

внешний поперечник трубы — 377 мм;

коэффициент теплопотери от пара к стене — 10 000 Вт/м2ЧєС;

коэффициент теплопотери от внешней поверхности изоляции к окружающему воздуху — 20 Вт/м2ЧєС;

теплопроводимость стены металлической трубы — 58 Вт/мЧєС.

в качестве изоляционного материала избираем минеральную вату с коэффициентом теплопроводимости — 0,08 Вт/м2ЧєС

температура пара — 280 єС;

средняя температура внешнего воздуха зимнего периода — -8 єС

температура поверхности изоляции — 30 0 єС.

Определяем нужную толщину термический изоляции.

По формулам определяем тепловое сопротивление изолированного трубопровода:

мЧєС/Вт; (2.121)

(2.122)

, мЧєС/Вт; (2.123)

, мЧєС/Вт; (2.124)

Суммарное тепловое сопротивление трубопровода:

; (2.125)

; (2.126)

Для нахождения поперечника термический изоляции решаем вместе уравнения (18) и (24):

; (2.127)

м. Тогда толщина изоляции 77 мм.

Для действенной работы термический изоляции нужно, чтоб соблюдалось условие:

(2.128)

(2.129)

м. (2.130)

Условие (26) соблюдается.

Тогда тепловое сопротивление паропровода согласно формуле будет равно:

мЧєС/Вт. (2.131)

Определяем падение температуры пара по длине внешнего участка.

Коэффициент местных утрат теплоты .

Расход пара кг/сек.

Длина паропровода м.

Теплоемкость пара кДж/кгЧєС.

Температура в конце участка будет равна:

(2.132)

єС. (2.133)

Падение температуры малозначительное єС.

2.5.2 Термический расчет внутреннего участка паропровода

Принимаем последующие начальные данные:

внутренний поперечник трубы — 351 мм;

внешний поперечник трубы — 377 мм;

коэффициент теплопотери от пара к стене — 10000 Вт/м2ЧєС;

коэффициент теплопотери от внешней поверхности изоляции к окружающему воздуху — 20 Вт/м2ЧєС;

теплопроводимость стены металлической трубы — 58 Вт/мЧєС.

в качестве изоляционного материала избираем минеральную вату с коэффициентом теплопроводимости — 0,08 Вт/м2ЧєС

температура пара — 280 єС;

средняя температура воздуха в помещении котельной — 30 єС;

температура поверхности изоляции — 45 єС.

Определяем нужную толщину термический изоляции.

По формулам (19)-(23) определяем тепловое сопротивление изолированного трубопровода:

мЧєС /Вт; (2.134)

(2.135)

мЧєС /Вт; (2.136)

мЧєС /Вт; (2.137)

Суммарное тепловое сопротивление трубопровода:

; (2.138)

. (2.139)

Для нахождения поперечника термический изоляции решаем вместе уравнения и:

; (2.140)

м. Тогда толщина изоляции 153 мм.

Тепловое сопротивление паропровода согласно формуле (25) будет равно:

мЧєС/Вт. (2.141)

Определяем падение температуры пара по длине внутреннего участка.

Коэффициент местных утрат теплоты .

Расход пара кг/сек.

Длина паропровода м.

Теплоемкость пара кДж/кгЧєС.

Температура в конце участка будет равна:

єС. (2.142)

Падение температуры малозначительное єС.

Таким макаром, гарантируется температура перегретого пара у потребителя — 279 єС.

2.6 Расчет схемы электроснабжения
Электроснабжение оборудования на сегодня осуществляется от подстанции №20 «Т» находящейся в поселке Высокогорный. При вводе в эксплуатацию дизель-электрогенератора, также трансформаторов устанавливаемых на участке, питание электроприемников, относящихся ко II-ой категории надежности электроснабжения, будет осуществляться независимо от системы электроснабжения, которая в реальный момент осуществляется от подстанции. Не считая того, после внедрения мероприятий, предлагаемых в дипломном проекте, ввод от подстанции №20 «Т» выведется в резерв, что прирастит надежность электроснабжения объекта.
2.6.1 Выбор и обоснование схемы электроснабжения
Схемы электронных сетей должны обеспечивать надежное питание потребителей электроэнергии, быть комфортными в эксплуатации. Потому, для решения электроснабжения предприятия с вводом дизель-электрогенератора предлагается круговая схема, характеризующаяся тем, что от источника питания отходят полосы, питающие групповые распределительные пункты, от которых в свою очередь, отходят самостоятельные полосы, питающие остальные электроприемники малой мощности. Данная схема, невзирая на высшую цена, обладает существенными плюсами: простота в эксплуатации, высочайшая надежность.
2.6.2 Расчет электронных нагрузок
Расчет электронных нагрузок ведем способом упорядоченных диаграмм, с применением коэффициента расчетной нагрузки. Результаты расчет сведены в таблицу приложение 1.
Порядок наполнения таблицы:
1. В первую графу записываем наименование групп электроприемников;
2. Во вторую графу записываем количество электроприемников и узлов питания;
3. В третью графу заносим наименьшую и наивысшую мощность электроприемников для групп и узлов питания. Паспортную мощность оборудования с повторно-кратковременным режимом работы, приводим к долговременному режиму работы ПВ-100%:
— для кранов ;
— для деревообробатывающих станков ;
4. В четвертую графу заносим суммарную номинальную мощность электроприемника для групп и узла питания;
5. В пятую графу для узла питания заносим значение модуля сборки m, рассчитываемого по формуле:
m = Рн max1/Рн min1, (2.143)
где Рн max1 — наибольшая мощность 1-го электроприемника, кВт;
Рн min1 — малая мощность 1-го электроприемника, кВт.
Коэффициент использования определяется для группы электроприемников
6. В шестую графу заносим значение коэффициента использования Ки;
7. В седьмую графу для групп электроприемников записываем значения и вычисляем значения ;
8. В графы 8 и 9 записываем значения средней активной и реактивной мощностей для групп электроприемников:
Рассчитываются средние мощности для группы электроприемников, Pсм, кВт:
Рсм = КиЧУРн, (2.144)
где Ки — коэффициент использования;
УРн — сумма номинальных мощностей для узла питания, кВт.
Реактивная средняя мощность Qсм, квар, для групп электропиемников равна:
Qсм = РсмЧtgц, (2.145)
где tgц — определяется по /10, с.159/;
В итоговой строке определяем суммы этих величин;
9. Потом определяются средневзвешенные значения коэффициентов использования и tgц:
Ки ср. вз. = УРсм/УРн, (2.146)
tgцср. вз. = УQсм/Рсм, (2.147)
10. В графу 10 для узла питания записываем действенное число электроприемников, nЭ:
, (2.148)
11. В графу 11 узла питания заносим значение коэффициента расчетной нагрузки KР зависимо от КИ средневзвешенного и nЭ.
12. В графы 12, 13, 14 заносим для зла питания расчетную нагрузку
Расчетная нагрузка определяется по выражениям:
Расчетная активная нагрузка, Рр, кВт:
Рр = КрЧУРсм, (2.149)
Расчетная реактивная нагрузка, Qр, квар:
Qр = 1,1ЧУQсм, (2.150)
Расчетная полная нагрузка, Sр, кВЧА:

, (2.151)
13. В графу 15 записываем расчетный ток IР, А:
, (2.152)
2.6.3 Выбор марки и сечения проводов и кабелей
Условие выбора сечения по нагреву:
IрIдл.доп.ЧКпЧКt, (2.153)
где Кп — поправочный коэффициент на количество прокладываемых кабелей в одной траншее; Кп = 0,95;
Кt — поправочный коэффициент на температуру среды; при обычных критериях Кt = 1;
Iдл.доп. — продолжительно допустимый ток с учетом прокладки, А.
, (2.154)
Выбранное сечение проверяем по допустимой потере напряжения:
ДUдоп ? ДUp, (2.155)
где — допустимая утрата напряжения в сети;

, (2.156)
где r0, x0 — удельное активное и реактивное сопротивление провода;
Iр — расчетный ток, А; l — длина провода (кабеля) км.
После выбора автоматического выключателя либо предохранителя, производим проверку избранного сечения по току защитного аппарата:
Iдл.доп. КзащЧIзащ, (2.157)
где Кзащ — коэффициент защиты, находится в зависимости от среды и конструктивного выполнения токоведущих частей;
Iзащ — ток защитного аппарата, А.
2.6.4 Выбор предохранителей
Для выбора плавких вставок предохранителей ответвлений, ведущих к одиночному электродвигателю с легким запуском ток вставки Iпл.вст, А, обусловится:
Iпл.вст ? Iзапуск/2,5 — для насосов и вентиляторов;
Iпл.вст ? 1,2ЧIсвЧ — для сварочного аппарата;
Iпл.вст ? Iзапуск/1,6 — для кранов.
2.6.5 Выбор автоматических выключателей
Условия выбора автоматических выключателей последующие:
Iном.автомата.? Iр
Iср.тепл.расц.? Iном.двиг
Iср.эл.колдун.расц.? 1,25ЧIзапуск
2.6.6 Выбор мощности трансформаторов цеховой подстанции
Приблизительная мощность трансформатора Sор.т., кВА, определяется:

, (2.158)
где Sр.ц — расчетная мощность цеха, кВА;
N — число трансформаторов на подстанции;
kз — коэффициент загрузки трансформатора.
кВА (2.159)
Избираем для установки на цеховой подстанции трансформаторы типа ТСЗ-630, 2 шт.
Определяем малое число цеховых трансформаторов, Nmin, схожей мощности, созданных для питания технологически связанных нагрузок:
, (2.160)
где Pр.ц — расчетная нагрузка цеха, кВт;
— коэффициент загрузки трансформаторов в обычном режиме;
— добавка до наиблежайшего целого числа.
шт. (2.161)
Определяем экономически среднее число Nопт трансформаторов в цехе:

Nопт= Nmin+m=2+0=2 шт. (2.162)
где m — дополнительное число трансформаторов.
2.6.7 Компенсация реактивной мощности
При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов сразу должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.
Согласно норм технологического проектирования систем электроснабжения, мощность компенсирующих устройств выбирается по 2-м шагам:
1 Исходя из вероятной передачи реактивной мощности через трансформаторы из сети 6-10 кВ.
2 Выбор дополнительной мощности компенсирующих устройств из критерий оптимизации утрат мощности в трансформаторах и сети 6-10 кВ.
Тогда суммарная мощность низковольтных компенсирующих устройств Qнк, квар, составит:
Qнк= Qнк1+Qнк2, (2.163)
где Qнк1, Qнк2 — суммарные мощности низковольтных компенсирующих устройств, определенные на 2-х обозначенных шагах расчета.
Определим вероятную самую большую реактивную мощность, Q1р, квар, которая может быть передана через трансформаторы в сеть 0,4 кВ:
, (2.164)
квар. (2.165)

Суммарная мощность конденсаторных батарей Qнк1 квар, на стороне 0,4 кВ составит:
Qнк1= Qрн+Q1р=641,18-777,8=-136,62, квар. (2.166)
Потому что в расчетах оказалось, что Qнк1 меньше нуля, то установка низковольтных компенсирующих устройств на первом шаге расчета не требуется.
Дополнительная мощность, Qнк2 квар, НБК для данной группы трансформаторов определяется:
Qнк2= Qрц+Qнк1-ЧNопт ЧSнт, (2.167)
где — коэффициент, зависящий от расчетных характеристик Кр1, Кр2 (Кр1=12, Кр2=2, тогда =0,55).
Qнк2= 641,18+0-0,55Ч2 Ч630=-51,82, (2.168)
Потому что Qнк2 меньше нуля, то принимаем Qнк2=0 и, как следует, установка НБК в цехе не требуется.
2.6.8 Расчет питающей полосы 10 кВ
Определяем сечение по экономической плотности тока Fэ, мм2:
Fэ = Ip/jэ, (2.169)
где Iр — расчетный ток полосы в обычном режиме, А;

, (2.170)
где Sp — расчетная нагрузка секции подстанции;
n — количество кабельных линий;
jэ — финансовая плотность тока.
А (2.171)
Fэ= 21,9/1,4 = 15,6 мм2 (2.172)
По справочнику принимаем кабель ААБ с картонной изоляцией и дюралевыми жилами сечением F=16 мм2 (Iдл.ток.=75 А)
Определяем расчетный ток Iрк, А 1-го кабеля
Iрк =Ip/n, (2.173)
где n — число запараллеленных кабелей в одной полосы;
Iрк =21,9/2 = 10,95 А; (2.174)
Проверяем выполнение условия по нагреву в обычном режиме
I’дл.доп. ? Iрк, (2.175)
Определяем продолжительно допустимый ток I’дл.доп., А, кабеля
I’дл.доп. = Iдл.ток ЧКлЧКt, (2.176)

где Кл — поправочный коэффициент на количество прокладываемых кабелей в одной траншее; по /11, 28/ Кп = 0,9;
Кt — поправочный коэффициент на температуру среды; при обычных критериях Кt = 1.
I’дл.доп. = 75Ч0,9Ч1 = 67,5 А (2.177)
Отсюда видно, что условие (52) производится, как следует, кабель по нагреву проходит. Определим ток 1-го кабеля IАВ, А, в послеаварийном режиме:
IАВ=2Ч Iрк (2.178)
IАВ=2Ч21,9=43,8 А. (2.179)
Проверим избранный кабель по условию нагрева в послеаварийном режиме:
— рассчитаем допустимый ток кабеля I’АВ, А в послеаварийном режиме:
I’АВ= I’дл.допЧКАВ, (2.180)
где КАВ — коэффициент аварийной перегрузки;
I’АВ=67,5Ч1,25=84,37 А. (2.181)
— проверим выполнение критерий по нагреву в послеаварийном режиме:
I’АВ? IАВ (2.182)
84,37?43,8 (2.183)

Проверка избранного сечения по допустимой потере напряжения
ДUдоп ? ДUp, (2.184)
где ДUp = , (2.185)
тут n — число кабелей в полосы;
P, Q — расчетные нагрузки в кабельной полосы;
r=1,95, x=0,113 — сопротивления 1-го кабеля Ом/км;
l=0,012 км

Страничка: 1 2 3 4