CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 1. Tính toán phụ tải chiếu sáng và làm mát 1. Phụ tải chiếu sáng Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất. Công thức tính: [1] Trong đó: - p0: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chiếu sáng (W/m2).
- F: Diện tích được chiếu sáng (m2) Ta lấy: ; cosφ = 0,8 [1] Phân xưởng có diện tích: F = 24 x 36 = 864 m2 (dài: 36m x rộng: 24m). Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí là: P cspx = p 0. Phụ tải làm mát Xưởng được làm mát nhân tạo bằng hệ thống quạt thông gió cho nhà xưởng. Phụ tải thông thoáng và làm mát cho phân xưởng dược tính dựa theo lượng khí trao đổi trong không gian nhà xưởng.
Trình tự các bước tính toán như sau: 12 Bước 1: Xác định thể tích nhà xưởng: V = chiều dài x chiều rộng x chiều cao (m3). Bước 2: Tính tổng lượng khí trao đổi: Tg = X x V (m3/h). Bước 3: Tính số lượng quạt thông gió cần dùng: N = Tg / Q (thiết bị). Bước 4: Phụ tải tính toán thông thoáng và làm mát: Plm = N x Pđm (kW).
Trong đó: - X: là số lần thay đổi không khí (lần/ giờ). - Q: là lưu lượng gió của quạt (m3/h). - Pđm: là công suất định mức của một thiết bị (kW). Ta có số liệu của phân xưởng: Thể tích phân xưởng: V= 36 x 24 x 8 = 6912 m3 (Dài: 36m; rộng: 24m; cao: 8m).
Đối với phân xưởng sửa chữa thiết bị điện thì số lần thay đổi khí: X = 40 (lần/giờ) Tổng lượng khí trao đổi: Tg = X x V = 40 x 6912 = 276480 (m3/h). Sử dụng quạt thông gió công nghiệp 1000x1000 với các thông số kỹ thuật sau: Model Điện áp 3p Lưu lượng gió Kích thước Công suất Ud (V) Q (m3/h) (m) Pđm (kW) AFK - 1000 380 30000 1x1x0,4 0,55 Số lượng quạt cần dùng cho phân xưởng: N = Tg/Q = 276480/30000 = 9,216 (thiết bị). Để đảm cho việc làm mát và thông thoáng, ta chọn số lượng quạt là N = 10 13 Phụ tải thông thoáng và làm mát: Plm = N x Pđm = 10 x 0,55 = 5,5 (kW). Quạt thông gió model AFK-1000 sử dụng động cơ dây đồng 100% hiệu suất cao cosφ= 0,9.
=> Slm = Plm / cosφ = 5,5/ 0,9= 6,111 (kVA). Tính toán phụ tải động lực Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng ta chia ra làm 4 nhóm thiết bị phụ tải như sau: + Nhóm 1: 1; 2; 3; 8; 9; 10; 11; 17; 18; 19; 20; 22; 27 + Nhóm 2: 4; 5; 6; 7; 12; 13; 14; 15; 16; 23; 24 + Nhóm 3: 21; 28; 29; 30; 32; 33; 34; 35; 36; 37; 38 + Nhóm 4: 25; 26; 31; 39; 40; 41; 42; 43; 44; 45 14 Hình 1- 1. Chia nhóm thiết bị trên mặt bằng phân xưởng ● Tính toán phụ tải các nhóm Bảng 1- 1. Thông số tính toán nhóm 1 15 STT Tên máy Vị trí K sd φ P d (kW) 1 Máy mài nhẵn tròn 1 0,35 0,67 4,2 2 Máy mài nhẵn phẳng 2 0,32 0,68 2,1 3 Máy tiện bu lông 3 0,3 0,65 1,12 4 Máy mài nhẵn tròn 8 0,35 0,67 16,8 5 Máy mài nhẵn phẳng 9 0,32 0,68 6,3 6 Máy khoan 10 0,27 0,66 1,12 7 Máy khoan 11 0,27 0,66 1,68 8 Máy ép 17 0,41 0,63 18,2 9 Cầu trục 18 0,25 0,67 6,3 10 Máy khoan 19 0,27 0,66 1,12 11 Máy khoan 20 0,27 0,66 1,12 12 Máy ép nguội 22 0,47 0,7 42 13 Lò gió 27 0,53 0,9 5,6 Tổng 107,66 - Hệ số công suất trung bình của nhóm 1: ❑ 73,96 ∑ ❑ Pi.
cos cos φ i = 107,66 = 0,69 cos φ tb = ❑ - Hệ số ksd của nhóm 1: ❑ 43,48 ∑ ksd = ❑ Pi. ksdi = 107,66 = 0,4 ❑ - Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 1: Ta thấy công suất lớn nhất là 42 kW 42 nên số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 2 = 21 kw là n1 = 1 (thiết bị). - Tổng công suất của n1 thiết bị: P1 = 42( kW ) Ta có: 16 n1 1 n* = = = 0,077 n 13 P1 42 P* = = = 0,39 P 107,66 0,95 nh q = * = 0,4 ( P ) (1 - P * )2 * 2 + n* 1 - n* Hệ số thiết bị hiệu quả: nhq = n. nh q = 13 × 0,4 = 5,2 chọn nhq= 5 * Hệ số cực đại k max của nhóm 1: k max = 1 + 1,3 √ ❑ Xác định phụ tải động lực của nhóm 1: n P dl 1 = k max.
tg ( φ ) = 64,596 × 1,049 = 67,761 ( kVAr ) Nhóm thiết bị 2: Bảng 1- 2. Thông số tính toán nhóm 2 STT Tên máy Vị trí K sd φ P d (kW) 1 Máy tiện bu lông 4 0,3 0,65 3,08 2 Máy tiện bu lông 5 0,3 0,65 6,3 3 Máy phay 6 0,26 0,56 2,1 4 Máy phay 7 0,26 0,56 3,9 5 Máy tiện bu lông 12 0,3 0,58 2,1 6 Máy tiện bu lông 13 0,3 0,58 3,9 7 Máy tiện bu lông 14 0,3 0,58 4,2 8 Máy tiện bu lông 15 0,3 0,58 4,2 9 Máy tiện bu lông 16 0,3 0,58 7,7 10 Máy ép nguội 23 0,47 0,70 63 11 Máy tiện bu lông 24 0,3 0,58 14 17 Tổng 114,48 - Hệ số công suất trung bình của nhóm 2: ❑ 74,495 ∑ ❑ Pi. cos cos φ i = 114,48 = 0,65 cosφ = ❑ - Hệ số ksd của nhóm 2: ❑ 44,814 ksd = ∑ Pi. ksdi = = 0,39 ❑ 114,48 ❑ - Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 2: Ta thấy công suất lớn nhất là 63 kW 63 nên số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 2 = 31,5( kW ) là n1 = 1 (thiết bị).
- Tổng công suất của n2 thiết bị: P1 = 63( kW ) Ta có: n1 1 n* = = = 0,09 n 11 P1 63 P* = = = 0,55 P 114,48 0,95 nh q = * = 0,265 ( P ) (1 - P * )2 * 2 + n* 1 - n* nhq = n .0,265 = 2,915 * ; chọn =3 - Hệ số cực đại k max của nhóm 2: k max = 1 + 1,3 √ ❑ - Xác định phụ tải tính toán của nhóm 2: n - P dl 2 = k max. Thông số tính toán nhóm 3 STT Tên máy Vị trí K sd φ P d (kW) 1 Cẩu trục 21 0,25 0,67 18,2 2 Máy ép quay 28 0,45 0,58 30,2 3 Máy khoan 29 0,27 0,66 1,68 4 Máy khoan 30 0,27 0,66 1,68 5 Máy xọc (đục) 32 0,40 0,6 5,6 6 Máy xọc (đục) 33 0,40 0,6 7,7 7 Máy ép quay 34 0,45 0,58 42 8 Máy tiện bu lông 35 0,32 0,55 3,08 9 Máy tiện bu lông 36 0,32 0,55 3,92 10 Máy tiện bu lông 37 0,32 0,55 6,3 11 Máy tiện bu lông 38 0,32 0,55 7,7 Tổng 128,06 - Hệ số công suất trung bình của nhóm 3: ❑ 75,8176 ∑ ❑ Pi. cos cos φ i = 128,06 = 0,592 cosφ = ❑ - Hệ số ksd của nhóm 3: ❑ 50 ∑ ksd= ❑ Pi. ksdi = 128,06 =0,39 ❑ 19 - Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 3: Ta thấy công suất lớn nhất là 42 (kW) 42 nên số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 2 = 21( kW ) là n1 = 2 (thiết bị).
- Tổng công suất của n1 thiết bị: P1 = 72,2 ( kW ) Ta có: n1 2 n* = = = 0,182 n 11 P1 72,2 P* = = = 0,564 P 128,06 0,95 nh q = * = 0,48 ( P ) (1 - P * )2 * 2 + n* 1 - n* nhq = n .0,48 = 5,28 ; chọn nhq =5 * - Hệ số cực đại kmax của nhóm 3 k max = 1 + 1,3 √ ❑ - Xác định phụ tải tính toán của nhóm 3: n P dl 2 = k max. 1,361 = 102,775 ( kVAr ) Nhóm thiết bị số 4: Bảng 1- 3. Thông số tính toán nhóm 4 STT Tên máy Vị trí K sd φ P d (kW) 1 Máy tiện bu lông 25 0,3 0,58 14 2 Máy mài nhẵn tròn 26 0,44 0,63 3,9 3 Lò gió 31 0,53 0,90 7,7 4 Máy mài 39 0,45 0,63 6,3 20 5 Máy hàn 40 0,46 0,82 42 6 Máy quạt 41 0,65 0,78 6,3 7 Máy quạt 42 0,65 0,78 7,7 8 Máy hàn 43 0,46 0,82 39,2 9 Máy cắt tôn 44 0,27 0,57 3,9 10 Máy quạt 45 0,65 0,78 10,5 Tổng 141,5 - Hệ số công suất trung bình của nhóm 4: ❑ 109,393 ∑ ❑ Pi. cos cos φ i = 141,5 = 0,773 cosφ = ❑ - Hệ số ksd của nhóm 4: ❑ 67,162 ∑ ❑ Pi.
ksdi = 141,5 = 0,475 k sd = ❑ - Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 4: Ta thấy công suất lớn nhất là 39,2 39,2 (kW) nên số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 2 = 19,6( kW ) là n1 = 2 (thiết bị). - Tổng công suất của n1thiết bị: P1 = 81,2( kW ) Ta có: n1 2 n* = = = 0,2 n 10 P1 81,2 P* = = = 0,57 P 141,5 0,95 nh q = * = 0,51 ( P ) (1 - P* )2 * 2 + n* 1 - n* nhq = n .0,51 = 5,1 ; chọn nhq = 5 * - Hệ số cực đại kmax của nhóm 4: 21 k max = 1 + 1,3 √ ❑ Xác định phụ tải tính toán của nhóm 4: n - P dl 4 = k max. Kết quả tính toán phụ tải động lực 4 nhóm Thông số φ K sd P ttdl ( kW ) Q ttdl ( kVAr ) 1 0,69 0,4 64,596 67,761 2 0,65 0,39 70,096 81,942 3 0,592 0,39 75,514 102,775 4 0,773 0,475 97,46 80 Tổng 307,666 332,478 1. Xác định phụ tải tính toán toàn phân xưởng Phụ tải tác dụng (động lực) của toàn phân xưởng: 4 P dltpx = k dt .307,666 = 246,133 ( kW ) 1 Trong đó k đt là hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kdt = 0,8.
Phụ tải phản kháng của toàn phân xưởng: 4 Q dltpx = K dt .