Введение 4
1 Анализ устройств и принципа действия насосных установок фильтрации СОЖ в механосборочных производствах 7
1.1 Принцип действия насосных установок фильтрации смазочно-охлаждающей жидкости 7
1.2 Насосные системы установок фильтрации и подачи СОЖ 21
1.3 Устройство центробежного насосного агрегата 25
1.4 Способы и методы снижения энергопотребления в насосных системах и ее оптимизация 27
2 Выбор оптимального способа управления насосными агрегатами для снижения энергопотребления технологического оборудования на действующем производстве 31
2.1 Энергетическая диаграмма работы насосных установок 33
2.2 Международные стандарты, регламентирующие энергоэффективность электрических машин 43
2.3 Внедрение частотно-регулируемого электропривода в насосных установках 46
2.4 Специализированные и стандартные преобразователи частоты для работы с насосными агрегатами 52
2.5 Снижение энергопотребления за счет частотного регулирования в насосных установках механообрабатывающих производств 55
2.6 Разработка структурной и электрической схемы частотного электропривода для действующих насосных агрегатов 58
3 Экономическая эффективность внедрения преобразователей частоты на системных насосах установок фильтрации охлаждающей жидкости 64
3.1 Методы оценки экономического эффекта от внедрения ЧПР и расчет эффективности 66
3.2 Расчет экономического эффекта от внедрения ЧРП на установках подачи СОЖ 67
3.3 Расчет экономического эффекта от внедрения ЧРП на установках подачи СОЖ 70
Заключение 75
Список используемых источников 76
Приложение А Схема обвязки цепей питания PLC Mitsubishi 80
Приложение Б Схема обвязки входов и выходов программируемого контроллера Mitsubishi 81
Приложение В Схема запуска «звезда — треугольник» для электродвигателя насоса подачи 82
Купить

В 60х годах, когда в СССР массово стали строить новые автомобилестроительные заводы, было принято считать, что энергия и ресурсы практически неограниченны, а тарифы на электрическую энергию были низкими, но сейчас на фоне постоянно растущих цен на энергоносители рациональное использование энергоресурсов стало крайне актуально.
В связи с этим во всех сферах промышленного производства полным ходом идут доработки действующего оборудования, которое давало бы возможность достигать максимально возможного показателей КПД при минимальных затратах на его эксплуатацию.
В структуре общего потребления электроэнергии очень большую часть потребляют насосные установки и системы вентиляции и кондиционирования воздуха. На действующих механообрабатывающих производствах достаточно большое количество мощных насосных установок, которые качают масло для подачи в гидростанции оборудования, подают смазывающую и охлаждающую жидкости, применяемые в процессе механической обработки металла. Например, в бумагоделательных машинах энергопотребление насосов составляет порядка 25%, в отраслях водоснабжения - до 50%.
Таким образом, вопрос эффективности определенных отраслей будет напрямую зависит от того, как будет эксплуатироваться насосное оборудование. Если объединить все потребление энергии насосным оборудованием, то это потребление составит около 40% от общих затрат энергии в промышленности в целом.
На автомобильных заводах применяется множество насосных установок, обслуживающих определенные технологические цепочки. На механообрабатывающих производствах достаточно большое количество мощных насосных установок, которые качают масло для подачи в гидростанции оборудования, подают смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), которые применяются в процессе механической обработки металла, которые потребляют значительное количество электроэнергии. Данные насосы могут быть как децентрализованными, так и централизованными. Такие централизованные насосные установки широко применялись во времена СССР.
Так как при существующем способе регулировании напора значительная часть энергии передаваемой двигателем, вращающимся на номинальных оборотах, фактически расходуется на преодоление сопротивления дросселирующих элементов, то энергопотребление данных установок является не оптимальным.
Так как подобных установок в механообрабатывающих производствах АО «АВТОВАЗ» установлено более 80 шт., а общее количество насосов смазочно-охлаждающих жидкостей мощностью от 30 до 55 кВт, работающих на них более 400, то тема снижения энергопотребления таких установок является крайне актуальной.
Целью диссертационной работы является: оптимизация энергопотребления работы насосных установок подачи смазочно-охлаждающей жидкости на технологическое оборудование механообрабатывающего производства с учетом всех имеющихся технологических ограничений.
Для этого необходимо решить следующие задачи:
1. Анализ устройств и принципа действия насосных установок фильтрации СОЖ в механосборочных производствах.
2. Выбор оптимального способа управления насосными агрегатами для снижения энергопотребления технологического оборудования на действующем производстве с учетом имеющихся технологических ограничений.
3. Оценка экономической эффективности внедрения преобразователей частоты на системных насосах установок фильтрации охлаждающей жидкости.
Купить