Компрессорная станция

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение 

1. Описательная часть 

1.1 Применение сжатого  воздуха в процессе производства  алюминия 

1.2 Описание технологического  процесса производства сжатого  воздуха 

1.2.1 Виды компрессоров 

1.2.2 Описание технологической  схемы компрессорной установки 

1.3 Надежность электроснабжения 

1.4 Выбор напряжения  электродвигателей компрессоров  и вспомогательного оборудования 

1.5 Схема электроснабжения 

1.6 Назначение возбудителя 

1.7 Устройство и  работа возбудителя 

2. Расчетная часть 

2.1 Расчет мощности  и выбор электродвигателя привода  компрессора 

2.2 Выбор вспомогательного  оборудования компрессора 

2.3 Расчет электрических  нагрузок 

2.4 Выбор трансформатора  ЦТП 

2.5 Расчет токов  короткого замыкания 

2.6 Выбор высоковольтного  выключателя 

2.7 Выбор разъединителей 

2.8 Выбор трансформаторов  тока 

2.9 Выбор трансформаторов  напряжения 

2.10 Выбор токоведущих  шин 

2.11 Расчет релейной  защиты 

2.12 Выбор кабелей 

2.13 Выбор возбудителя 

2.14 Оперативный ток 

2.15 Контроль и  измерения 

2.16 Защита двигателя.  Система УКАС 

2.17 Расчет заземления 

2.18 Защитное зануление 

2.19 Расчет освещения 

3. Экономическая  часть 

3.1 Задачи и организационная  структура энергетического хозяйства  завода 

3.2 Системы, способы  и прогрессивные методы ремонта  энергооборудования 

3.3 Система ТОиР энергетического оборудования 

3.4 Цеховая служба  электрика 

3.5 Планирование ремонтных  работ энергооборудования 

3.6 Планирование потребного  количества энергетического персонала 

3.7 Планирование заработной  платы 

3.8 Смета затрат  на капитальный ремонт синхронного  трехфазного двигателя 

3.9 Сетевое планирование 

3.10 Технико-экономические  показатели проекта 

3.11 Расчет стоимости  электроэнергии 

3.12 Повышение эффективности  производства сжатого воздуха  и работы воздухоснабжения филиала 

4. Охрана труда 

4.1 Организация ремонтов, профилактических испытаний электрооборудования  10 кВ 

4.2 Мероприятия, обеспечивающие  безопасность работ в электроустановках 

4.2.1 Организационные  мероприятия 

4.2.2 Технические мероприятия 

4.2.3 Меры безопасности  при работе с электродвигателями 

4.3 Пожарная безопасность 

4.4 Экологичность проекта 

Заключение 

Библиографический список 

Доклад 

Дополнительное пояснение 

 Введение 

Уральский алюминиевый  завод (УАЗ) относится к наиболее крупным и энергоёмким предприятиям цветной металлургии. Его основные виды продукции - глинозём, алюминий, кремний  и галлий - широко известны в России и за рубежом. История создания завода занимает особенное место в становлении  и развитии алюминиевой промышленности страны. 

5 сентября 1939 г. считается  датой начала работы УАЗ, так  как в этот день были отлиты  первые слитки алюминия. 

Время для мирного  развития завода было очень коротким. Началась великая отечественная  война, и УАЗ оказался единственным в стране предприятием, производящим алюминий. Поэтому необходимо было многократно увеличить выпуск алюминия и сплавов, резко сократить сроки  создания новых мощностей. Уже в 1941 г. электротермический цех начал  производить кристаллический кремний, в 1942 г. был пущен второй глинозёмный  цех, а в 1943 г. - второй электролизный. 

За годы войны  УАЗ увеличил выпуск глинозёма в 5,5 раза, алюминия - в 5,4 раза. За этот героический  и благородный труд 23 февраля 1945 г. УАЗ был награждён орденом  Ленина. 

Развитие завода продолжалось и в послевоенный период. Расширялся цех кальцинации, производительность каждой печи была увеличена в 3 раза. За 1946 - 1980 гг. выпуск глинозёма вырос  в 5,9 раза, алюминия - в 1,6 раза, кремния - в ,1 раза. 

Филиал "УАЗ РУСАЛ" - потребитель большого количества сжатого воздуха, который используется при производстве глинозема и  алюминия, а также вспомогательными цехами. Выработка сжатого воздуха  осуществляется на заводе двумя компрессорными станциями - №1 и №2 (КС1 и КС2), работающими на общую систему воздухоснабжения. 

Потребителями сжатого  воздуха являются: в глиноземном  цехе - технологические установки, в  которых осуществляется перемешивание  растворов и пульпы, пневмотранспорт  растворов и пульпы, пневмомашины и пневмоустройства; в электролизном цехе - электролизёры, где производится выплавка металла, пневмотранспорт глинозема, газоочистные установки и пневмомашины; в цехе тепло-водоснабжения - система промывки механических фильтров на участке химводо-очистки; в железнодорожном цехе - система обдува стрелок. Во всех перечисленных цехах, а также в электроцехе, электротермическом, литейно-механическом и других цехах применяется пневмоинструмент. 

1. ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ 

1.1 ПРИМЕНЕНИЕ СЖАТОГО  ВОЗДУХА В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА  АЛЮМИНИЯ 

Предприятия цветной  металлургии, каким является УАЗ, потребляет для различных технологических  нужд большое количество сжатого  воздуха, получаемого посредством  компрессоров. 

На УАЗе сжатый воздух применяется на участке декомпозиции для перемешивания пульпы и ее транспортировки из одного декомпазера в другой с помощью воздушных аэролифтов. Перемешивание пульпы необходимо для поддержания затравки во взвешенном состоянии и для выравнивания концентрации растворов. 

Декомпазер представляет собой стальной бак с коническим дном, диаметром около 8 м, высотой 28 м, емкостью 1000 - 1150 м3. 

Перемешивание осуществляется воздушным подъемником (аэролифтом), который состоит из двух труб, вставленных  одна в другую. По внутренней трубе, с верху подается сжатый воздух, который, выходя из нее, содержит воздушно-жидкостную смесь. Благодаря малому удельному весу, эта смесь поднимается по внешней трубе и выходит через верхний открытый конец. Этот процесс протекает непрерывно и в декампозере поддерживается равномерная концентрация пульпы в растворе и взвешенное состояние затравки. 

Так же сжатый воздух применяется в цехе кальцинации  при получении из гидроокиси алюминия глинозема. Промытая гидроокись подается в тарельчатый питатель, где смешивается  с пылью-возвратом, которая подается в питатель сжатым воздухом по трубам. Затем эта смесь по наклонной  течке поступает в загрузочную  головку печи, где она прокаливается. Выходящий из печи глинозем попадает в холодильник, где охлаждается, после чего камерным насосом транспортируется в бункер готовой продукции. 

Заключительное количество глинозема улетучивается из печи вместе с горячими газами, в виде пыли, поэтому для его улавливания  установлены мультициклоны и  электрофильтры. Из холодильника глинозем, через загрузочную воронку подается в резервуар двухкамерного насоса. После заполнения резервуара глинозем выдувается сжатым воздухом в транспортный трубопровод, одновременно сжатый воздух подается в неполную часть резервуара, где имеется специальное пневматическое устройство (сопло) служащее для разрежения воздуха, выходящего из резервуара. 

Далее глинозем отправляется в электролизный цех, где поступает  в герметично-закрытые бункеры (силосы). Отработанный воздух выходит в атмосферу, через рукавный фильтр, который улавливает пыль. В цехе электролиза сжатый воздух применяется для автоматической подачи глинозема в электролизную  ванну и для пневматического  инструмента. 

1.2 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА СЖАТОГО  ВОЗДУХА 

1.2.1 Виды компрессоров 

Компрессорами называют машины, предназначенные для сжатия и перемещения газов. В этих машинах  подведенная механическая энергия  преобразуется в энергию потока газа. 

По принципу действия компрессоры делятся на два класса: динамические и объемные. 

В динамических компрессорах энергия сообщается потоку газа за счет того, что рабочие органы компрессора  оказывают силовое воздействие  на газ, находящийся в его проточной  части. 

В промышленности используют динамические компрессоры лопастного типа, в которых рабочим органом  является колесо с лопастями. Эти  лопасти при вращении колеса оказывают  силовое воздействие на газ. 

По направлению  движения потока газа относительно оси  вращения рабочего колеса лопастные  компрессоры делятся на центробежные и осевые. Если одно рабочее колесо (одна ступень) в лопастных компрессорах не может создать требуемое давление сжатия газа, то используют последовательно несколько ступеней сжатия -- многоступенчатые компрессоры, которые применяют в пневмосистемах с рабочим давлением газа до 1 МПа и выше. 

Рис. 1.2.1.1 Схема одной  ступени центробежногокомпрессора 

На рис. 1 представлена схема одной ступени центробежного  компрессора. Газ поступает на лопатки  рабочего колеса 2, которое вместе с  валом 1 вращается в корпусе 3. Приобретя  энергию на рабочем колесе, газ  поступает сначала в диффузор 4, где кинетическая энергия превращается в потенциальную, а затем в  обратный направляющий аппарат 5, где  потенциальная энергия снова  переходит в кинетическую. Рабочее колесо и обратный направляющий аппарат разделены диафрагмой 6. 

В многоступенчатом центробежном компрессоре ступени  соединяются последовательно. Число  ступеней определяется требуемым давлением  газа на выходе компрессора с учетом того, что в обычных конструкциях в одной ступени давление повышается в 1,2…1,5 раза. 

Примером простейшего  одноступенчатого осевого компрессора  может служить обычный бытовой  вентилятор, у которого на роторе расположены  лопасти (лопатки), сообщающие воздуху  осевое движение. 

В промышленности осевой компрессор -- это сложная многоступенчатая лопастная машина, состоящая из ротора с закрепленными на нем рядами профилированных лопаток, каждый ряд которых представляет собой рабочее колесо одной ступени, и статора с закрепленными на нем рядами таких же лопаток, образующих направляющие аппараты ступеней. 

Рис. 1.2.1.2 Конструктивная схема осевого компрессора (ВА - входной  направляющий аппарат; РК - рабочее  колесо; НА - направляющий аппарат; СА - спрямляющий аппарат) 

Конструктивная схема  многоступенчатого осевого компрессора  представлена на рис. 2. Газ поступает  в компрессор через входной конфузор либо прямо на лопатки рабочего колеса первой ступени, либо через лопатки входного направляющего аппарата ВА, создающего предварительную закрутку потока газа, что улучшает рабочие характеристики компрессора. За входным направляющим аппаратом располагаются ступени компрессора. Каждая ступень - совокупность рабочего колеса РК и следующего за ним направляющего аппарата НА. Цель направляющего аппарата -- придать потоку газа, выходящему из рабочего колеса, направление движения, необходимое для поступления в следующую ступень. 

Пройдя п ступеней компрессора, поток газа выходит закрученным и с большой скоростью. Для раскрутки потока и снижения eгo скорости перед выходным диффузором устанавливают спрямляющий аппарат СА. 

Работа объемных компрессоров, как и объемных насосов, основана на принципе вытеснения газа из рабочих камер за счет движения вытеснителей. 

Если вытеснители  совершают только поступательное движение, то такие компрессоры называют возвратно-поступательными (или поршневыми). 

Использование в  поршневом компрессоре одной  рабочей камеры приводит к существенной пульсации подачи газа. Поэтому в  промышленных компрессорах используют несколько рабочих камер (цилиндров), которые располагаются в ряд  или радиально. Такие компрессоры  называются многоцилиндровыми.