Описание работы электрооборудования и электрической схемы вентиляционной установки

Вентиляторы предназначены для вентиляции производственных помещений, отсасывания газов (дымососы), воздуходувкидля подачи воздуха в котельных и других установках при различных технологических процессов. Вентиляторы создают перепад давления от 0,001 до 0,01 МН/мІ (0,01−0,1 ат), воздуходувки подают воздух под давлением от 0,11 до 0,4 МН/мІ (от 1,1 до 4 ат). По конструкции вентиляторы делятся на центробежные и осевые и выпускаются в нескольких исполнениях в зависимости то направления выхода воздуха (вверх, вниз, горизонтально) и направления вращения.

Центробежные вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок.

Они обеспечивают технологический процесс производства (подача газа в рабочие объемы) и условия трудовой деятельности (кондиционеры, общецеховая система вентиляции).

Вентиляционные установки достаточно просто поддаются автоматизации по сигналам изменения режима и реагируют на них без участия обслуживающего персонала путем переключения в схемах управления.

Это позволяет задачи обслуживающего персонала свести к периодическому контролю за установками и плановой профилактике.

Основным параметром регулирования таких установок, на который надо воздействовать, является угловая скорость приводного электродвигателя. Это наглядно представлено на рис. 1.1.

Процесс регулирования сводится к изменению количество воздуха (газа) на выходе вентиляционной установки.

Производительность ВУ можно регулировать следующими способами:

• * изменением скорости приводного ЭД (для среднего диапазона регулирования),
• *изменением количества работающих вентиляторов на общую магистраль (для широкого диапазона регулирования),
• *изменением сопротивления воздушной магистрали,
• *поворотом лопастей рабочего колеса.

Рис. 1.1 Зависимости центробежных вентиляторов

На производстве применяется, в основном первые два способа, так как они наиболее эффективны.

Регулятор температуры является основным устройством поддержания заданной температуры в помещении изменением расхода воздуха.

Вентиляторы предназначены для вентиляции производственных помещений, выполняются осевыми или центробежными. Центробежные и осевые вентиляторы отличаются конструкцией воздушной полости и расположением приводного электродвигателя. У центробежных воздушная полость выполнена в виде «улитки» при расположении ЭД вне этой полости, а у осевого — ЭД расположен внутри воздушной полости (раструба), что обеспечивает его охлаждение потоком воздуха.

Общий вид центробежного и осевого вентиляторов представлен на рис. 1.2.

Рабочее колесо центробежного вентилятора расположено в корпусе эксцентрично, что позволяет повысить давление на напоре.

Рабочее колесо осевого вентилятора по форме сходно с воздушным или гребным винтом, которые создают тягу (поток) воздуха через раструб.

Рис. 1.2 Общий вид центробежного (А) и осевого (Б) вентиляторов

На предприятиях наибольшее распространение получили центробежные вентиляторы, для которых характерны следующие зависимости:

Q = C1 щ, M = C2 щІ, P = C3щі ,.

где Qпроизводительность вентилятора, мі/с;

Mмомент на валу вентилятора, H· м;

Pстатическая мощность на валу вентилятора, кВт;

С1, С2, С3- постоянные коэффициенты;

щугловая скорость вентилятора (двигателя), рад/с.

Зависимость P = F (щі) представляет собой кубическую параболу и называется «вентиляторной характеристикой».

Вентиляционная секция обеспечивает микроклимат и чистоту воздушной среды цеха. Вытяжная вентиляция в механосборочном производстве может иметь различные применения:

• а) как обычная вентиляция для обмена воздуха и удаления пыли из конторских и производственных помещений;
• б) в системе кондиционирования для отбора и подготовки воздуха перед подачей его в помещения с искусственным климатом;
• в) в отделениях восстановления инструментов, полирования деталей и т. п.;
• г) для удаления абразивной пыли из зоны шлифования;
• д) в сборочных цехах для централизованного отсоса и удаления пыли и грязи с деталей и узлов в процессе сборки изделия;
• е) в механических цехах для отсоса пыли и грязи, а также удаления мелкой стружки от металлорежущих станков.

Повседневный надзор за работой вентиляционных установок осуществляется дежурные слесари, которые обязаны ежемесячно проверять техническую исправность вентиляционного оборудования, камер и воздуховодов, а также правильность положения регулирующих устройств. Они проводят планово-предупредительный ремонт, регулировку температуры, а в необходимых случаях влажности приточного воздуха и воздуха в вентилируемых помещениях в соответствии с рабочими инструкциями.

В каждом цехе должен быть заведен журнал обслуживания вентиляционных установок. На каждую вентиляционную установку должны быть заведены паспорт по установленной форме и ремонтная карта. Главной задачей организованного в помещении воздухообмена является обеспечение оптимальных параметров микроклимата. Основные документы, согласно которым проектируется вентиляция, — СНИП 41−01−2003 и ГОСТ 12.1.005−76. Вентиляция предприятий, помимо поддержания температурного режима, должна обеспечивать значения концентрации пыли, влаги вредных аэрозолей или газов на рабочем месте в пределах допустимых. При этом специфика промышленности и применяемого оборудования, параметры здания формируют определенные требования к вентиляции производственных помещений.

В механическом цехе тяжелого машиностроения для обработки металлических заготовок эксплуатируются шлифовальные, обдирочные и анодно-механические станки. При работе на таком оборудовании воздух насыщается мелкой металлической пылью, идет дополнительное излучение тепла от двигателей станков и зоны резания. Применяемые в процессе механообработки охлаждающие жидкости и машинное масло в виде пара и аэрозолей загрязняют атмосферу помещения. Поэтому вентиляция механических цехов — обязательна.

Вентиляция и отопление производственных помещений для механического цеха зачастую совмещены в единую систему. Вентиляция механического цеха тяжелого машиностроения осуществляется за счет притока чистого воздуха, который подается из верхней части здания, а также местными вытяжками. Для обеспечения нормальных параметров микроклимата вытяжные элементы (местная вентиляция) обязательно устанавливаются над шлифовальными и обдирочными станками. Кроме того, это оборудование должно также быть снабжено пылеуловителями (защитным кожухом или отсасывающей воронкой). Также вытяжки должны быть смонтированы над ваннами для мытья изделий и баками с эмульсиями различного назначения.

Рассмотрим работу принципиальной электрической схемы управления электроприводом вентиляционной установки:

Назначение. Для пуска, управления и защиты силовой цепи и цепей управления вентиляционной установки (ВУ).

Вентиляционная установка предназначена для проветривания производственных помещений (ПП) и поддерживания температуры в заданных пределах (T зад °C).

Основные элементы схемы

М1, М2, и М3, М4- приводные асинхронные двигатели с КЗротором вентиляторов 1 и 2 групп.

КМ1, КМ2, КМ3, КМ6- контакторы: малой, средней и большой скорости и линейный.

КМ4- контактор подключения 2 группы вентиляторов.

КМ5- контактор отключения всех вентиляторов в «автоматическом» режиме управления при T°C << T зад °C.

Тавтотрансформатор, для регулирования напряжения на статорах АД вентиляторов с целью изменения их скорости.

Органы управления.

SA1- универсальный переключатель, для выбора способа управления («А" — автоматическое, «О" — отключено, «Р" — ручное).

SA2- переключатель контакторов скоростей при «ручном» управлении вентиляторов («О" — отключено, «М" — малая скорость, «С" — средняя скорость, «Б" — большая скорость).

АК1 (КСС1 и КСТ2) — регулятор температуры с выходными реле, для «автоматического» управления вентиляторами при малых отклонениях температуры воздуха в помещении от T зад °C (Т1°C > T зад °C> Т2°C).

АК2 (КСС3 и КСТ4) — регулятор температуры с выходными реле, для «автоматического» управления вентиляторами при больших отклонениях температуры воздуха в помещении от T зад °C (Т3°C >> T зад °C >> Т4°C).

Режимы работы:

SA1- «А" — «автоматическое» управление, основной режим.

SA1-«Р" — «ручное» управление, резервный режим.

Работа схемы

Исходное состояние.

Поданы все виды питания (включены QF5, QF1, QF2, QF3, QF4).

Т пом °C= T зад °C.

Органы управления установлены: SA2- «0», SA3-«1», SA1-«А».

При этом: АК1 и АК2 подключены; КСС1, КСТ2, КСС3, КСТ4, v.

КМ5, КМ2^- собирается цепь КМ (КМ5, КМ2:4),.

— отпайки Т переключаются на среднюю скорость (КМ2:1…3).

КМ6^- через Т к сети подключаются М1 и М2 (КМ6:1…3), пускаются.

Вентиляторы 1 и 2 работают на средней скорости и проветривают производственное помещение со средней интенсивностью (производительностью).

Автоматическое управление.

Т1= Т пом °C> T зад °C.

КСС1 ^ - блокируются цепи КМ1 (КСС1:1) и КМ2 (КСС1:2),.

— готовится цепь КМ3 (КСС1:3).

КМ2vсобирается цепь КМ3 (КМ2:6),.

• — размыкается цепь отпаек Т (КМ2:1…3),
• — размыкается цепь КМ6 кратковременно (КМ2:4),
• — готовится цепь КМ1 (КМ2:5),

ПримечаниеВвиду быстротечности процесса и наличия остаточного магнетизма КМ6 не потеряет питание, поэтому Т будет подключен к сети (КМ6:1…3).

КМ3^- М1, М2 перейдут на БС (КМ3:1…3),.

— восстанавливается цепь питания КМ6 (КМ3:4).

Вентиляторы 1 и 2 работают на большой скорости и проветривают помещение с максимальной интенсивностью (производительностью).

Примечание: Если оба вентилятора справляются, то температура в помещении будет снижаться, а при Т пом °C= T зад °C, вентиляционная установка вернется в исходное состояние.

Если оба вентилятора не справляются, то Т пом °C будет увеличиваться.

Т3= Т пом °C>> T зад °C.

КСС3^- собирается цепь КМ4 (КСС3).

КМ4^- подключается 2 группа вентиляторов (КМ4:1…3).

Вентиляционная установка работает на большой скорости, помещение проветривается с максимальной интенсивностью (номинальной производительностью).

Примечание: Если вентиляционная установка справляется, то Т пом °C будет снижаться и при достижении T зад °C она вернется в исходное состояние.

Т2= Т пом °C< T зад °C.

КСТ2^- блокируются цепи КМ2 (КСТ2:2) и КМ3 (КСТ2:3),.

— готовится цепь КМ1 (КСТ2:1),.

КМ2vразмыкается цепь отпаек Т (КМ2:1…3),.

• — размыкается цепь КМ6 кратковременно (КМ2:4),
• — собирается цепь КМ1 (КМ2:5).

КМ1- М1, М2 перейдут на МС (КМ1:1…3),.

— восстанавливается цепь питания КМ6 (КМ1:4).

Вентиляторы 1 группы работают на МС (малой скорости) и проветривают помещение с наименьшей интенсивностью (производительностью).

Примечание: Если оба вентилятора справляются, то Тпом °C будет повышаться, а при Т пом °C= T зад °C, вентиляционная установка вернется в исходное состояние.

Если вентиляторы не справляются, то Т°C будет снижаться.

Т4= Т пом °C<< T зад °C.

КСТ4^- размыкается цепь КМ5 (КСТ4).

КМ5vразмыкается цепь КМ6 (КМ5).

КМ6vотключаются от сети Т и М1, М2 (КМ6:1…3).

Вентиляционная установка остановлена, находится в ждущем режиме. По мере повышения Т пом °C включится на МС, а при Т пом °C= T зад °C вернется в исходное состояние.

Ручное управление.

Применяется при выходе из строя автоматики, которая отключается.

При этом:

Устанавливают: SA1- «Р».

Управление скоростями от SA2 («О" — «М" — «С" — «Б») последовательной установкой в соотвествующее положение.

Подключения 2 группы вентиляторов SA3-«2».

Элементы цепей при включении и отключении срабатывают аналогично.

Контроль Т пом °C визуально по показаниям контрольно-измерительных приборов.

Ручное управление возможно как дистанционно, так и с местного поста.

Защита блокировки.

• -Силовая сеть вентиляционной установки от токов КЗ (QF5 с максимальным расцепителем),
• -М от токов КЗ и перегрузок (QF1…QF4 с комбинированными расцепителями),
• — цепи управления от токов КЗ (FU),
• — во избежании КЗ отдельных частей обмоток Т цепи контактов, срабатывание которых не требуется, блокируются, что исключает одновременное включение двух контакторов КМ1 (КМ2:5, КМ3:5), КМ2 (КМ1:5, КМ3:6), КМ3 (КМ1:6, КМ2:6).

Питание цепей.

• 3~380 В, 50 Гцсиловая сеть.
• 1~220 В, 50 Гццепи управления.