Файл: Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий учебник.pdf

2-9. ОБЩЕПРОМЫШЛЕННЫЕ УСТАНОВКИ

Подъемно-транспортные машины (тельферы, кранбалки, мостовые консольные и козловые краны, подъем­ ники, лифты, манипуляторы и др.) имеют грузоподъем­ ность 0,25—630 тс и выше. Для монтажагидротурбин ГЭС применяется кран грузоподъемностью 500/50 тс; для обслуживания уникальных турбин Красноярской ГЭС 500 МВт применяются два таких крапа. В судостроении применяются плавучие краны грузоподъемностью до 1 000 тс.

Мощность электроприводов подъемных машин в зна­ чительной мере зависит от скорости операции, определяе­ мой условиями производства. Например, закалочный кран грузоподъемностью 5 тс термического цеха имеет мощность двигателя подъема 45 кВт при IIВ — 40"о, в то время как у обычных кранов грузоподъемностью 5 тс механических цехов мощность двигателя подъема состав­ ляет всего 12 кВт при П В = 25%.

Мощность двигателя главного подъема тихоходного монтажного крана ГЭС грузоподъемностью 500 тс ИЗ кВт, а всего крана 385 кВт. Суммарная мощность приводов быстроходного бетоноукладочного крана для строитель­ ства Сибирских ГЭС грузоподъемностью 22 тс, имеющего вылеты двух консолей в обе стороны по 50 м, составляет 1 724 кВт.

Для приводов подъемно-транспортных машин приме­ няется переменный и постоянный ток, в зависимости от требований производства. Установки постоянного тока постепенно вытесняются установками систем ДГД и УТВД или просто электроприводами переменного тока. В чер­ ной металлургии постоянный ток применяется для тяже­ лых кранов мартеновских цехов; для новых конвертор­ ных цехов краны выполняются с приводом переменного тока.

Манипуляторы для грубой работы в установках ковоч­ ных прессов имеют рычаг с клещами, поднимающий бол­ ванки массой до 70 т из нагревательной печи; привод на переменном токе (рис. 2-15).

Для питания подъемно-транспортных машин приме­ няются напряжения, аналогичные напряжениям пита­ ния основной силовой нагрузки. Возрастающая мощность подъемно-транспортных машин (в частности, угольных и рудных перегружателей, кранов па судоверфях и др.)

66

новых элеваторах, бетонных заводах, обогатительных и агломерационных фабриках, фабриках резинотехниче­ ских изделий и др.

Мощности приводов различных транспортеров, кон­ вейеров, шнеков, норий и других транспортирующих механизмов не превосходят 20—40 кВт. Ре;ким работы длительный.

Особенностью механизмов ПТС является их взаимо­ связь, обусловленная технологическим процессом. При транспортировании и обработке сыпучих тел порядок работ механизмов такой, что первым начинает работать самый последний по ходу механизм и в последнюю оче­ редь — первый по технологии, что обусловлено необхо­ димостью избежать завалов продуктом последующих сту­ пеней. При остановке одного из промежуточных звеньев ПТС все предыдущие по ходу механизмы должны быть остановлены. Для создания необходим],іх блокировок и связей механизмов ПТС управление обычно производится с центрального поста управления (ЦПУ).

Аппаратура управления н сигнализации устанавли­ вается в ЦПУ, что обеспечивает централизованное управ­ ление. ПТС одним диспетчером или же автоматизацию работы ПТС.

Категорийиость потребителей по бесперебойности зави­ сит от технологического назначения ПТС. Расположение механизмов постоянное.

Компрессоры, насосы и вентиляторы. К о м п р е с ­ с о р ы применяются во многих отраслях промышленности для получения сжатого воздуха давлением до 6—8 кгс/см 2, сжатия и охлаждения газов в химической промышлен­ ности, где давления до 2 000 кгс/см 2 и выше. Для неболь­ ших по производительности установок всех давлений применяются поршневые компрессоры (рис. 2-16) с приво­ дом от тихоходных (94—187 об/мин) синхронных двига­ телей диапазоном мощностей от 50 до 4.000—9 000 кВт.

Для установок большой производительности при дав­ лениях до 0—8 кгс/см2 применяются турбокомпрессоры мощностью 700—18 000 кВт с приводом от быстроходных синхронных двигателей. В химической промышленности поршневые компрессоры на давление 40—50 кгс/см2 выте­ сняются центробежными турбокомпрессорами. 15 дальней­ шем возможны повышение давления до 300 кгс/см2 и пере­ ход на безредукторный привод от паровых турбин мощ­ ностью 25—30 МВт с частотой вращения до 20 000 об/мин.

68

В компрессорных установках для газопроводов при переменном режиме расхода газа требуется регулирова­ ние частоты вращения компрессоров, для пего применя­ ются асинхронные двигатели .мощностью до 4 500 кВт с вентильным каскадом, обеспечивающим регулирование частоты вращения в пределах J00—70°о. Мощности нерегулируемых газовых компрессоров достигают 7—12 МВт.

Приводы компрессоров сжатого воздуха являются наиболее крупными потребителями электроэнергии на

Рис. 2-16. Ъстановка компрессоров в цехе завода синтеза спирта.

машиностроительных заводах. В химической промышлен­ ности суммарные установленные мощности компрессор­ ных превышают 100 МВт.

II а с о с ы для перекачки различных жидкостей имеют диапазон мощностей от долей киловатта (подача смазки, реактивов и пр.) до 12,5 МВт (с вертикальным валом для промышленного водоснабжения). В установках большой производительности с переменным расходом для снижения удельного расхода энергии на единицу перекачиваемой жидкости, необходимо регулирование частоты вращения,

вследствие чего привод выполняется по каскадным схе­ мам.

В связи с интенсификацией тепловых процессов, осо­ бенно с развитием атомной промышленности, нотребова-

69

лись насосные установки для перекачки жидких горячих металлов (натрия, калия и их сплавов), используемых

вкачестве теплоносителя, в том числе для передачи тепла из радиоактивной зоны в расположенные в нормальной зоне теплообменники. К этим установкам предъявляются весьма жесткие требования из-за недопустимости радио­ активных утечек. Одно из решений этой проблемы состоит

вприменении экранированных электродвигателей мощ­ ностью от О,Г) до сотен киловатт. 'Имеются экранирован­

ные электродвигатели для насоса радиоактивной воды

логичен пуску обычного двигателя постоянного тока; здесь также необходим пусковой реостат до создания противоэлектродвижущей силы в двигающемся металле. Значение к. п. д. таких насосов 15—20?6 для малых и 40—50% для больших единиц. Недостатком их является необходимость питания постоянным током напряжени­ ем 0,5—2,5 В при величине токов от десятков до 300 кА. В качестве источников питания электромагнитных насо­ сов постоянного тока наиболее подходят униполярные генераторы.

Электромагнитный насос может быть переменного тока с низкими значениями к. п. д. и коэффициента мощ­ ности, вследствие чего целесообразнее использовать прин­ цип асинхронной машины. В электромагнитных насосах переменного тока жидкий металл находится в трубах, являющихся обмоткой ротора; электродинамическая сила,

70

передаваемая индукционным путем от статора, вызывает соответствующее движение металла. Такие индукцион­ ные насосы выполняются двух типов — спиральные и плоские линейные. J3 первом случае ротор выполняется из спиральных труб, в которых жидкий металл получает вращательно-поступательное движение. Плоские элек­ тромагнитные насосы состоят из развернутого на плос­ кость трехфазного статора и ряда труб с жидким метал­ лом, в которых бегущее магнитное поле статора создает электродинамическую силу, двигающую металл вдоль труб; к. п. д. таких насосов достигает 45?и (рис. 2-18).

Рис. 2-18. Электромагнитный насос иере.меиного тока с плоским статором.

Преимуществом таких насосов является возможность питания от обычной сети трехфазного тока при стандарт­ ных напряжениях. Недостатком их является низкий коэффициент мощности (до 0,42).

Электромагнитные насосы с успехом применяются также в производствах, требующих снабжения жидким оловом, например в радиотехнической промышленности при пайке печатных схем; для перекачки хлоридных расплавленных солей в электролизные ванны; для подачи сплавов алюминия в машины для литья под давлением;

диапазон мощностей, начиная от десятков ватт. Самые мощные вентиляторы применяются для аэродинамических труб, в которых испытываются космические корабли, модели и даже сами самолеты при скорости воздуха до 54 000 км/ч; мощности таких вентиляторов измеряются

71

десятками мегаватт. Рекордная установка состоит из электродвигателей мощностью 2 (И д-2 ѵ 18,5 == 159 МВт, причем двигатель мощностью (11 МВт является самым мощным в мире (рис. 2-19). Частота вращении вентиляторов аэродинамических труб регулируется от О до номинальной, для чего применяются специальные асинхронно-синхронные каскады (системы ДГД—УРВД) и частотное регулирование.

Для питания рассмотренных групп потребителей при­ меняются все ступени напряжений от 380 до 10 000 В

Рис. 2-19. Двигатель привода аэроди­ намической трубы мощностью 61 МВт.

(за рубежом до 13 800 В) в зависимости от мощностей двигателей и напряжений цеховых и общезаводских электросетей.

Режжм работы приводов компрессоров, насосов и вентиляторов — продолжительный, за исключением спе­ циальных приводов: насосов-дозаторов, работающих кратковременно; вентиляторов циклической работы в резиновой промышленности и др. Мощные аэродинами­ ческие трубы работают от нескольких минут до 2—3 ч и создают затруднения для энергосистем резко переменным режимом с кратковременными нагрузками в сотни мега­ ватт. Степень бесперебойности электроснабжения зависит от назначения установки и технологии производства. К потребителям 1-й категории относятся противопожар­ ные насосы, питательные насосы паровых котлов, венти­ ляторы химических цехов и т. и. Расположение компрес­ соров, насосов и вентиляторов стабильно.

72