Завдання до теми

Для вирішення завдання до теми виберіть відповідний варіант з табл. 4.3.

Таблиця 4.3 – Варіанти завдань для самостійної роботи

№ п/п	Pном, кВт	sном	ηном, %	Мпуск/Мном	Мmax/Мном	Jэд, кг·м^2	ε	R1/R'2	β	JΣ
1.	5	0,055	85,5	2,3	2,8	0,022	0,55	1,52	0,3	1,2Jэд
2.	6,8	0,04	87,8	2,1	2,5	0,026	0,3	1,5	0,35	1,31Jэд
3.	8	0,035	89,6	2	2,4	0,029	0,38	1,65	0,27	1,22Jэд
4.	9,5	0,03	91,2	2,4	3	0,032	0,46	1,6	0,32	1,26Jэд
5.	6	0,05	87,3	2,3	2,7	0,024	0,51	1,47	0,3	1,3Jэд
6.	10	0,03	92,5	2	2,8	0,036	0,37	1,5	0,35	1,24Jэд
7.	6,3	0,04	87,1	2,1	2,5	0,025	0,42	1,6	0,29	1,35Jэд
8.	9	0,03	91,5	2	2,5	0,031	0,59	1,63	0,31	1,34Jэд
9.	7,1	0,045	88,6	2,2	2,7	0,027	0,23	1,55	0,33	1,27Jэд
10.	5,6	0,045	84,8	2	2,6	0,024	0,4	1,41	0,3	1,19Jэд

Контрольні питання

1. Яким чином можна вирішити задачу енергозбереження при частих пусках двигунів?

2. З|із| яких складових складається тепловий баланс електроприводу|?

3. За рахунок чого можна скоротити втрати енергії ЕД в пускових| режимах?

Література: [4, с. 42-46; 5, с. 94-109].

Практичне заняття № 6

Тема: Розрахунок економічної ефективності пускових систем синхронних двигунів компресорних установок

Мета: Навчитися розраховувати енергетичну та економічну ефективність застосування пускових систем синхронних двигунів компресорних установок.

Короткі теоретичні відомості

Часті пуски турбокомпресорів (ТК) негативно позначаються на працездатності турбомашин. Кожен некерований (прямий) запуск турбокомпресора знижує моторесурс ТК на 50 годин при плановому в 5600 годин. Таким чином, при щоденних запусках протягом року, моторесурс ТК вичерпується втричі швидше. Саме тому тривалість безперервної роботи турбокомпресорів регламентується і складає не менше 25 діб.

Негативні наслідки пускових режимів будуть мінімальні у випадку, якщо|в разі , якщо| процес пуску здійснюється настільки повільно|поволі|, що виключаються основні причини зниження моторесурсу - температурні перепади в робочих колесах ТК. Тривалість пуску при цьому має бути в межах 1-1,5 хв.

Таким чином, керований пуск дає можливість|спроможність| періодичних зупинок в міжзмінні перерви|перерити|, вихідні і святкові дні без небезпеки прискореного зносу двигунів, компресорів. При таких зупинках потужність з|із| мережі|сіті| не споживається, на відміну від розвантаження ТК шляхом відключення його від пневможережі|.

Потужність, споживана на неробочому ході одним двигуном компресора:

(6.1)

де ∆Р_в - втрати на збудження;

η_дв – ККД двигуна;

к₃ – коефіцієнт завантаження|загрузки| двигуна при відключенні компресора від пневмомережі|.

Електроенергія, споживана компресорами за добу:

Р_Σ = P_H·n(24-s·t)+n·s·t(∆P_xx + ∆P_в), кВт·г (6.2)

де n – кількість агрегатів;

s – кількість змін;

t_MC - тривалість міжзмінної перерви|перерити|, годин.

Вартість споживаної електроенергії за рік до впровадження тиристорного регулятора напруги:

C₁= Р_Σ ·t_г·с, грн (6.3)

де t_г – кількість робочих днів на рік;

с - вартість однієї кВт·г електроенергії, грн.

Під час міжзмінної перерви|перерити| може працювати 1-2 компресори, останні можуть бути зупиненими.

Час розгону двигуна з використанням упроваджуваного|впроваджувати| регулятора напруги – t_р с, час введення компресора в роботу - t_ввод .

Загальний час розгону одного агрегату складе:

t_Σ1 = t_р + t_ввод. (6.4)

Якщо в роботі знаходиться|перебуває| 2 компресори, то наступний|слідуючий| (третій) вводиться|запроваджує| в роботу о 6.12, четвертий - о 6.24, п'ятий - о 6.36, шостий - о 6.48, сьомий - о 7.00. Порядок|лад| введення компресорів відображений на графіку (рис.6.1).

Рисунок 6.1 – Порядок|лад| введення компресорів в роботу

Час простою всіх двигунів за одну перезміну:

t_ = (t_Σ1 + 2 · t_Σ1 + 3 · t_Σ1 + 4 · t_Σ1 + 5 ·t_Σ1) (6.5)

Час не роботи всіх двигунів за добу (при тризмінному режимі роботи):

t_Σ_=3·t_. (6.7)

Електроенергія, споживана всіма компресорами за добу:

W_Σ=Р_н·n·(24-t_Σ)+s·Σ(t-t_xx)·(∆P_xx+P_в), кВт·г (6.8)

де t_xx – час роботи компресора на неробочому ході під час перерви|перерити|.

Вартість електроенергії за рік при впровадженні тиристорного регулятора напруги (ТРН):

С₁^’ = W_Σ·364·0,15. (6.9)

Вартість комплектуючого устаткування|обладнання| і монтажних робіт для підключення СД визначається таким чином.

Вартість ТРН – С_трн .

Вартість високовольтних вимикачів:

С_k = n_выкл·с_выкл, грн. (6.10)

де n_выкл - необхідна кількість високовольтних вимикачів;

с_выкл - вартість одного вимикача.

Вартість релейної шафи управління - С_р .

Вартість кабельної продукції - С_каб .

Вартість монтажних робіт - С_монт .

Вартість комплектуючого устаткування|обладнання| і монтажних робіт для підключення СД турбокомпресорів, грн:

С_компл = С_трн + С_k + С_р+ С_каб + С_монт (6.11)

Економія на рік з врахуванням|з урахуванням| амортизаційних відрахувань (термін служби устаткування|обладнання| 8,5 років) грн

Э = С₁ - С₁^’ - С_компл/8.5. (6.12)

Статистичні дані указують, що 250-300 регламентованих запусків СД приводять|наводять| до необхідності середнього, а частіше капітального ремонту СД.

Запуск синхронних двигунів від тиристорних регуляторів дозволяє здійснити повністю|цілком| керований процес, що істотно|суттєвий| знижує нагрів обмоток| в процесі розгону. Виконані дослідження процесу пуску СД шляхом моделювання на ЕОМ синхронної машини типу|типу| СТД і СТМ показують, що перегрів|перегрівання| обмоток| при управлінні тиристорами не перевищує 110-130 °С, т.ч. практично удвічі|вдвічі| знижуються екстремальні температури. За таких умов термін служби ізоляції збільшується в 3-4 рази. Це означає|значить|, що можна реально збільшити міжремонтний період СД та понизити|знизити| в 3-4 рази аварійність електричних машин.

Ефективність за рахунок зниження витрат на ремонт компресора може бути отримана|одержувати| таким чином.

Установка тиристорного регулятора дозволяє збільшити міжремонтний період в 3-4 рази, і зменшити витрати|затрати| на проведення ремонтних робіт

З'_р = 3_р·0.25, грн. (6.13)

Ефективність за рахунок зниження витрат на ремонт ТК:

Э_р =З_р-3'_р , грн. (6.14)

Річна економічна ефективність за рахунок економії електроенергії, ремонтних витрат|затрат| і матеріалів:

Э_Σ =Э-З_р , грн. (6.15)