Дипломный проект - Автоматизация насосной установки водоснабжения коттеджного поселка
скачать (1810.7 kb.)
Доступные файлы (3):
| n1.doc | 226kb. | 27.06.2012 01:32 |  скачать |
| n2.doc | 87kb. | 27.06.2012 01:30 | скачать |
| n3.doc | 2540kb. | 27.06.2012 02:07 | скачать |
- Смотрите также:
- Автоматизация водоснабжения [ документ ]
- Дипломный проект проектирование электроснабжения и электрооборудования насосной станции [ документ ]
- Дипломный проект - Передача информации из ультразвуковой медицинской диагностической установки в персональный компьютер [ дипломная работа ]
- Курсовой проект - Автоматизация дозаторной установки [ курсовая работа ]
- Расчет системы водоснабжения поселка [ документ ]
- Дипломный проект специальность: 5В071100 «Геодезия и картография» [ документ ]
- Выбор и расчет электромеханического оборудования скважинной насосной установки для эксплуатации скважины [ документ ]
- Автоматизация водоотливной насосной станции [ документ ]
- Дипломный проект специальность 5B070200 Автоматизация и управление Алматы, 2021 [ документ ]
- Дипломный проект - Машина для установки заклепок [ дипломная работа ]
- Дипломный проект - Реконструкция сортопрокатного цеха №2 ОАО Уральская сталь [ дипломная работа ]
- Дипломный Проект Специальность 5В070200 «Автоматизация и управление» Павлодар [ документ ]
n1.doc
Раздел X. Технико-экономический расчет.10.1.Технико-экономическое сравнение вариантов проектных решений.
В дипломной работе разработана система тягового электропривода тепловоза 2ТЭ116.
Весомым аргументом в выборе частотно-управляемого привода стали преимущества асинхронного двигателя: высокая надежность, простота в эксплуатации, высокая степень защиты от внешней среды, сравнительно низкая стоимость и эксплуатационные расходы.
В качестве преобразователя частоты был выбран электромашинный преобразователь на базе синхронного генератора ГС501АУ2. В приводе тепловоза используются шесть асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором ЭД900У1.
Практически единственным рациональным способом регулирования скорости асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором есть изменение частоты и амплитуды напряжения питания.
Благодаря этому обеспечивается:
Диапазон регулирования в разомкнутой структуре.
Высокая стабильность скорости.
Плавное регулирование скорости.
Регулирование тягового момента двигателей.
Экономичный способ эксплуатации благодаря использованию бесколлекторных тяговых двигателей.
Бесспорное преимущество – гибкость управления.
Способ требует использования преобразователя частоты и напряжения.
Этот способ частотного управления скоростью асинхронного двигателя является основным. Его преимущества: плавное изменение скорости от нулевой до максимальной при неизменной жесткости механической характеристики и перегрузочной способности двигателя. Диапазон управления составляет 8 – 10 для разомкнутых систем и 1000 и более для замкнутых. Недостаток заключается в относительной сложности и повышенной стоимости машинного преобразователя частоты.
Машинный преобразователь на базе синхронного генератора ГС501АУ2 обладает высокой продуктивностью и разработан специально для питания трехфазных асинхронных двигателей тяговых приводов тепловозов.
Его преимущества:
Возможность работы в режиме подхвата работающего двигателя.
Бесступенчатое изменение скорости двигателя.
Отсутствие колебаний в работе привода.
Ограничение механических перегрузок.
Плавное регулирование момента двигателей.
При регулировании тяговых приводов используются двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением. Для сравнения возьмем двигатель серии ЭД118, питание которого осуществляется от синхронного генератора ГС501АУ2 и полупроводникового выпрямителя.
Поскольку конкурентоспособность тяговых приводов на железнодорожном транспорте определяется их энергетическими характеристиками и надежностью, то актуальным есть улучшение динамических характеристик, сокращение потерь энергии при модернизации серийных тепловозов и создании новых моделей.
Такая система используется все чаще, несмотря на то, что из-за наличия преобразователя повышается стоимость электропривода. Но эти вложения окупаются за счет экономии дизельного топлива, увеличения надежности и срока службы, сокращения расходов на ремонт и обслуживание.
Показателем наилучшего варианта, который определяется на основании сравнительной экономической эффективности, есть минимум приведенных затрат. Приведенные затраты по каждому варианту представляют собой сумму ежегодных расходов производства и капитальных вложений, приведенных к одинаковой размерности в соответствии с нормативом эффективности по каждому варианту.
Приведенные затраты определяются по следующей формуле:
,где Зі – Приведенные затраты по варианту технического решения, которое рассматривается, грн./год;
- нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, 1/год; 
- капитальные затраты по каждому варианту, грн.; 
- Ежегодные эксплуатационные затраты по тому же варианту, грн./год.В составе стоимости затрат
и 
должны быть учтены затраты только по отличным элементам.10.2. Приведение сравниваемых вариантов к сопоставимому виду.
Поскольку технические параметры используемого и базового приводов несколько отличаются, необходимо привести их затраты к одному уроню продуктивного эффекта путем введения коэффициента эквивалентности:
- коэффициент, учитывающий увеличение (в данном случае) перегрузочной способности используемого привода по отношению к базовому:
- коэффициент, учитывающий изменение срока службы используемого привода по отношению к базовому: 
- коэффициент надежности: 
10.3 Расчет капитальных затрат по сравниваемым вариантам.
Величину капитальных затрат определяем по формуле:
,где
- затраты на приобретение изделия потребителем (оптовая цена), грн.;
, 
- затраты на транспортировку, монтаж и наладку, грн. Оптовую цену определим по формуле:
где
- проектная себестоимость изделия (полная себестоимость изделия); 
- рентабельность соответствующих комплектующих изделий .Оптовые цены по базовых и новых изделиях должны учитываться при одинаковом уровне рентабельности.
Себестоимость определим из прейскурантов фирм-производителей:
Базовое изделие:
Двигатель серии ЭД125БУХЛ1
ГС501АУ2 и выпрямитель
Редуктор
Соб=Цбд+Цбс+Цвр=65000х6+1800000+6000х6=2226000 грн
Новое изделие:
Двигатель серии ЭД900 Цбд=30000 грн
преобразователь Цбд=3600000 грн
Редуктор Цбр=6000 грн
Сон=Цбд+Цбп+Цвб=30000х6+3600000+6000х6=3816000 грн
Рентабельность электрических машин большой мощности, низковольтная аппаратура, силовые преобразователи ри=17%
Оптовая цена
Базовое изделие:
Цоб=Соб(1+ри)=2226000(1+0.17)=2604420 грн
Новое изделие:
Цон=Сон(1+ри)=3816600(1+0.17)=4465422 грн
Расходы на транспортировку, монтаж и наладку определим примерно на уровне 15% от стоимости изделия.
Ктрм=Кт=Км
Ктрмб=15%Цоб=0.15*2604420=390663 грн
Ктрмн=15%Цон=0.15*4465422=669813 грн
Капитальные расходы по базовому изделию
Кб=Цоб+2* Ктрмб=2604420+2*390663=3385746 грн
Капитальные затраты по новому изделию
Кн=Цон+2* Ктрмн=4465422+2*669813=5805048 грн
Результаты расчетов капитальных затрат занесем в таблицу 10.1.
Кб1=Кб*а=3385746*3.36=11376106 грн
Таблица 10.1 Капитальные затраты
| Наименование затрат | Сумма затрат, грн. | |
| | Базовое | Новое |
| Затраты на приобретение оборудования, | 2604420 | 4465422 |
| Затраты на транспортировку, | 390663 | 669813 |
| Затраты на монтаж и наладку, | 390663 | 669813 |
| Всего, | 3385746 | 5805048 |
| То же, с учетом коэффициента эквивалентности  | 11376106 | 5805048 |
10.4 Расчет ежегодных капитальных затрат по сравниваемым вариантам.
При определении экономической эффективности новых изделий необходимо установить размер затрат на эксплуатацию этих изделий. Данные эксплуатационные затраты включают амортизационные отчисления, затраты на ремонт и обслуживание, затраты на топливо и определяются по формуле:
где
- амортизационные отчисления в год; 
- затраты на текущий ремонт и обслуживание, в которые входит стоимость годового расхода материалов, необходимых для ремонта и эксплуатации, заработная плата ремонтного и обслуживающего персонала; 
- стоимость годовых затрат топлива.Общие амортизационные отчисления с достаточной степенью точности могут быть определены по формуле:
, где 
- общая годовая норма амортизационных отчислений, % : 
;- капитальные затраты по сравниваемым вариантам. Для базового изделия:
Иаб=Наб*К/100=12.96*3385746/100=438792 грн/год
Для нового изделия:
Иан=Нан*К/100=12.96*5805048/100=752334 грн/год
Поскольку конкретных данных для определения затрат на текущий ремонт и обслуживание нет, подсчитаем эти составляющие ежегодных эксплуатационных затрат приблизительно на уровне 8% от капитальных затрат.
Для базового изделия:
Иобслб=0.08*Кб=0.08*3385746=270860 грн/год
Для нового изделия:
Иобслн=0.08*Кн=0.08*5805048=464403 грн/год
где h – количество часов работы привода за год: 8000
- средний коэффициент загрузки привода: 
- номинальная мощность двигателя: ? - КПД двигателя, если
; Для базового изделия:
;Для нового изделия:
;Стоимость годового расхода топлива:
Для базового изделия:
Ит=Цт*h*kз*(Pн/?)*(1-?+?)=0.66*0.7*8000*380/0.79*(1-0.79+0.04)=444455 грн/год
Для нового изделия:
Ит=Цт*h*kз*(Pн/?)*(1-?+?)=0.66*0.7*8000*380/0.85*(1-0.85+0.04)=313942 грн/год
Результаты расчетов годовых эксплуатационных затрат сведем в таблицу 10.2
Иб=Иаб+Иобслб+Ит=438792+270860+444455=1154107 грн/год
Ин=Иан+Иобслн+Ит=752334+464403+313942=1530679 грн/год
Иб1=Иб*а=1154107*3.36=3877799 грн/год
Таблица 10.2 Ежегодные эксплуатационные затраты
| Наименование затрат | Сумма затрат, грн./год | |
| | Базовое | Новое |
| Амортизационные отчисления,  | 438792 | 752334 |
| Затраты на текущий ремонт, | 270860 | 464403 |
| Стоимость затрат топлива, Ит | 444455 | 313942 |
| Всего, И | 1154107 | 1530679 |
| То же, с учетом коэффициента эквивалентности, | 3877799 | 1530679 |
Всвязи с ростом цен на топливо особенно остро встает вопрос об экономичном и рациональном его потреблении. Поэтому проектирование привода с минимально возможным потреблением топлива является актуальным на сегодняшний день.
10.5 Расчет приведенных затрат и выбор оптимального варианта.
Полученных в результате выполненных расчетов значений капитальных затрат и ежегодных эксплуатационных затрат по каждому из сравниваемых вариантов используем для определения приведенных затрат для каждого варианта.
где
- приведенные затраты по варианту технического решения, которое рассматривается, грн./год; - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений; - капитальные затраты по каждому варианту, грн.; - ежегодные эксплуатационные затраты.Зб=Ен*Кб+Иб=0.1*11376106+3877799=15253905 грн/год
Зн=Ен*Кн+Ин=0.1*5805048+1530679=2111183 грн/год
Результаты расчетов сведем в таблицу 10.3.
Таблица 10.3. Сводные экономические показатели
| Наименование затрат | Варианты | |
| Базовое | Новое | |
| Капитальные затраты, К, грн. | 11376106 | 5805048 |
| Ежегодные эксплуатационные затраты, И, грн./год | 3877799 | 1530679 |
| Приведенные затраты, 3 | 15253905 | 2111183 |
Анализируя полученные результаты, приходим к выводу, что оптимальным решением есть использование нового оборудования.
10.6 Экономия топлива.
Наша страна живет сегодня в состоянии глубокого энергетического кризиса. Недостаток собственных энергоресурсов вынуждает разрабатывать программы и мероприятия, которые позволяют максимально возможно экономить топливо. Мировой опыт показывает, что экономное и рациональное потребление топлива в большей степени реализуется за счет оптимизации его использования.
Экономия топлива без ущерба интересов потребителей может быть достигнута лишь внедрением энергосберегающих технологий и методик, которые оптимизируют реальное потребление энергоресурсов.
Известно, что железнодорожный транспорт потребляет порядка 35% всего дизтоплива, реализуемого на территории Украины. Поэтому одним из наиболее важных заданий при проектировании электропередачи тепловоза есть создание привода с минимально возможным потреблением топлива первичным двигателем – дизелем. Основными путями экономии топлива при проектировании указанных приводов есть:
Внедрение инновационного электротехнического оборудования, которое имеет высокие технико-экономические и эксплуатационные характеристики;
Разработка и внедрение специальных режимов работы электрооборудования, которые позволяют снизить потребление топлива первичным двигателем;
Регулирование частоты вращения асинхронного электропривода при помощи высокоэкономичных преобразователей частоты, реализованных с помощью современных высокотехнологичных методов;
Внедрение бесконтактной пускорегулирующей и коммутационной аппаратуры;
Внедрение компактных программируемых коммутационных средств, которые реализуют экономические временные алгоритмы управления потреблением электроэнергии, а значит и топлива.
Разработанный в данном дипломном проекте привод спроектирован с учетом требований экономии энергоресурсов.
В электроприводе применяются энергосберегающие двигатели с оптимальным КПД, которые потребляют меньше электроэнергии при той же выходной мощности. Увеличение продуктивности обусловлено использованием более качественных материалов (чугун, сталь, медь, алюминий) и тем, что каждая деталь технически совершенствуется. Потери топлива снижаются на 5 – 10%. Увеличен срок эксплуатации.
Применено минимальное количество элементов, которые рассеивают большое количество тепла. Таким образом, спроектированный привод является достаточно экономичным.
10.7 Расчет экономического эффекта.
Вместе с выбором лучших технологических решений при разработке новых систем большое внимание уделяется рассмотрению экономического эффекта, который получается в результате этих разработок. Годовой экономический эффект определяется по формуле:
- годовые приведенные затраты по базовому изделию; 
- годовые приведенные затраты по новому изделию; 
- годовой объем производства в расчетном году внедрения новой техники в натуральных единицах: 
.Э=(Зб-Зн)*Аг=(15253905-2111183)*5=65713610грн/год.
Анализируя полученные результаты, а именно: приведенные затраты, - можно сказать о том, что оптимальным вариантом для проектируемой электромеханической системы есть выбранные двигатели, поскольку, в первую очередь, значительно снизятся издержки на ремонт и обслуживание; снижены ежегодные эксплуатационные расходы (в связи с экономным расходом топлива и использованием качественного оборудования расходы на ремонт значительно снижены).
Скачать файл (1810.7 kb.)