Giới thiệu chung về nhà máy đồng hồ chính xác 1

Trang Đồ án Tốt nghiệp Trờng đại học Bách khoa Hà nội Khoa điện Bộ môn hệ thống điện -o0o - Đồ án THIết Kế tốt nghiệp Giáo viên hớng dẫn sinh viên thực Hà nội, Tháng : PGS -Ts Trần Lợi năm Chơng I Giới thiệu chung nhà máy đồng hồ xác I Loại ngành nghề, qui mô lực nhà máy: 1.1: Loại ngành nghề Ngành Cơ khí đóng vai trò quan trọng nghiệp công nghiệp hoá đại hoá nớc ta Trong phải kể đến nhà máy Đồng hồ xác có nhiệm vụ sản xuất loại đồng hồ xác để phục vụ cho công tác đo lờng cần có độ xác cao, đặc biệt điều kiện nớc ta nay, Nhà máy Đồng hồ xác đà góp phần lớn cho nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá Trang Đồ án Tốt nghiệp Trong nhà máy Đồng hồ xác có nhiều hệ thống máy móc khác đa dạng, phong phú phức tạp, loại máy đảm nhiệm chức khác dây truyền sản xuất nhng chúng lại có liên quan chặt chẽ với tạo dây truyền sản xuất khép kín Các hệ thống máy móc có tính công nghệ cao đại việc cung cấp điện cho nhà máy Đồng hồ xác phải đảm bảo chất lợng điện đạt đợc độ tin cậy cao 1.2 Qui mô, lực nhà máy: a/Giới thiệu tổng mặt nhà máy Nhà máy Đồng hồ xác có tổng diện tích mặt 156750 m bao gồm phận hành ban quản lý, phân xởng khí, phân xởng dập, phân xởng lắp ráp số 1, phân xởng lắp ráp số 2, phân xởng sửa chữa khí, phòng thí nghiệm trung tâm, phân xởng chế thử, phận KCS, kho thành phẩm, trạm bơm khu nhà xe Các phận phân xởng đợc xây dựng tơng đối liền với tổng công suất dự kiến 10 MW -Công suất đặt diện tích phân xởng đợc thống kê bảng sau: TT tên phân xởng diện tích ( m2) công suất đặt (kW ) Phân xởng khí 2250 1800 Phân xởng dập 2025 1500 Phân xởng lắp ráp số 2675 900 Phân xởng lắp ráp số 2475 1200 Phân xởng sửa chữa khí 1321 Theo tính toán Phòng thí nghiệm trung tâm 1000 160 Phân xởng chế thử 1625 500 Trạm bơm 1575 120 Bộ phận hành Ban quản lý 2637 50 10 Bé phËn KCS vµ kho thµnh phÈm 2812 470 11 Khu nhà xe 4125 41,25 12 Phụ tải chiếu sáng phân xởng 24520 245,2 Tính toán chiếu sáng sơ cho phân xởng, phơng pháp tính cần xác định đợc công xuất ánh sáng đơn vị diện tích (w/m2 ) Ta có Ptổng = P.S (w) Trong : P công suất đơn vị mét vuông (w/m2) S diện tích cần chiếu sáng Với P = 10w/m2 ; S = 24520 m2 Ta cã P = 10 24520 = 245200 w = 245,2Kw b/ Giíi thiƯu vỊ tèng s¶n lợng dự kiến SX năm Sản lợng nhà máy sản xuất năm , với giá thành dự tính cho sản phẩm = 150.000 đồng Sản lợng nhà máy sản xuất năm 500.000 sản phẩm.Với giá thành cho sản phẩm =150.000 đồng c/ Tổng công suất điện dự kiến nhà máy:10 MW Đồ án Tốt nghiệp Trang 3-1 Dù kiÕn vỊ tỉng doanh thu hµng năm mức độ phát triển tơng lai a/ Doanh thu sản phẩm nhà máy: Bt =50.000 x 150.000 = 75 tỷ/năm b/ Doanh thu sản phẩm phụ nhà máy: Doanh thu sản phẩm phụ nhà máy theo dự kiến 2/100 x 75 tỷ =1,5 tỷ/ năm Tổng doanh thu nhà máy: 75 tỷ + 1,5 tỷ= 76,5 tỷ đồng/năm c/ Mức dự kiến phát triển Dự kiến tơng lai nhà máy Đồng hồ xác mở rộng thay thiết bị, máy móc tiên tiến cho phù hợp để sản xuất nhiều sản phẩm có chất lợng cao phù hợp với phát triền toàn xà hội,dự kiến mức độ phát triển 5%/năm Do sản phẩm tăng: 500.000 x 5% = 25000 Doanh thu tăng 5% năm = 76,5 x 5% = 3,83 tû II Giíi thiƯu c¸c qui trình công nghệ nhà máy 2.1 Qui trình công nghệ chi tiết a/ Bản vẽ tóm tắt qui trình công nghệ : b/ Chức khối dây truyền công nghệ nhà máy: - Giai đoạn trình công nghệ giai đoạn tạo phôi, nguyên liệu chủ yếu nhà máy kim loại đen nh gang thép, sử dụng phần nhỏ kim loại màu nh đồng, nhôm - Kim loại đợc vào nấu chảy đúc phôi, phôi đợc làm đất cát, búa máy chạy khí nén Phôi sau đợc làm sạch, cắt bỏ phần thừa, đầu ngót, ba via, đợc đa sang cắt gọt kim loại rèn dập để tiếp tục trình tạo phôi trình có nhiều máy móc công cụ nh: tiện, phay, bào gọt, mài, khoan, doa với cỡ khác Các loại máy móc làm việc riêng biệt làm việc dây truyền tự động Thông thờng phân xởng gia công cắt gọt phân xởng chủ yếu nhà máy khí chế tạo máy chi tiết máy đợc hoàn thiện đa sang trình lắp ráp - Một số chi tiết máy chịu mài mòn nh loại bánh răng, trục máy, sau công đoạn gia công cắt gọt phải qua gia công nhiệt luyện nh tôi, ram, ủ Công đoạn thờng dùng lò tôi, ram, lò cao tần - Sau gia công nhiệt luyện chi tiết máy đợc tiến hành gia công xác lần cuối Sau mang lắp ráp tiến hành thí nghiệm chạy thử qua phận KCS kiểm nghiệm chất lợng sản phẩm - Phân xởng sửa chữa khí có nhiệm vụ sửa chữa thiết bị cho toàn nhà máy - Ban quản lý phòng thiết kế đạo chung cho toàn nhà máy c /Mức độ tin cậy cần thiết để đảm bảo cho qui trình vận hành tốt Đồ án Tốt nghiệp Trang - Để cho trình Đồng hồ xác nhà máy đảm bảo tốt việc cung cấp điện cho toàn nhà máy phận quan trọng nh: Phân xởng khí gia công chi tiết, phân xởng dập, phân xởng sửa chữa khí phải đảm bảo chất lợng đạt độ tin cậy cao - Theo qui trình công nghệ nhà máy việc ngừng cung cấp điện nhà máy ảnh hởng đến chất lợng số lợng sản phẩm, gây thiệt hại kinh tế Vì theo Qui phạm trang bị điện nhà máy Đồng hồ xác đợc xếp vào hộ tiêu thụ loại II Giới thiệu phụ tải điện toàn nhà máy 3.1 Các đặc điểm phụ tải điện - Phụ tải điện nhà máy công nghiệp phân làm hai loại phụ tải: + Phụ tải động lực + Phụ tải chiếu sáng - Phụ tải động lực thờng có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến thiết bị 380/220V , công suất chúng nằm dải từ đến hàng chục Kw đợc cung cấp dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp f=50Hz - Phụ tải chiếu sáng thờng phụ tải pha , công suất không lớn Phụ tải chiếu sáng phẳng, thay đổi thờng dùng dòng điện xoay chiều tần số f=50Hz 3.2 Các yêu cầu cung cấp điện nhà máy - Căn theo qui trình công nghệ sản xuất nhà máy đặc điểm thiết bị, máy móc phân xởng ta thấy tỷ lệ phần trăm phụ tải loại II lớn phụ tải loại III, nhà máy đợc đánh giá hộ phụ tải loại II việc cung cấp điện yêu cầu phải đợc đảm bảo liên tục Phạm vi đề tài - Đây loại đề tài thiết kế tốt nghiệp nhng thời gian có hạn nên việc tính toán xác tỷ mỉ cho công trình khối lợng lớn đòi hỏi thời gian dài ,do ta tính toán chọn cho hạng mục quan trọng công trình - Sau nội dung mà thiết kế đề cập : + Thiết kế mạng điện phân xởng + Thiết kế mạng điện nhà máy + Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện nhà máy + Tính toán nối đất cho trạm biến áp phân xởng + Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sữa chữa khí Đồ án Tốt nghiệp Trang chơng II xác định phụ tải tính toán phân xởng toàn nhà máy I Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sữa chữa khí I.1-Phân loại phân nhóm phụ tải điện phân xởng sữa chữa khí - Các thiết bị điện làm việc chế độ dài hạn - Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau : + Các thiết bị nhóm nên có chế độ làm việc + Các thiết bị nhóm nên gần tránh trồng chéo giảm chiều dài dây dẫn hạ áp + Công suất thiết bị nhóm nên cân đối để khỏi chênh lệch nhóm nhằm giảm chủng loại tủ động lực + Số lợng thiết bị nhóm không nên bố trí nhiều tủ động lực đợc chế tạo thờng không lộ - Căn vào vị trí , công suất máy công cụ bố trí mặt xởng ta chia làm nhóm thiết bị (phụ tải ) nh sau : Bộ phËn dông cô: + Nhãm : 12; 12; 13; 13; 13; 17; 17; 10; 8; 20; 29 + Nhãm : 2; 2; 2; 3; 3; 4; 4; 5; 14 + Nhãm : 1; 6; 7; 9; 9; 16; 18; 28; 19 + Nhãm 4: 7; 15; 21; 22; 23; 27; 32; 33 + Nhãm : 11; 24; 31; 34; 45; 48; 50; 51 + Nhãm 6: 43; 43; 44; 46; 47; 49; 50; 52; 53; 54 - Bảng công suất đặt tổng nhóm: B 1-1 Nhãm phơ t¶i C«ng st 58,2 59,5 58,0 70 65,8 52,5 tỉng (kW) Bảng 2-2: Bảng phân nhóm thiết bị điện phân xởng sửa chữa khí Ký hiệu Công T Số lTên nhóm tên thiết bị mặt suất đặt Ghi T ợng (kW) Nhóm Đồ ¸n Tèt nghiÖp Máy bào ngang Máy xọc Máy khoan hớng tâm Máy phay đứng Máy phay ngang Máy mài Ca máy Cộng nhóm Nhóm Máy tiện tự động Máy tiện tự động 10 Máy tiện tự động 11 Máy tiện tự động 12 Máy xọc Trang 10 12 13 17 10 20 29 1 1 10 8,4 1,7 7,0 1,8 2,8 1,7 58,2 14 2 1 5,1 14 5,6 2,2 2,8 59,5 16 18 28 19 1 1 1 4,5 1,7 3,4 14 4,5 1,35 5,6 58,05 15 21 22 23 27 32 33 1 1 1 1 3,4 4,5 2,8 0,65 0,65 25,5 30 70 11 24 31 34 1 1 2,2 1,7 30 10 Céng nhãm 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Nhãm M¸y tiện ren Máy tiện rê vôn ve Máy phay vạn Máy phay đứng Máy doa ngang Máy mài phẳng Ca tay Máy mài tròn Cộng theo nhóm Nhóm Máy phay vạn Máy khoan vạn Máy mài dao cắt gọt Máy mài sắc vạn Máy khoan bàn Máy mài phá Lò điện kiểu đứng Lò ®iƯn kiĨu bĨ Céng theo nhãm Nhãm M¸y mài Máy ép kiểu trục khuỷu Lò điện kiểu buồng Bể điện phân Đồ án Tốt nghiệp Trang 11 33 34 35 36 Máy tiện ren Máy phay Máy bào ngang Máy mài tròn Cộng theo nhóm Nhóm 37 M¸y tiƯn ren M¸y tiƯn ren 38 39 Máy phay vạn 40 Máy phay vạn 41 Máy xọc 42 Máy bào ngang 43 Máy khoan đứng 44 Máy nén khí 45 Quạt Cộng theo nhóm Tổng công suất phụ tải động lực toàn phân xởng 45 48 50 51 1 1 4,5 2,8 7,6 7,0 65,8 43 44 46 47 49 50 52 53 54 1 1 1 1 10 10 2,8 2,8 2,8 7,6 1,8 10 3,2 58 369,55 I.2 - Giới thiệu phơng pháp tính phụ tải tính toán: a- Khái niệm phụ tải tính toán : Phụ tải tính toán phụ tải thực, cần thiết cho việc chọn trang thiết bị CCĐ trạng thái vận hành hệ thống CCĐ Trong thực tế vận hành chế độ dài hạn ngời ta muốn phụ tải thực tế không gây phát nóng cho trang thiết bị CCĐ ( dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt v.v ), chế độ ngắn hạn không đợc gây tác động cho thiết bị bảo vệ ( ví dụ chế độ khởi động phụ tải cầu chì thiết bị bảo vệ khác không đợc cắt) Nh phụ tải tính toán thực chất phụ tải giả thiết tơng đơng với phụ tải thực tế vài phơng diện Trong thực tế thiết kế ngời ta thờng quan tâm đến hai yếu tố phụ tải gây phát nóng tổn thất tồn hai loại phụ tải tính toán cần phải đợc xác định: Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất - Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài, không đổi tơng đơng với phụ tải thực tế, biến thiên hiệu nhiệt lớn - Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất: (thờng gọi phụ tải đỉnh nhọn) Là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất thời gian ngắn từ đến giây, chúng cha gây phát nóng cho trang thiết bị nhng lại gây tổn thất làm nhẩy bảo vệ làm đứt cầu chì Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thờng xuất khởi động động đóng cắt thiết bị điện khác b- Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán: Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại: Công thức tính : Ptt =Km Ptb =Km Ksd Pđm (2 1) Trong : Trang 12 Đồ án Tốt nghiệp Pđmi: Công suất định mức phụ tải Kmax: Hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoá T= 30 phút Ksd :Hệ số sử dụng công suất phụ tải Phơng pháp thờng đợc dùng để tính toán phụ tải cho nhóm phụ tải, cho tủ động lực toàn phân xởng Nó cho kết xác nhng đòi hỏi lợng thông tin đầy đủ phụ tải nh: chế độ làm việc phụ tải, công suất đặt phụ tải, số lợng thiết bị nhóm (Ksdi, Pđmi, Cos )) 2/ Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình độ lệch trung bình bình phơng Theo phơng pháp này: Ptt = Ptb   tb (2-2) Trong ®ã : Ptb - Phụ tải trung bình đồ thị nhóm phụ tải - Bộ số thể mức tán xạ tb - Độ lệch đồ thị nhóm phụ tải Phơng pháp thờng đợc dùng để tính toán phụ tải cho nhóm thiết bị phân xởng toàn xí nghiệp Tuy nhiên phơng pháp đợc dùng tính toán thiết kế đòi hỏi nhiều thông tin phụ tải mà phù hợp với hệ thống vận hành 3) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số hình dạng: Theo phơng pháp này: Ptt = Khd Ptb Qtt = Khdq Qtb hc Qtt = Ptt tg (2-3) (2-4) Trong đó: Ptb ; Qtb - Phụ tải tác dụng phản kháng trung bình ca mang tải lớn Khd ; Khdq - Hệ số hình dạng (tác dụng phản kháng) đồ thị phụ tải Phơng pháp áp dụng để tính phụ tải tính toán tủ phân phối phân xởng hạ áp trạm biến áp phân xởng Phơng pháp đợc dùng tính toán thiết kế yêu cầu có đồ thị nhóm phụ tải 4) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu: theo phơng pháp thì: Ptt = Knc Pđ Trong đó: (2-5) Trang 13 Đồ án Tốt nghiệp Knc - Hệ số nhu cầu nhóm phụ tải Pđ - Công suất đặt nhóm phụ tải Phơng pháp cho kết không xác lắm, lại đơn giản nhanh chóng cho kết thờng đợc dùng để tính phụ tải tính toán cho phân xởng, cho toàn xí nghiệp nhiều thông tin phụ tải tính toán sơ phục vụ cho việc qui hoạch v.v 5) Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải đơn vị diện tích sản suất: theo phơng pháp th×: Ptt = p0 F (2-6) p0 - SuÊt phụ tải tính toán cho đơn vị diện tích sản xuất Trong đó; F - Diện tích sản suất có bố trí thiết bị dùng điện Phơng pháp thờng chi đợc dùng để ớc tính phụ tải điện cho kết không xác Tuy đợc dùng cho số phụ tải đặc biệt mà chi tiêu tiêu thụ điện phụ thuộc vào diện tich có phân bố phụ tải đồng diện tích sản suất 6) Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm tổng sản lợng: theo phơng pháp Ptb = M a0 T (2-7) Ptt = KM Ptb (2-8) Trong ®ã: a0 - [kWh/1®v] st chi phÝ ®iƯn cho đơn vị sản phẩm M - Tổng sản phẩm sản xuất khoảng thời gian khảo sát T (1 ca; năm) Ptb - Phụ tải trung bình xí nghiệp KM - Hệ số cực đại công suất tác dụng Phơng pháp thờng đợc sử dụng để ớc tính, sơ xác định phụ tải công tác qui hoạch dùng để qui hoạch nguồn cho xí nghiệp 7) Xác định phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị: Theo phơng pháp phụ tải đỉnh nhọn nhóm thiết bị xuất thiết bị có dòng khởi động lớn mở máy thiết bị khác nhóm làm việc bình thờng đợc tính theo công thức sau: I®n = Ik® (max) + (Itt - ksd Iđm (max)) (2-9) Trong đó: Ikđ (max) - dòng khởi động thiết bị có dòng khởi động lớn nhóm máy Trang 14 Đồ án Tốt nghiệp Itt - dòng điện tính toán nhóm máy Iđm (max) - dòng định mức thiết bị khởi ®éng ksd - hƯ sè sư dơng cđa thiÕt bÞ khởi động I.3 Tính phụ tải tính toán cho nhóm thiết bị phân xởng sửa chữa khí: a/ Giới thiệu phơng pháp sử dụng: Với phân xởng sửa chữa khí theo đề thiết kế giáo học thờng cho thông tin chi tiết phụ tải để có kết xác nêu chọn phơng pháp tinh toán là: Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ cực đại Dới nội dung phơng pháp này: Ptt = KM Ptb = KM Ksd P®m (2-10) Trong ®ã: Ptb - Công suất trung bình phụ tải ca mang tải lớn Pđm - Công suất định mức phụ tải (tổng công suất định mức nhóm phụ tải) Ksd - Hệ số sử dụng công suất tác dơng cđa phơ t¶i (hƯ sè sư dơng chung cđa nhóm phụ tải đợc xác định từ hệ số sử dụng thiêts bị đơn lẻ nhóm) KM - Hệ số cực đại công suất tác dụng nhóm thiết bị (hệ số đợc xác định theo số thiết bị điện hiệu hệ số sử dụng nhóm máy) Nh để xác định phụ tải tính toán theo phơng pháp cần phải xác định đợc hai hệ số Ksd KM Hệ số sử dụng: theo định nghĩa tỷ số công suất trung bình công suất định mức Trong thiết kế thông thờng hệ số sử dụng thiết bị đợc tra bảng sổ tay xác định đợc hệ số sử dụng chung toàn nhóm theo công thức sau: n K sd = Ptb P dm ∑ p dmi k sdi = i=1 n ∑ pdmi i=1 (2-11) Trong ®ã: p®mi - công suất định mức phụ tải thứ i nhãm thiÕt bÞ ksdi - hƯ sè sư dơng công suất tác dụng phụ tải thứ i nhãm n - tỉng sè thiÕt bÞ nhãm Ksd - hệ số sử dụng trung bình nhóm máy Cùng khái niệm tơng tự xác định đợc hệ số sử dụng công suất phản kháng Tuy nhiên có tài liệu để tra đợc hệ số sử công suất phản kháng, nên không đề cập đến công thức tính toán Hệ số cực đại KM:là thông số phụ thuộc chế độ làm việc phụ tải số thiết bị dùng điện có hiệu nhóm máy, Trong thiết kế hệ số đợc tra bảng theo Ksd nhq nhóm máy