Дипломная (вкр): Автоматизация электроприводов второго подъема водозабора станции Хабаровск-1

Электрический привод является энергетической основой технологического и производственного процессов, которые реализуются за счет механической энергии. В настоящее время в качестве электромеханических преобразователей используют асинхронные двигатели благодаря их простоте, надежности и относительно небольшой стоимости.

При создании новых технологических комплексов применяются системы автоматизированного управления технологическим процессом, включающие в себя регулируемый электропривод, микропроцессорные средства автоматизации и информационные средства.

Применение данных систем в работе насосной станции позволяет обеспечивать:

бесперебойное водоснабжение;

стабильное давление в трубопроводах;

высокая надежность водоснабжения (безаварийность).

Каждый из перечисленных аспектов в той или иной степени связан с необходимостью использования энергосберегающего оборудования.

Экономический эффект от внедрения станций управления, оснащенных преобразователями частоты основан на следующих факторах:

прямая экономия от снижения потребления электроэнергии при регулировании производительности насосных агрегатов (от 20 до 50%);

снижение аварийности в сетях;

увеличение ресурсов и межремонтных сроков.

Критерием экономической эффективности внедрения системы автоматического управления водоснабжением является срок окупаемости, рассчитываемый по формуле:

,                                                (4.1)

где Ток- срок окупаемости проекта; Ксау - капитальные вложения, необходимые для реализации проекта; ΔЭ - годовая экономия денежных средств в результате внедрения проекта.

Для нахождения срока окупаемости проекта рассчитаем капитальные вложения и годовую экономию от его внедрения.

4.2 Расчет капитальных вложений на реализацию системы автоматизации водоснабжения от водозабора ст. Хабаровск-1

Капитальные вложения представляют собой сумму затрат на разработку проекта и затрат, получаемых от покупки и монтажа внедряемого оборудования:

                                          (4.2)

где КНТ представляет собой совокупность из:

стоимости приобретаемого оборудования;

стоимости строительно-монтажных работ.

КРАЗР представляет собой совокупность из:

затрат на оплату труда;

затраты на социальное страхование работников.

                                       (4.3)

                        (4.4)

Текущие расходы складываются из расходов на обслуживание оборудования и расходов на амортизационные отчисления:

                       (4.5)

Определение стоимости оборудования.

Перечень оборудования системы автоматизации водоснабжения САУ представлен в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Стоимость оборудования САУ

Всего, стоимость приобретаемого оборудования составит

Кобор=820 636 руб.

Стоимость строительно-монтажных работ устанавливается в размере 10% от стоимости оборудования, руб:

Тогда капитальные вложения, определяемые по формуле (4.3) равны:

Рассчитаем расходы на оплату труда, затраченного на разработку проекта и наладку оборудования:

                     (4.6)

где СНЧ - 275 руб. - стоимость одного нормо-часа;

ТНЧ - 480 - трудоёмкость проекта в нормо-часах.

Отчисления на социальные нужды:

               (4.7)

где НСН= 30,6% - норма отчислений на соцстрах.

Подставив численные значения в формулу (4.4) найдем затраты на разработку проекта:

Посчитав данные затраты можем рассчитать общие капитальные вложения по формуле (4.2):

4.3 Расчет текущих затрат на обслуживание системы водоснабжения

Текущие затраты состоят из материальных затрат на обслуживание оборудования и амортизационных отчислений.

Рассчитаем материальные затраты на обслуживание оборудования по формуле:

            (4.8)

где Нмз = 5 % - норма материальных затрат.

Рассчитаем амортизационные отчисления линейным методом по формуле:

                   (4.9)

где а0 - норма амортизационных отчислений, для силового электротехнического оборудования а0 = 4,4 %.

Тогда суммарные текущие расходы, определяемые по формуле (4.5) составят:

Таким образом, ежегодные текущие затраты составят 77139,8 рублей.

Проведём расчёт для затрат на разработку проекта, состоящих, как указывалось ранее, из затрат на оплату труда и затрат на социальное страхование рабочих.

4.4 Определение экономического эффекта от внедрения системы

Основным показателем качества оценки экономической эффективности разработанной системы является сравнительный анализ прибыли, получаемой водозабором за поставку воды потребителям г. Хабаровска.

На основании данных тарифа 2013 года на холодную воду в Хабаровском крае и водопотребления города рассчитаем затраты на водопользование.

Суммарный годовой расход воды с водонапорной башни и потребители, подключенные на прямую от водозабора по формуле (4.10):

где    - суммарный расход воды по поселку в сутки,

Тариф на июль 2013 года на холодную воду в Хабаровском крае = 28,54 руб/м3. Таким образом, получается, что ежегодные расходы на водопотребления для города составляют:

                    (4.11)

где Ц - тариф; Ц=28,54 руб/м3.

Расчет потребляемых затрат для функционирования системы автоматического водоснабжения от ответвления будет равен сумме затрат на заработную плату персонала водозабора и ежегодных текущих затрат:

   (4.12)

где Сгод.зп - заработная плата персонала водозабора 8316000 рублей в год.

Годовые затраты на заработную плату рабочему персоналу представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Годовые затраты на заработную плату

Годовая экономия денежных средств в результате внедрения проекта определиться по формуле:

 (4.13)

Зная стоимость оборудования, применяемого при проектировании системы автоматизации, среднегодовую экономию и текущий расход на содержание, и обслуживание, определим срок окупаемости системы автоматизированного водоснабжения формуле:

Таким образом, из экономического расчета видно, что оборудование для системы автоматизации водоснабжения от водозабора ст. Хабаровск-1 окупиться через 0,3 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения данного дипломного проекта была разработана система автоматизации, насосной станции второго подъёма и водонапорной башни водозабора станции Хабаровск-1. Выбрано оборудование для реализации системы автоматизации.

Разработан алгоритм работы и программа управления процессом водоснабжения. Произведен расчет нагруженности насоса в зависимости от расхода воды с водонапорной башни и разработана система контроля и мониторинга над технологическим процессом водозабора.

Разработаны меры быстрого определения потери воды в магистрали, неисправностей оборудования и сигнализации об этом персонала.

На базе алгоритма были разработаны:

-       схема функциональная автоматизации насосной станции и водонапорной башни;

-       схема электрическая принципиальная соединений насосной станции;

-       схема электрическая принципиальная соединений водонапорной башни;

-       панель приборов и пульт управления на ПК дежурного;

Для реализации системы автоматизации и контроля в основном было использовано оборудование российского производителя, фирмы ОВЕН.

Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности при работе с насосными агрегатами.

В экономической части проекта был произведён расчёт капитальных вложений на реализацию системы автоматизации водоснабжения от водозабора, определен экономический эффект от внедрения системы и предполагаемая экономия денежных средств на потреблении электроэнергии.

По результатам расчета автоматизация водозабора станции Хабаровск-1 экономически обоснована. Срок окупаемости проекта составляет 0,3 года.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1    Драчев Г.И. Теория электропривода[Текст]: Учебное пособие. / Челябинск. Изд-во ЮУрГУ. Ч. 1. 2005. 209 с.

2    Фролов Ю.М. Математическое моделирование в автоматизированном проектировании электроприводов [Текст]: Учеб.пособие / Ю.М. Фролов, В.Л. Бурковский. - Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2000. - 143 с.

3       Давыдов, В.Н. Справочник по проектированию, монтажу и эксплуатации устройств энергосбережения [Текст] / В.Н. Давыдов, В.П. Луппов, А.А. Вашурин. - М.: Транспорт, 1967. - 312 с.

4    Притужалов В. Я. Электрические машины [Текст]: Учеб. пособие - Мариополь. 2000. - 54 с.

5    ГОСТ 1429-85 (СТ СЭВ 3916-82). Трансформаторы силовые масляные общего назначения. Допустимые нагрузки [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 30 с.

6       Об утверждении тарифа на электрическую тягу для ДВжд - филиала ОАО «РЖД» [Текст]: Постановление Правительства Хабаровского края и Региональной энергетической комиссии - комитет цен № 40/3: [принят 24 декабря 2003 г.]. - 8 с.

7       Оборудование для автоматизации ОВЕН [Электронный ресурс] <http://www.owen.ru/>

         Вентцель, Е.С. Теория вероятностей [Текст]: учебник для вузов / Е.С. Вентцель. - 5-е изд. - М.: Высшая школа, 1998. - 576 с.

         Энергосбережение и автоматика Ижевский радиозавод [Электронный ресурс] <http://www.irz.ru/>

         Контрольно-измерительные приборы и автоматика АСКУЭ [электронный ресурс] <http://energonic.ru/index.php?productID=1404>

         Сумский машиностроительный завод [электронный ресурс] <http://www.cmz.sumy.ua/>.

         Гусарова, Е.В. Методические указания по разработке экономической части дипломных проектов для студентов специальности «Системы электроснабжения и их автоматизация» [Текст] / Е.В. Гусарова. - Хабаровск: Изд-во ХабИИЖТ, 1989. - 46 с.

         Гусарова, Е.В. Экономика предприятий электроснабжения на железнодорожном транспорте [Текст]: методические указания на выполнение курсовой работы / Е.В. Гусарова, М.В. Симканич. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000. - 44 с.

         Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники [Текст] / Л.А. Бессонов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1967. - 776 с.

         Бессонов, В.А. Электромагнитная совместимость [Текст]: учебное пособие / В.А. Бессонов. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000. - 80 с.

         Типовая инструкция по охране труда для пользователей персональными электронно-вычислительными машинами (ПЭВМ) в электроэнергетике [Текст]: РД 153-34.0-03.298-2001: утв. Министерством энергетики РФ и Правлением РАО «ЕЭС России» 17. 05. 01. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. - 96 с.

         Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы [Текст] // Справочник специалиста по охране труда. - 2003. - № 12 - С. 64 - 97.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД - асинхронный двигатель

ЦН - центробежный насос

ПЛК - программируемый логический контроллер

АСУ - автоматическая система управления

АСКУЭ - автоматическая система контроля и учета энергоресурсов

ПК - персональный компьютер

ПЧ - преобразователь частоты

ДУ - датчик уровня

ДД - датчик давления

РМ - расходомер

КЗ - клиновые задвижки

БЖД - безопасность жизнедеятельности