📄Работа №114608
Тема: Повышение энергоэффективности предприятия химической промышленности
Характеристики работы
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Электроэнергетика
Объем:
80 листов
Год:
2022
Просмотров:
257
4880
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 5
1 Краткая характеристика объекта реконструкции 7
2 Расчет текущих электрических нагрузок объекта 9
3 Анализ возможности повышения напряжения распределительной сети
системы электроснабжения аммиачного производства 17
4 Уточненный расчет электрических нагрузок объекта ВКР после
реконструкции 21
5 Выбор высоковольтных электродвигателей 27
6 Выбор распределительных трансформаторов 32
7 Выбор кабелей 36
8 Расчет токов короткого замыкания 40
9 Выбор электрических аппаратов 46
10 Технико-экономическая эффективность проекта повышения
энергетической эффективности 52
11 Оценка энергетической эффективности системы электроснабжения после
реконструкции 61
Заключение 72
Список используемых источников 78
1 Краткая характеристика объекта реконструкции 7
2 Расчет текущих электрических нагрузок объекта 9
3 Анализ возможности повышения напряжения распределительной сети
системы электроснабжения аммиачного производства 17
4 Уточненный расчет электрических нагрузок объекта ВКР после
реконструкции 21
5 Выбор высоковольтных электродвигателей 27
6 Выбор распределительных трансформаторов 32
7 Выбор кабелей 36
8 Расчет токов короткого замыкания 40
9 Выбор электрических аппаратов 46
10 Технико-экономическая эффективность проекта повышения
энергетической эффективности 52
11 Оценка энергетической эффективности системы электроснабжения после
реконструкции 61
Заключение 72
Список используемых источников 78
📖 Введение
Со временем эксплуатируемое электрооборудование систем электрохозяйства промышленных предприятий подвергается моральному и физическому износу. Для того чтобы повысить эффективность работы системы электрооборудования и электрохозяйства предприятий проводятся реконструкции.
Имеющееся электрооборудование аммиачного производства морально и физически изношено, это влечет за собой повышенные потери активной мощности в системе электрооборудования и электрохозяйства, высокую стоимость обслуживания электрооборудования, а также высокий уровень опасности для жизни персонала обслуживающего электрохозяйство аммиачного производства.
Реконструкция системы электрооборудования и электрохозяйства аммиачного производства повысит эффективность и надежность этой системы вследствие:
- Повышения класса напряжения системы электроснабжения с 6 до 10 кВ;
- Применения сухих распределительных трансформаторов вместо масляных;
- Применения вакуумных выключателей вместо масляных;
- Применения комплектных ТП и РП.
Целью выпускной квалификационной работы является выполнение проекта реконструкции системы электрооборудования и электрохозяйства аммиачного производства химического завода.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи [3]:
- провести расчеты электрических нагрузок до и после реконструкции;
- перевести систему электрооборудования и электрохозяйства аммиачного производства с напряжения 6 кВ на 10 кВ;
- провести выбор высоковольтных электродвигателей;
- провести выбор распределительных трансформаторов, отдавая предпочтение сухим трансформаторам;
- провести выбор кабелей;
- провести расчет токов короткого замыкания;
- выполнить расчет заземления;
- провести выбор выключателей, отдавая предпочтение вакуумным
выключателям, выбор измерительных трансформаторов, отдавая предпочтение сухим трансформаторам с литой изоляцией и пониженными значениями потерь холостого хода и короткого замыкания.
Все предлагаемые в рамках выполнения ВКР проектные решения и мероприятия, направленные на повышение энергетической эффективности предприятия химической промышленности, относятся к техническим мероприятиям, т.е. мероприятиям, связанным с заменой оборудования или модернизацией системы электроснабжения. Методики оценки технико-экономических показателей предлагаемых в проекте технических мероприятий определены для учебного проектирования. Для оценки энергетической эффективности системы электроснабжения предприятия химической промышленности разработана методика на основании существующих нормативных актов в части энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
Имеющееся электрооборудование аммиачного производства морально и физически изношено, это влечет за собой повышенные потери активной мощности в системе электрооборудования и электрохозяйства, высокую стоимость обслуживания электрооборудования, а также высокий уровень опасности для жизни персонала обслуживающего электрохозяйство аммиачного производства.
Реконструкция системы электрооборудования и электрохозяйства аммиачного производства повысит эффективность и надежность этой системы вследствие:
- Повышения класса напряжения системы электроснабжения с 6 до 10 кВ;
- Применения сухих распределительных трансформаторов вместо масляных;
- Применения вакуумных выключателей вместо масляных;
- Применения комплектных ТП и РП.
Целью выпускной квалификационной работы является выполнение проекта реконструкции системы электрооборудования и электрохозяйства аммиачного производства химического завода.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи [3]:
- провести расчеты электрических нагрузок до и после реконструкции;
- перевести систему электрооборудования и электрохозяйства аммиачного производства с напряжения 6 кВ на 10 кВ;
- провести выбор высоковольтных электродвигателей;
- провести выбор распределительных трансформаторов, отдавая предпочтение сухим трансформаторам;
- провести выбор кабелей;
- провести расчет токов короткого замыкания;
- выполнить расчет заземления;
- провести выбор выключателей, отдавая предпочтение вакуумным
выключателям, выбор измерительных трансформаторов, отдавая предпочтение сухим трансформаторам с литой изоляцией и пониженными значениями потерь холостого хода и короткого замыкания.
Все предлагаемые в рамках выполнения ВКР проектные решения и мероприятия, направленные на повышение энергетической эффективности предприятия химической промышленности, относятся к техническим мероприятиям, т.е. мероприятиям, связанным с заменой оборудования или модернизацией системы электроснабжения. Методики оценки технико-экономических показателей предлагаемых в проекте технических мероприятий определены для учебного проектирования. Для оценки энергетической эффективности системы электроснабжения предприятия химической промышленности разработана методика на основании существующих нормативных актов в части энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
✅ Заключение
Представлены подробные результаты разработанного проекта, включающего в себя технические мероприятия по повышению энергетической эффективности аммиачного производства предприятия химической промышленности. Проект реконструкции электрической части системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия выполнен для предприятия, расположенного в городе Новомосковск, Московской области. Рассмотрена структура химического предприятия с описанием входящих в его состав производств. Даны характеристики объектов, относящихся к системе электроснабжения аммиачного производства, выбранного в качестве объекта выпускной квалификационной работы. Представлена структура системы
электроснабжения химического предприятия и определены
распределительные пункты (РП) относящиеся к объекту ВКР - аммиачному производству химического предприятия.
Выполнен подробный расчет электрических нагрузок для РП-5 системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия по выражениям (1) - (10). Составлена расчетная таблица 1, где определены все нагрузки элементов системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия и выполнен расчет нагрузок для всей системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия.
Для повышения энергетической эффективности системы электроснабжения химического предприятия выполнен расчетный анализ технических показателей системы электроснабжения при переводе ее с напряжения питания 6 кВ на напряжение 10 кВ. Данное техническое мероприятие позволит снизить ток в кабельных линиях, а также на шинах подстанций и распределительных пунктов; снизить сечение кабелей распределительной сети; снизить потери активной мощности в системе 72
электроснабжения аммиачного производства химического предприятия; снизить падение напряжения в линиях распределительной сети аммиачного производства химического предприятия.
Оценка эффективности внедрения указанного мероприятия выполнена путем определения потерь активной мощности и потерь напряжения при передаче мощности по однотипным кабельным линиям. Полученные потери мощности и напряжения для каждого номинального напряжения (6 кВ и 10 кВ) были сравнены между собой. Получено, что снижение потерь активной мощности в системе электроснабжения при переводе ее с напряжения 6 кВ на напряжение 10 кВ достигнет 36%, а снижение потерь напряжение достигнет 59,87%. Полученные значения позволяют сделать вывод о целесообразности проведения дальнейших расчетов проекта реконструкции системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия с более детальной оценкой технико-экономических показателей проекта реконструкции.
Выполнен подробный расчет электрических нагрузок системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия по выражениям (1) - (10). Составлена расчетная таблица 2 по аналогии с расчетной таблицей 1, где определены все нагрузки элементов системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия и выполнен расчет нагрузок для всей системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия. В уточненном расчете электрических нагрузок химического предприятия учтен перевод всей системы электроснабжения аммиачного производства на напряжение 10 кВ. Для подтверждения эффективности предлагаемого мероприятия выполнен уточненный расчет значения расчетного тока в наиболее загруженной кабельной линии при переводе на напряжение 10 кВ. Снижение тока в наиболее нагруженной линии согласно выражению (19) составило 42,86 % в относительных единицах и на 222,9 А в именованных единицах. Такое снижения тока в линиях позволит использовать кабели в распределительной 73
сети с меньшим сечением токоведущих жил, а также снизит потери электроэнергии в распределительной сети. Оценка потерь мощности и электроэнергии в системе электроснабжения будет оценена далее в рамках ВКР.
Определен перечень и паспортные данные высоковольтных электродвигателей подлежащих замене в системе электроснабжения аммиачного производства химического предприятия для повышения ее энергетической эффективности. Для каждого типа высоковольтного электрического двигателя определены типы механической нагрузки. Для замены выбраны высоковольтные асинхронные электрические двигатели серии ДА304 с номинальными мощностями от 210 до 1250 кВт. Выбраны два высоковольтных синхронных двигателя серии ДСВ с номинальными мощностями 1000 кВ. Выбраны два высоковольтных синхронных двигателя серии СТД мощность 1250 кВ. Также выбраны высоковольтные асинхронные электрические двигатели компании Siemens преимущественно с мощностью 1600 кВт и один двигатель мощностью 630 кВт.
Представлена методика выбора распределительных трансформаторов исходя из мощности потребителей с учетом потерь в трансформаторе. Представлен подробный расчет выбора трансформатора для ТП-67 химического предприятия по указанной методике. Для ТП-67 выбрано два распределительных трансформатора марки ТСЛ-630/10/0,4. Для всех остальных цеховых трансформаторных подстанций выбраны также трансформаторы марки ТСЛ (трансформатор сухой с литой изоляцией) производства АО «Группа СВЭЛ» с мощностями от 630 кВА до 1600 кВА.
Повышение энергоэффективности системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия потребовало перевода ее с напряжения 6 кВ на напряжение 10 кВ. При этом будет достигнуто снижение тока в кабельных линиях. Поэтому выбраны новые кабели системы электроснабжения. Для каждой кабельной линии определен способ
прокладки. Так как предприятие является химическим, то выбрана прокладка
74
в галереях либо на эстакадах, частично с одновременным размещением технологических трубопроводов, что снизит стоимость прокладки КЛ, а также повысит надежность функционирования КЛ.
Для реконструируемой системы электроснабжения выполнен расчет токов трехфазного и однофазного коротких замыканий на стороне 10 кВ. Все расчеты сведены в расчетную ведомость токов КЗ (таблица 9). Значения трехфазных и однофазных токов КЗ необходимы для оптимального выбора коммутационного оборудования и электрических аппаратов системы электроснабжения химического предприятия.
Выполнен расчет параметров необходимых для оптимального выбора электрических и коммутационных аппаратов системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия при проведении реконструкции и повышении энергетической эффективности. Для установки выбраны выключатели напряжением 10 кВ марки ВВУ-СЭЩ-10 кВ, измерительные трансформаторы тока типа ТОЛ-СЭЩ-10 кВ и измерительные трансформаторы напряжения марки НАЛИ-СЭЩ-10.
Представлена методика оценки технико-экономической эффективности проекта реконструкции системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия. Методика позволяет оценить разницу в стоимости потерь электрической энергии и активной мощности для варианта до реконструкции и варианта после реконструкции. Установлено, для кабельных сетей напряжением 10 кВ стоимость потерь активной мощности и электрической энергии будет ниже чем для существующей сети 6 кВ. За счет этой экономии можно получить существенную экономию денежных средств с параллельным получением более эффективной и надежной кабельной сети для системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия. Кроме того, методика включает в себя определение примерного срока окупаемости предлагаемых мероприятий. По представленной методике определения технико-экономической эффективности проекта представлен 75
подробный расчет для кабельной линии от ПГВ-3 до РП-3, так как данная кабельная линия является одной из наиболее нагруженных в системе электроснабжения аммиачного производства химического предприятия. Для
определения технико-экономических параметров при замене
трансформаторов на ТП выполнен подробный расчёт для ТП-68. Все остальные расчеты по представленной методике сведены в таблицы 13 и 15. По результатам расчета в таблицах 13 и 15 оперены сроки окупаемости. Для кабельных линий срок окупаемости составил 14 лет, а для трансформаторных подстанций 15,6 лет. Расчет срока окупаемости не учитывал рост тарифов на электрическую энергию, а также дополнительные расходы на содержание кабельной сети и трансформаторных подстанций, так как данные факторы характерны для обоих вариантов распределительной сети 6 кВ и 10 кВ.
Представлена методика оценки энергетической эффективности
системы электроснабжения аммиачного производства химического
предприятия. Методика оценки энергетической эффективности включает в
себя пять основных этапов. По результатам проведенных расчетов
установлено, что КПД распределительной сети аммиачного производства
химического предприятия составляет цР с = 0,98 2 или 98,2 %. Определенный
расчетным путем КПД распределительной сети несомненно является
достаточно высоким. Однако для окончательного определения
энергетической эффективности системы электроснабжения аммиачного
производства химического предприятия было определено количество классов
энергетической эффективности и значения показателей, соответствующих
каждому классу. Согласно определенной классификации для
реконструируемой системы электроснабжения класс энергетической
эффективности класс энергетической эффективности А++, что является
достаточно высоким классом энергетической эффективности согласно
представленной классификации. Величина относительных потерь
электрической энергии в системе электроснабжения аммиачного
производства химического предприятия составляет 1,7% от общего
76
потребления электрической энергии. Данный показатель является определяющим при оценке энергетической эффективности.
электроснабжения химического предприятия и определены
распределительные пункты (РП) относящиеся к объекту ВКР - аммиачному производству химического предприятия.
Выполнен подробный расчет электрических нагрузок для РП-5 системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия по выражениям (1) - (10). Составлена расчетная таблица 1, где определены все нагрузки элементов системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия и выполнен расчет нагрузок для всей системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия.
Для повышения энергетической эффективности системы электроснабжения химического предприятия выполнен расчетный анализ технических показателей системы электроснабжения при переводе ее с напряжения питания 6 кВ на напряжение 10 кВ. Данное техническое мероприятие позволит снизить ток в кабельных линиях, а также на шинах подстанций и распределительных пунктов; снизить сечение кабелей распределительной сети; снизить потери активной мощности в системе 72
электроснабжения аммиачного производства химического предприятия; снизить падение напряжения в линиях распределительной сети аммиачного производства химического предприятия.
Оценка эффективности внедрения указанного мероприятия выполнена путем определения потерь активной мощности и потерь напряжения при передаче мощности по однотипным кабельным линиям. Полученные потери мощности и напряжения для каждого номинального напряжения (6 кВ и 10 кВ) были сравнены между собой. Получено, что снижение потерь активной мощности в системе электроснабжения при переводе ее с напряжения 6 кВ на напряжение 10 кВ достигнет 36%, а снижение потерь напряжение достигнет 59,87%. Полученные значения позволяют сделать вывод о целесообразности проведения дальнейших расчетов проекта реконструкции системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия с более детальной оценкой технико-экономических показателей проекта реконструкции.
Выполнен подробный расчет электрических нагрузок системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия по выражениям (1) - (10). Составлена расчетная таблица 2 по аналогии с расчетной таблицей 1, где определены все нагрузки элементов системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия и выполнен расчет нагрузок для всей системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия. В уточненном расчете электрических нагрузок химического предприятия учтен перевод всей системы электроснабжения аммиачного производства на напряжение 10 кВ. Для подтверждения эффективности предлагаемого мероприятия выполнен уточненный расчет значения расчетного тока в наиболее загруженной кабельной линии при переводе на напряжение 10 кВ. Снижение тока в наиболее нагруженной линии согласно выражению (19) составило 42,86 % в относительных единицах и на 222,9 А в именованных единицах. Такое снижения тока в линиях позволит использовать кабели в распределительной 73
сети с меньшим сечением токоведущих жил, а также снизит потери электроэнергии в распределительной сети. Оценка потерь мощности и электроэнергии в системе электроснабжения будет оценена далее в рамках ВКР.
Определен перечень и паспортные данные высоковольтных электродвигателей подлежащих замене в системе электроснабжения аммиачного производства химического предприятия для повышения ее энергетической эффективности. Для каждого типа высоковольтного электрического двигателя определены типы механической нагрузки. Для замены выбраны высоковольтные асинхронные электрические двигатели серии ДА304 с номинальными мощностями от 210 до 1250 кВт. Выбраны два высоковольтных синхронных двигателя серии ДСВ с номинальными мощностями 1000 кВ. Выбраны два высоковольтных синхронных двигателя серии СТД мощность 1250 кВ. Также выбраны высоковольтные асинхронные электрические двигатели компании Siemens преимущественно с мощностью 1600 кВт и один двигатель мощностью 630 кВт.
Представлена методика выбора распределительных трансформаторов исходя из мощности потребителей с учетом потерь в трансформаторе. Представлен подробный расчет выбора трансформатора для ТП-67 химического предприятия по указанной методике. Для ТП-67 выбрано два распределительных трансформатора марки ТСЛ-630/10/0,4. Для всех остальных цеховых трансформаторных подстанций выбраны также трансформаторы марки ТСЛ (трансформатор сухой с литой изоляцией) производства АО «Группа СВЭЛ» с мощностями от 630 кВА до 1600 кВА.
Повышение энергоэффективности системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия потребовало перевода ее с напряжения 6 кВ на напряжение 10 кВ. При этом будет достигнуто снижение тока в кабельных линиях. Поэтому выбраны новые кабели системы электроснабжения. Для каждой кабельной линии определен способ
прокладки. Так как предприятие является химическим, то выбрана прокладка
74
в галереях либо на эстакадах, частично с одновременным размещением технологических трубопроводов, что снизит стоимость прокладки КЛ, а также повысит надежность функционирования КЛ.
Для реконструируемой системы электроснабжения выполнен расчет токов трехфазного и однофазного коротких замыканий на стороне 10 кВ. Все расчеты сведены в расчетную ведомость токов КЗ (таблица 9). Значения трехфазных и однофазных токов КЗ необходимы для оптимального выбора коммутационного оборудования и электрических аппаратов системы электроснабжения химического предприятия.
Выполнен расчет параметров необходимых для оптимального выбора электрических и коммутационных аппаратов системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия при проведении реконструкции и повышении энергетической эффективности. Для установки выбраны выключатели напряжением 10 кВ марки ВВУ-СЭЩ-10 кВ, измерительные трансформаторы тока типа ТОЛ-СЭЩ-10 кВ и измерительные трансформаторы напряжения марки НАЛИ-СЭЩ-10.
Представлена методика оценки технико-экономической эффективности проекта реконструкции системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия. Методика позволяет оценить разницу в стоимости потерь электрической энергии и активной мощности для варианта до реконструкции и варианта после реконструкции. Установлено, для кабельных сетей напряжением 10 кВ стоимость потерь активной мощности и электрической энергии будет ниже чем для существующей сети 6 кВ. За счет этой экономии можно получить существенную экономию денежных средств с параллельным получением более эффективной и надежной кабельной сети для системы электроснабжения аммиачного производства химического предприятия. Кроме того, методика включает в себя определение примерного срока окупаемости предлагаемых мероприятий. По представленной методике определения технико-экономической эффективности проекта представлен 75
подробный расчет для кабельной линии от ПГВ-3 до РП-3, так как данная кабельная линия является одной из наиболее нагруженных в системе электроснабжения аммиачного производства химического предприятия. Для
определения технико-экономических параметров при замене
трансформаторов на ТП выполнен подробный расчёт для ТП-68. Все остальные расчеты по представленной методике сведены в таблицы 13 и 15. По результатам расчета в таблицах 13 и 15 оперены сроки окупаемости. Для кабельных линий срок окупаемости составил 14 лет, а для трансформаторных подстанций 15,6 лет. Расчет срока окупаемости не учитывал рост тарифов на электрическую энергию, а также дополнительные расходы на содержание кабельной сети и трансформаторных подстанций, так как данные факторы характерны для обоих вариантов распределительной сети 6 кВ и 10 кВ.
Представлена методика оценки энергетической эффективности
системы электроснабжения аммиачного производства химического
предприятия. Методика оценки энергетической эффективности включает в
себя пять основных этапов. По результатам проведенных расчетов
установлено, что КПД распределительной сети аммиачного производства
химического предприятия составляет цР с = 0,98 2 или 98,2 %. Определенный
расчетным путем КПД распределительной сети несомненно является
достаточно высоким. Однако для окончательного определения
энергетической эффективности системы электроснабжения аммиачного
производства химического предприятия было определено количество классов
энергетической эффективности и значения показателей, соответствующих
каждому классу. Согласно определенной классификации для
реконструируемой системы электроснабжения класс энергетической
эффективности класс энергетической эффективности А++, что является
достаточно высоким классом энергетической эффективности согласно
представленной классификации. Величина относительных потерь
электрической энергии в системе электроснабжения аммиачного
производства химического предприятия составляет 1,7% от общего
76
потребления электрической энергии. Данный показатель является определяющим при оценке энергетической эффективности.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.