Особенности электрооборудования основных цехов химических производств

Цех (от нем.(немецкий) Zeche), основное производственное подразделение промышленного предприятия. Участвуя в общем процессе производства, цех выполняют определённые функции по изготовлению продукции, по техническому или хозяйственному обслуживанию основного производства или предприятия в целом.

1.Коксовый цех

Особенностью в работе электрооборудования коксового цеха является кратковременный или повторно-кратковременный режим почти всего технологического оборудования при продолжительности включения привода ПВ – 25 %. Это приводит к ухудшению качественных показателей использования электроэнергии коксовым цехом в целом, средневзвешенный коэффициент мощности cosφ по цеху (при использовании двигателей переменного тока ) составляет 0,5 – 0,6. Нередки случаи, когда его величина снижается до 0,4.

Основными технологическими машинами коксового цеха являются коксовыталкиватели, загрузочные вагоны, двересъемные машины, механизмы рамп, кантовочные машины, конвейеры и грохоты сортировки.

Таблица 1

Электрооборудование, применяемое в коксовом цехе

Конструктивное исполнение электрооборудования (табл.1) должно соответствовать условиям окружающей среды коксового цеха. Электродвигатели коксовых машин работают на открытом воздухе, но в газозапыленной среде, поэтому наиболее подходящими являются двигатели специальных крановых и рудничных серий МТ, МТК, МТВ, МТВК, МА-140, ТАГ переменного трехфазного тока с продолжительностью включения 25, 40, 60, 100%.

Химические цехи

Они работают на побочных продуктах центрифугирование. Число химических цехов на заводе и вид их продукции зависят от количества перерабатываемого вещества.

На химическом заводе средней величины имеются следующие цехи: цех улавливания химических продуктов из газа, цех ректификации сырого бензола, цех очистки газа от сероводорода (цех сероочистки).

Тип электрооборудования в химических цехах выбирают в соответствии с категорией помещений.

К основным химическим машинам цеха улавливания химических продуктов из коксового газа относят: сатураторы сульфата аммония, центрифуги периодического и непрерывного действия, известегасители, газодувки, обесфеноливающие установки, осветители для смолы, кислотные и бензольно-скрубберные установки, нафталиновые отстойники, установки конечного охлаждения газа.

Цех ректификации

Цех потребляет незначительное количество электроэнергии, так как оборудование цеха не требует электродвигателей большой мощности и почти все потребители  энергии работают в кратковременном режиме.

Основным технологическим оборудованием цеха являются центробежные насосы сероуглеродной колонны непрерывной мойки бензола, кислотные насосы, меланжеры, вентиляторы приточной и вытяжной вентиляции и компрессоры небольшой мощности.

Основные потребители электроэнергии на коксохимических заводах работают на напряжении 380в.

Электроприемниками I категории на химических заводах являются газодувки, насосы охлаждения, коксовые машины и оборудование основных химических цехов; углеподготовка и углеобогащение относятся ко II категории .

Расчет мощности электроприводов

Кантовочная лебедка коксового цеха. Потребную мощность электродвигателя определяют по формуле:

 квт,

где   – окружное усилие в верхней точке рычага, н;

         – линейная скорость эксцентриковой шайбы, м/сек;

         – к. п. д. механизма привода, принимаемый равным 0,6 – 0,7.

Окружное усилие  определяют из зависимости:

н

где  – усилие на канатных лебедки (для батареи с количеством печей от 55 до 69 принимают по опытным данным 30 кн), н;

        – длина большого плеча переводного рычага, м;

        – длина малого плеча переводного рычага, м.

Линейную скорость  эксцентриковой шайбы определяют по формуле:

м/сек,

где  – отношение угла поворота эксцентриковой шайбы к углу поворота переводного рычага. В существующих кантовочных лебедках это отношение равно:  = 180º:38º = 4,74;

   – диаметр эксцентриковой шайбы, м;

   – перемещение каната, м;

  – длина большого плеча переводного рычага  (нижняя часть рычага), м;

   – время, в течение которого шайба должна провернуться на 180º, сек.

Центрифуги периодического действия химического цеха. Потребную мощность электродвигателя принимают:

 вт,

где  – потребная пусковая мощность на валу центрифуги, вт;

 – к. п. д., равный 0,8 – 0,9.

Потребную пусковую мощность на валу центрифуги определяют по формуле:

 вт,

где  – мощность, необходимая для преодоления инерции массы барабана:

 вт,

где  – сила тяжести барабана, н;

       – окружная скорость вращения барабанов, равная , м/сек;

      – время пускового периода, сек;

      – мощность, необходимая на преодоление инерции массы материала:

 вт,

где  – удельный вес суспензии, н/м³;

       – объем барабана, м

Р₃ – мощность, необходимая на преодоление трения вала в подшипниках:

  вт,

где  – коэффициент трения, равный 0,07-0,1;

G – общая сила тяжести всех вращающихся частей вместе с загруженным материалом, н;

 - окружная скорость вращения цапфы вала, м/сек;

Р₄ – мощность, необходимая на преодоления трения барабана о воздух:

n вт,

где R – наружный радиус барабана, м;

n – скорость вращения барабана, об/мин.

Воздуходувка и вакуум-насос.

Мощность электродвигателей определяют по формуле:

   квт,

где Q – объем вытесняемого воздуха, приведенного к нормальным условиям, м³/сек;

Н – разность давлений между всасывающим и нагнетающим патрубками, ат;

 – к.п.д. механической передачи;

 – к.п.д. воздуходувки, принимается в пределах 0,85 – 0,95.

Шнековый элеватор.

Мощность электродвигателя определяют по формуле:

  квт,

где - коэффициент запаса (принимается равным 1,2 – 1,3.);

Q – производительность шнекового элеватора, т/ч;

 – коэффициент, учитывающий мощность на холостой ход и на проталкивание продукта в горизонтальном направлении (принимается в пределах от  2 до 3);

l – длина шнека, м;

h – высота подъема продукта, м;

 – к.п.д.  передачи.

Газодувка (эксгаустер).

Мощность электродвигателя определяют по формуле:

 квт,

где - коэффициент запаса (принимается равным 1,2 – 1,3.);

Q – производительность газодувки, м³/ч;

Н₁, Н₂ – абсолютное давление всасывания и нагнетания газа, ат.

Список литературы:

1. Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий /Под ред. М. Г. Зименкова, Г. В. Розенберга, Е.М. Феськова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 480 с. с ил. – (Электроустановки промышленных предприятий).
2. Электрооборудование: Учеб. для сред. спец. учеб. В.И. Рябов. Заведений. – 5-е изд., перераб. – М.: Экономика, 1990. – 175 с. – ISBN 5 – 282 – 00250 – 7
3. Электрооборудование химических производств. Г.Д. Шумилин, Н.П. Краевская. Минск, "Вышэйш. школа", 1970. – 276 с. с илл.