Выбор электропривода механизма собственных нужд станции (центробежный насос ЦН 400-210)

Министерство образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра “Электрические станции”

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине “Эксплуатация электрооборудования электростанций”

Тема проекта: “Выбор электропривода механизма

собственных нужд станции”

Выполнил:                                                               студент гр. 106117

Сысоева Ю.В.

Проверил:                                                               Пономаренко Е. Г.

Минск – 2011

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................... 4

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕХАНИЗМА, ЕГО H-Q

ХАРАКТЕРИСТИКИ.................................................................................... 5

2 РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ.................................................................................... 7

3 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ......... 12

4 РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ И МЕХАНИЧЕСКОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ.......................................................... 14

5 ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ В РЕЖИМЕ ПУСКА ...................... 18

6 ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ В РЕЖИМЕ САМОЗАПУСКА ...... 20

7 РАСЧЁТ ЭНЕРГЕТИКИ ДВИГАТЕЛЯ (потерь мощности, расхода электроэнергии, КПД и cosφ)....................................................... 22

8 ВЫБОР СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ....................... 25

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ...................... 27

ВВЕДЕНИЕ

Процесс производства электроэнергии на электростанциях полностью механизирован и автоматизирован. Это достигается широким использованием электропривода (ЭП) механизмов собственных нужд электростанции. Электроприводом называется машинное устройство, осуществляющее преобразование электроэнергии в механическую и обеспечивающее электрическое управление преобразованной механической энергией. ЭП состоит из силовой части, включающей электродвигатель (Д), устройства для передачи механической энергии рабочему органу, системы управления, содержащей командные органы, устройства для формирования свойств ЭП и защитных средств.

Циркуляционные насосы служат для подачи в конденсатор турбины воды для охлаждения отработавшего пара. Для их привода используются одно- и двухскоростные Д вертикального исполнения. Эти насосы отличаются небольшим напором (0,1-0,4 МПа), но высокой производительностью (до 50000 т/час),что объясняется необходимостью большого количества охлаждающей воды для конденсации пара (в 30-60 раз больше по массе, чем масса охлаждающего пара). Наличие поворотных лопастей у рабочего колеса насоса позволяет регулировать расход охлаждающей воды в зависимости от температуры и соответственно влиять на технико-экономические показатели блока в целом.

1ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕХАНИЗМА СН ТЭС, ЕГО H-Q ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЦН 400-210 – насос центробежный, горизонтальный, спирального типа, четырехступенчатый, с рабочими колесами одностороннего входа, с сальниковыми уплотнениями, с подшипниками качения, с приводом от электродвигателя (рисунок 1.1).

Основные характеристики насоса ЦН 400-210 приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Параметры насоса ЦН 400-210

Эксплуатационные свойства ЦН определяются их рабочими характеристиками:

− зависимостью напора от подачи;

− зависимостью мощности на валу от производительности;

− зависимостью коэффициента полезного действия (КПД) от производительности.

Рабочие характеристики ЦН 400-210 показаны на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Насос ЦН 400-210

Рис. 1.1. H-Q характеристика ЦН 400-210

2 РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Механическую характеристику питательного насоса будем получать из его рабочей характеристики.

На главной характеристике (соответствует ) выберем ряд точек и найдём координаты соответствующих точек при других частотах вращения:

Результаты расчёта сведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 – Построение рабочих характеристик

Частота вращения
	0	0	0	0
	100	95	90	80
	200	190	180	160
	300	280	270	240
	400	380	360	320
	450	427,5	405	360
	243	230,85	218,7	194,4
	241	228,95	216,9	192,8
	238	226,1	214,2	190,4
	230	218,5	207	184
	210	199,5	189	168
	200	190	180	160

Построим характеристику трубопроводной сети. Требуемый напор определяемый трубопроводной системой равен:

где  − статический напор:

где  − давление на напоре ЦН;

 – давление на всасе ЦН;

 − удельный вес воды;

 − коэффициент пропорциональности сети, принимаем k=0,00125.

Найдём точки пересечения характеристики сети с H-Q характеристиками насоса (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Эксплуатационные H-Q характеристики рабочей машины и трубопроводной сети

Обобщенная характеристика насосов в зависимости от условий работы имеет разный вид. Насосы могут пускаться в ход при закрытой задвижке и при открытой на сеть, не имеющую статическую составляющую напора, и на сеть, имеющую составляющую напора. Насосы, пускающиеся при закрытой задвижке, имеют следующую характеристику:

,

где ;

 – мощность, потребляемая насосом при номинальной частоте вращения и расходе, равном нулю, кВт (это значение берется из каталожных или паспортных данных при  и Q = 0;)

 – номинальная мощность двигателя.

Для всех насосов, пускаемых на сеть с противодавлением (при наличии обратного клапана) со статической составляющей напора характеристика имеет несколько участков:

, при ,

, при ,

, при  , где  ;

 ;

 − напор, развиваемый насосом при  и Q = 0, м;

 − статическое противодавление, м.

 − минимальная частота вращения вала, при которой открывается обратный клапан, об/мин.

 − давление на напоре питательного насоса, которое для барабанных котлов можно принять 95*10⁵ – 140*10⁵ Па, а для прямоточных котлов – 250*10⁵ Па;

 − давление на всасе питательного насоса при отсутствии бустерного насоса в среднем принимается 6*10⁵ Па, а при наличии бустерного насоса принимается давление на напоре последнего;

γ – удельный вес воды (например, при температуре 160 °С, равен 913 кгс/м³).

 кВт;

 кВт;

;

;

м;

 – начальный момент сопротивления;

 – коэффициент загрузки двигателя по активной мощности;

Результаты расчета приводятся в таблице 2.2.

Таблица 2.2.

0	0,15	0,6	0,204
0,05	0,150375	0,65	0,213375
0,1	0,1515	0,7	0,2235
0,15	0,153375	0,75	0,234375
0,2	0,156	0,8	0,246
0,25	0,159375	0,85	0,258375
0,3	0,1635	0,9	0,2715
0,35	0,168375	0,975	0,29259375
0,4	0,174	0,995	0,29850375
0,45	0,180375	1	0,3
0,5	0,1875	0,6	0,204
0,55	0,195375	0,65	0,213375

Рассчитанная механическая характеристика ЦН показана на рисунке