📄Работа №210027
Тема: Проектирование насосной станции производственно-противопожарного и хозяйственно-питьевого водоснабжения
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Электротехника
Объем:
87 листов
Год:
2021
Просмотров:
43
5870
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
АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ТРЕБОВАНИЯ К НАСОСНОЙ СТАНЦИИ 8
1.1 Технологические требования к станции 8
2 ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ 10
3 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ СТАНЦИИ 13
3.1 Выбор насосного агрегата 14
3.2 Выбор преобразователя частоты 16
3.3 Выбор ПЛК 19
3.4 Выбор приборов КИПиА 26
4 НАСТРОЙКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ 36
4.1 Описание графического терминала 36
4.2 Настройка преобразователя частоты 39
5 ОПИСАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ 42
5.1 Режимы работы 42
5.2 Ручной режим работы 42
5.3 Автоматический режим работы 42
5.4 Производственное водоснабжение 43
5.5 Противопожарное водоснабжение 44
5.6 Смена режимов работы 45
5.7 Управление задвижками наполнения резервуаров технической
воды 46
5.8 Управление хозяйственно-питьевым насосом 47
6 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА 48
6.1 Алгоритм распределения ролей насосов 48
6.2 Формирование сигнала на запуск водоснабжения 48
6.3 Управление режимом водоснабжения 50
6.4 Управление группой водоснабжения 51
6.5 Формирование сигнала на запуск пожаротушения 54
6.6 Управление пожаротушением 56
6.7 Управление группой пожаротушения 59
6.8 ПИД регулятор 62
6.9 Алгоритм управления и диагностики преобразователей
частоты 62
6.10 Перечень входных и выходных сигналов 63
7 РАБОТА С ПАНЕЛЬЮ ОПЕРАТОРА 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 77
ПРИЛОЖЕНИЕ А 79
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 80
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ТРЕБОВАНИЯ К НАСОСНОЙ СТАНЦИИ 8
1.1 Технологические требования к станции 8
2 ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ 10
3 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ СТАНЦИИ 13
3.1 Выбор насосного агрегата 14
3.2 Выбор преобразователя частоты 16
3.3 Выбор ПЛК 19
3.4 Выбор приборов КИПиА 26
4 НАСТРОЙКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ 36
4.1 Описание графического терминала 36
4.2 Настройка преобразователя частоты 39
5 ОПИСАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ 42
5.1 Режимы работы 42
5.2 Ручной режим работы 42
5.3 Автоматический режим работы 42
5.4 Производственное водоснабжение 43
5.5 Противопожарное водоснабжение 44
5.6 Смена режимов работы 45
5.7 Управление задвижками наполнения резервуаров технической
воды 46
5.8 Управление хозяйственно-питьевым насосом 47
6 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА 48
6.1 Алгоритм распределения ролей насосов 48
6.2 Формирование сигнала на запуск водоснабжения 48
6.3 Управление режимом водоснабжения 50
6.4 Управление группой водоснабжения 51
6.5 Формирование сигнала на запуск пожаротушения 54
6.6 Управление пожаротушением 56
6.7 Управление группой пожаротушения 59
6.8 ПИД регулятор 62
6.9 Алгоритм управления и диагностики преобразователей
частоты 62
6.10 Перечень входных и выходных сигналов 63
7 РАБОТА С ПАНЕЛЬЮ ОПЕРАТОРА 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 77
ПРИЛОЖЕНИЕ А 79
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 80
📖 Аннотация
В данной работе выполнено комплексное проектирование насосной станции, предназначенной для обеспечения производственно-противопожарного и хозяйственно-питьевого водоснабжения. Актуальность исследования обусловлена необходимостью создания надежных, энергоэффективных и автоматизированных систем водоснабжения, отвечающих современным требованиям промышленной безопасности и ресурсосбережения. Основными результатами стали подбор и обоснование технологического оборудования, включая насосные агрегаты Grundfos для различных целей, а также разработка системы автоматизации на базе программируемого логического контроллера SIMATIC S7-1200, преобразователя частоты Altivar Process и панели оператора KTP700. Были разработаны функциональная схема, алгоритмы управления, реализованные в среде TIA Portal, и методика ввода в эксплуатацию частотного преобразователя. Научная значимость работы заключается в системном подходе к проектированию, объединяющему гидравлические расчеты и разработку программно-аппаратного комплекса автоматики. Практическая ценность состоит в создании готового к реализации проекта, обеспечивающего автоматический режим работы станции с мониторингом ключевых параметров. Теоретической основой послужили исследования в области энергосберегающего привода (Б.С. Лезнов), вопросы энергоэффективности насосных установок, а также современные данные по приборам КИПиА и автоматическим системам управления.
📖 Введение
Насосо м называется гидравлическая машина, которая создает перемещение жидкости при сообщении ей энергии. Насос вместе с электроприводом и передаточным механизмом является насосным агрегатом. Оборудование, обеспечивающее работу насосов в нужном режиме, состоящее из одного или нескольких насосных агрегатов, трубопроводов различной арматуры управления и защиты, является насосной установкой.
Основными параметрами, характеризующими режим работы насосной установки, являются давление и подача. Давлением называют разность удельных энергий жидкости в напорном и всасывающем патрубках насоса, необходимая для подъема жидкости на заданную высоту и для преодоления сил трения в трубопроводе. Подача - это объем жидкости, который перекачивается насосной установкой за единицу времени.
Режим работы насосной установки — это определенный порядок работы оборудования насоса в соответствии с изменяющимися условиями работы системы в целом.
В зависимости от рода перекачиваемой жидкости и ее назначения, насосные установки подразделяют на водопроводные, канализационные, мелиоративные, теплофикационные, нефтеперекачивающие и другие.
На тепловых электростанциях насосные установки используют для выполнения разных технологических задач по выработке тепловой и электрической энергии. Питательные насосы подают воду в котельные; конденсационные - перекачивают отработанный в турбине пар, который в последствии превращается в воду, конденсат, в деаэратор; циркуляционные насосы обеспечивают непрерывное снабжение охлаждающей воды градирни и брызгальные бассейны через конденсаторы и охлаждающие устройства.
Большое распространение получили насосные установки в транспортировке нефтепродуктов, строительном производстве, а также в горнорудной промышленности.
Насосные станции состоят из одного или нескольких насосных агрегатов, которых может быть до 20. Если в состав установки входят больше двух агрегатов, напорные и всасывающие линии насосов связывают между собой напорными и всасывающими коллекторами соответственно.
Насосы, их приводы и трубопроводы с регулирующей запорной арматурой относятся к основному оборудованию насосной установки.
В современных насосных установках самыми распространенными стали центробежные насосы.
- Схема одноступенчатого центробежного насоса с односторонним выходом
Изм. Лист № докум. Подпись Дат
Пример центробежного насоса представлен на рисунке 1. Внутри неподвижного спирального корпуса 1 на валу 3 находится рабочее колесо 2, которое состоит из двух дисков, между которыми находятся лопасти 4. Корпус насоса соединяется с всасывающим 5 и напорным трубопроводами 6.
Если жидкостью наполнить корпус насоса и все его всасывающие трубопроводы, а затем заставить вращаться рабочее колесо, то и сама жидкость придет во вращение. Создавая большое давление на периферии, центробежные силы перемещают жидкость в зону большего давления, а в центре насоса давление разрежено. За счет такой разности давлений жидкость поступает в напорный трубопровод. Таким образом реализуется непрерывная подача жидкости насосом [1].
Существуют разные классификации центробежных насосов:
1) по количеству выходов подразделяются на односторонние и двухсторонние;
2) могут быть с одним рабочим колесом (одноступенчатые) и с несколькими (многоступенчатые);
3) в зависимости от расположения вала - горизонтальные и вертикальные.
Основные рабочие характеристики определяются через их характеристики - зависимости напора Н, мощности N, коэффициента полезного действия ц и допустимой вакуумметрической высоты всасывания Нд°п (или кавитационного запаса Д^доп) от подачи насоса Q при определенной частоте вращения n рабочего колеса диаметром D.
Внутренние трубопроводы насосных станций выполняются из стальных труб, соединение которых выполняется с помощью сварки. Трубопроводной арматурой служат различные задвижки, затворы, обратные клапаны.
Режимы работы в основном зависят от режимов водопотребления и притока сточной жидкости, которые в свою очередь зависят от климата, природных условий, режимов работы предприятий и организаций города, культурных мероприятий и содержания их программ.
Режим водопотребления - режим, которых характеризующийся суточными, недельными и другими подобными графиками работы.
Для изучения режимов работы неудобно пользоваться суточными графиками, т. к. они существенно отличаются в зависимости от дня недели, времени года и т.д.
При стабильном водопотреблении насосные установки работают с постоянными напором H и подачей Q. С ростом водопотребления подачу необходимо увеличить и подачу, при этом увеличиваются потери давления в трубах, а значит нужно увеличить и давление, развиваемое насосом. И наоборот, с уменьшением водопотребления - уменьшаем подачу и давление. В настоящее время это регулирование осуществляется за счет регулирования частоты вращения рабочих колес с помощью регулируемого электропривода [2].
Основными параметрами, характеризующими режим работы насосной установки, являются давление и подача. Давлением называют разность удельных энергий жидкости в напорном и всасывающем патрубках насоса, необходимая для подъема жидкости на заданную высоту и для преодоления сил трения в трубопроводе. Подача - это объем жидкости, который перекачивается насосной установкой за единицу времени.
Режим работы насосной установки — это определенный порядок работы оборудования насоса в соответствии с изменяющимися условиями работы системы в целом.
В зависимости от рода перекачиваемой жидкости и ее назначения, насосные установки подразделяют на водопроводные, канализационные, мелиоративные, теплофикационные, нефтеперекачивающие и другие.
На тепловых электростанциях насосные установки используют для выполнения разных технологических задач по выработке тепловой и электрической энергии. Питательные насосы подают воду в котельные; конденсационные - перекачивают отработанный в турбине пар, который в последствии превращается в воду, конденсат, в деаэратор; циркуляционные насосы обеспечивают непрерывное снабжение охлаждающей воды градирни и брызгальные бассейны через конденсаторы и охлаждающие устройства.
Большое распространение получили насосные установки в транспортировке нефтепродуктов, строительном производстве, а также в горнорудной промышленности.
Насосные станции состоят из одного или нескольких насосных агрегатов, которых может быть до 20. Если в состав установки входят больше двух агрегатов, напорные и всасывающие линии насосов связывают между собой напорными и всасывающими коллекторами соответственно.
Насосы, их приводы и трубопроводы с регулирующей запорной арматурой относятся к основному оборудованию насосной установки.
В современных насосных установках самыми распространенными стали центробежные насосы.
- Схема одноступенчатого центробежного насоса с односторонним выходом
Изм. Лист № докум. Подпись Дат
Пример центробежного насоса представлен на рисунке 1. Внутри неподвижного спирального корпуса 1 на валу 3 находится рабочее колесо 2, которое состоит из двух дисков, между которыми находятся лопасти 4. Корпус насоса соединяется с всасывающим 5 и напорным трубопроводами 6.
Если жидкостью наполнить корпус насоса и все его всасывающие трубопроводы, а затем заставить вращаться рабочее колесо, то и сама жидкость придет во вращение. Создавая большое давление на периферии, центробежные силы перемещают жидкость в зону большего давления, а в центре насоса давление разрежено. За счет такой разности давлений жидкость поступает в напорный трубопровод. Таким образом реализуется непрерывная подача жидкости насосом [1].
Существуют разные классификации центробежных насосов:
1) по количеству выходов подразделяются на односторонние и двухсторонние;
2) могут быть с одним рабочим колесом (одноступенчатые) и с несколькими (многоступенчатые);
3) в зависимости от расположения вала - горизонтальные и вертикальные.
Основные рабочие характеристики определяются через их характеристики - зависимости напора Н, мощности N, коэффициента полезного действия ц и допустимой вакуумметрической высоты всасывания Нд°п (или кавитационного запаса Д^доп) от подачи насоса Q при определенной частоте вращения n рабочего колеса диаметром D.
Внутренние трубопроводы насосных станций выполняются из стальных труб, соединение которых выполняется с помощью сварки. Трубопроводной арматурой служат различные задвижки, затворы, обратные клапаны.
Режимы работы в основном зависят от режимов водопотребления и притока сточной жидкости, которые в свою очередь зависят от климата, природных условий, режимов работы предприятий и организаций города, культурных мероприятий и содержания их программ.
Режим водопотребления - режим, которых характеризующийся суточными, недельными и другими подобными графиками работы.
Для изучения режимов работы неудобно пользоваться суточными графиками, т. к. они существенно отличаются в зависимости от дня недели, времени года и т.д.
При стабильном водопотреблении насосные установки работают с постоянными напором H и подачей Q. С ростом водопотребления подачу необходимо увеличить и подачу, при этом увеличиваются потери давления в трубах, а значит нужно увеличить и давление, развиваемое насосом. И наоборот, с уменьшением водопотребления - уменьшаем подачу и давление. В настоящее время это регулирование осуществляется за счет регулирования частоты вращения рабочих колес с помощью регулируемого электропривода [2].
✅ Заключение
В данной работе была спроектирована насосная станция производственнопротивопожарного и хозяйственно-питьевого водоснабжения. В ходе работы были подобраны следующие элементы: насосный агрегат Grundfos NB 100315/269 для пожаротушения, Grundfos MQ 3-35 0,85кВт, для нужд водоснабжения, преобразователь частоты Altivar Process ATV600 ATV630C11N4, программируемый логический контроллер SIMATIC S7-1200 CPU 1214C, интерфейсный модуль IM155-6 PN ST, панель оператора KTP700, коммуникационный модуль CSM 1277, коммуникационный модуль CM 1241 а также приборы КИПиА и оборудование, входящее в шкаф автоматизации. Вся элементная база была подобрана исходя из сформулированного технического задания, включающего в себя требования к технологическому оборудованию, а также требования к системе автоматизации.
Для преобразователя частоты была разработана методика ввода в эксплуатацию преобразователя при первом запуске прибора, в которую входит настройка параметров для управления самим преобразователем, а также для мониторинга его состояния.
В разделе автоматизации был разработан шкаф автоматики, обеспечивающий работу станции в автоматическом режиме. Также был разработан алгоритм управления станцией согласно техническому заданию. Алгоритм работы станции реализован посредством лестничных диаграмм, написанных в программной среде TIA Portal 16. Для обеспечения мониторинга и настройки логики работы станции были сформированы экраны сенсорной панели оператора.
Для преобразователя частоты была разработана методика ввода в эксплуатацию преобразователя при первом запуске прибора, в которую входит настройка параметров для управления самим преобразователем, а также для мониторинга его состояния.
В разделе автоматизации был разработан шкаф автоматики, обеспечивающий работу станции в автоматическом режиме. Также был разработан алгоритм управления станцией согласно техническому заданию. Алгоритм работы станции реализован посредством лестничных диаграмм, написанных в программной среде TIA Portal 16. Для обеспечения мониторинга и настройки логики работы станции были сформированы экраны сенсорной панели оператора.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.