Tính cân bằng năng lượng điện –nước

Chương 9 : TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN –NƯỚC 9.1. TÍNH TOÁN CUNG CẤP ĐIỆN NĂNG: – Năng lượng sử dụng chủ yếu là điện năng do mạng điện thành phố cung cấp và sử dụng mạng điện 3 pha: 220V/380V. Ngoài ra để đảm bảo tính liên tục trong sản xuất, nhà máy trang bị thêm một máy phát điện dự phòng. Công suất cần có được tính theo công thức : Pc = Kc . Trong đó: Kc : hệ số sử dụng không đồng nhất, Kc<1 : tổng công suất đặt, kw – Suy ra tổng công suất 1 năm: = Pc x tn tn : số giờ sử dụng điện trong 1 năm, (h/năm) 9.1.1. Tính điện dùng cho chiếu sáng: Bảng 9.1: Kết quả tính được. Đối tượng chiếu sáng (W) Kc Pc (kw) tn (h/năm) (kwh/năm) PX sản xuất 14400 0,9 12,96 7200 93312 Kho nguyên liệu 1056 0,8 0,845 2700 2281,5 Kho thành phẩm 960 0,8 0,768 2700 2073,6 Khu hành chính 4320 0,8 3,456 2700 9331,2 Nhà ăn 720 0,7 0,504 3600 1814,4 PCCC 64 0,7 0,045 3600 162,0 Nhà xe 400 0,8 0,320 3600 1152 Garage 432 0,8 0,346 3600 1245,6 Nhà bảo vệ, phòng chờ 120 0,9 0,180 4200 756,0 Nhà vệ sinh 192 0,7 0,134 3900 522,6 Trạm biến áp 120 1 0,120 7200 864,0 Trạm bơm 120 0,8 0.096 1800 172,8 Cổng chính 1000 0,9 0,900 4200 3780 Đường giao thông 10762 0,8 8.6 4200 36160 Tổng (A1) 153627 9.1.2.Điện dùng cho sản xuất + Chọn máy bơm có công suất 10kw. Bảng 9.2: Kết quả tính được. STT Loại phụ tải Số lượng (kw) Kc Pc (kw) tn (h) (kwh/năm) 1 Máy trộn 2 40 0.9 36 7200 259200 2 Máy nấu 1 20 0.8 16 7200 115200 3 Máy nghiền 1 15 0.8 12 7200 86400 4 Máy lọc 1 10 0.8 8 7200 57600 5 Máy cán 1 12 0.8 9.6 7200 69120 6 Máy quấn 1 7.5 0.7 5.25 7200 37800 7 Máy in hoa 2 20 0.8 16 2400 38400 Tổng (A2) 663720 Tổng lượng điện sử dụng trong 1 năm cho toàn nhà máy = ( A1 + A2 )* = ( 153627+663720 )*1,03 = 841868 (kwh) Trong đó: A2 : điện năng tiêu thụ cho sản xuất, (KWh). A1 : điện năng dùng cho chiếu sáng, (kWh). : hệ số tiêu hao trên mạng điện, chọn = 1.03 9.1.3.Tính hệ số công suất và thiết bị bù – Công suất lưới điện 3 pha được xác định như sau: Với: U : điện thế lưới điện, V I : cường độ dòng điện, A cos: hệ số công suất. Suy ra: , A – Trong quá trình chuyển tải sử dụng điện nếu cosbé sẽ gây ra những tác hại sau: + Tổn thất điện năng trên lưới điện lớn. + Hiệu suất của thiết bị kém. + Hạn chế khả năng truyền tải công suất do công suất phản kháng lớn. Tính dung lượng bù: , KVA Trong đó: Ptb = /tn : công suất trung bình, kw tn = 4200 h/năm. : ứng với cos thực của nhà máy (cos1= 0,27 – 0,85) : ứng với cos tối ưu (cos2 = 0,9 – 0,95) – Ta chọn: cos1 = 0,7 tg= 1,02 cos2 = 0,9 tg = 0,484 – Suy ra: Qtb =841868/4200 =200kw Suy ra : Qb=200x(1,02-0,484) = 107.2kVA Chọn thiết bị bù: Các thiết bị bù thường dùng là: tụ điện, máy đồng bộ hay không đồng bộ, động cơ không đồng bộ được kích thích từ để đồng bộ hóa. Ta chọn tụ điện: + Điện áp làm việc: 380V + Khối lượng: 60kg + Cộng suất một tụ: q = 50KVA + Điện dung: 1102F + Chiều cao: h = 725mm – Số tụ cần dùng: N =Qb/q = 107.2/50 =2,14 Vậy ta cần 3 tụ điện. – Hệ số công suất sau khi bù: Trong đó: tg= 1,02 Qc = Ntđ*q = 3*50 = 150 KVA Px = 0,4%*Qc = 0,6 KVA Suy ra: tg = 200x1.020 -150/200 +0,6 =0.269kva cos = 0,99 9.1.4.Chọn máy biến áp – Công suất biểu kiến của máy biến áp: KVA sữa lại 841868/0.99x4200= 202 – Công suất của máy biến áp: Sđm = 80%*S= 0,8* 202= 161.6 KVA – Chọn máy và số lượng máy biến áp: Dựa vào Sđm , ta chọn 1 máy biến áp + Dung lượng định mức: 560KVA + Điện áp giới hạn trên cuộn sơ cấp: 10KV + Điện áp giới hạn trên cuộn thứ cấp: 6,3KV + Tổn thất không tải: Po = 3,35KW + Tổn thất ngắn mạch: Pn = 9,4KW + Dòng không tải: Io = 6,5A 9.1.5. Chọn máy phát điện dự phòng: – Để đảm bảo tính liên tục trong sản xuất trong trường hợp bị mất điện, phân xưởng cần trang bị thêm một máy phát điện dự phòng. – Máy phát điện dự phòng cần có công suất đủ để cung cấp điện năng cho toàn bộ phân xưởng. – Hiệu suất sử dụng của máy phát điện, H = 85%. – Công suất cần có của máy phát điện: Ptb /0,85 = 235,3 (KW) Chọn một máy phát có công suất 500 KW. 9.2.Tính Toán lượng nước sử dụng : 9.2.1.Tính cấp thhoát nước : Nước tiêu thụ ở nhà máy bao gồm nước dùng cho sinh hoạt,sản xuất và nước phòng cháy chữa cháy. Nước dùng cho sinh hoạt là nguồn nước máy thành phố. Nước dùng cho sản xuất và phòng cháy chữa cháy là nước ngầm (nước giếng) 9.2.2.Nước dùng cho sinh hoạt: Nước dùng cho công nhân trực tiếp sản xuất: – Aùp dụng công thức sau: DCN = K.n.N.q Trong đó: K = 2,5 : hệ số không điều hòa. N = 60 : số công nhân trực tiếp sản xuất. n = 3 : số ca sản xuất mỗi ngày. q = 25 l/người/ca : tiêu chuẩn sử dụng nước trên đầu người. – Suy ra : DCN = 2,5*60*3*25/1000 = 11.25 m3/ngày. Nước dùng cho các nhân viên khác: – Aùp dụng công thức sau: DNV = K1.N1.n1.q1 Với : K1 = 3 : hệ số không điều hòa. N1 = 47 nhân viên. q1 = 15 l/người/ca. n1 = 3 : số ca làm việc trong một ngày. – Ta được: DNV = 3*47*15*3 = 6.3 m3/ngày. Tổng lượng nước dùng cho sinh hoạt: DSH = DCN + DNV = 11.25 + 6.3 = 17.55 m3/ngày. 9.2.3. Nước dùng để tưới cây xanh: – Ta lấy bằng 10% tổng lượng nước sinh hoạt: DCX = 10%DSH = 1,76 m3/ngày. 9.2.4. Nước dùng cho chữa cháy: – Để phòng cháy chữa cháy trong sản xuất, ta bố trí 2 vòi cứu hỏa xung quanh 2 góc nhà sản xuất chính, 2 vòi ở 2 kho thành phẩm và kho nguyên liệu. Các vòi này phải hoạt động liên tục trong 3 giờ liền và lưu lượng của mỗi vòi ít nhất phải đạt là 5l/s. Ở đây ta chọn lưu lượng là 10l/s. – Vậy lượng nước cần cho một ngày là: Nước dùng cho sản xuất: Nước dùng để giải nhiệt cho máy lọc,máy cán,dàn quấn: – Theo chương tính toán và chọn thiết bị ta có lưu lượng nước làm nguội: GN = 0,187kg/s. – Lưu lượng nước cần dùng cho 1 máy đùn thổi trong 1 ngày: = 16,3 m3/ngày. 9.2.6. Tổng lượng nước nhà máy sử dụng trong một ngày: – Không kể đến nước chữa cháy: D =DSH +DCX+DSX =17.55 +1.76 + 16.3 =35.61 m3/ngày. – Nếu kể đến lượng nước chữa cháy: D1 =D +DCC =35.61 +432 = 467,61 m3/ngày. 9.2.7. Tính thiết bị cung cấp, dự trữ nước: 9.2.7.1. Tính đài nước: Thể tích chứa của đài nước: – Nhằm cung cấp nước đến các nơi tiêu thụ trong nhà máy thuận tiện, ổn định, ta trang bị cho nhà máy một đài nước để phân phối nước. – Thể tích chứa của đài phải đảm bảo cung cấp đầy đủ nhu cầu nhà máy đồng thời có thể dự trữ nước để cung cấp trong 4h liên tục nếu có sự cố ở hệ thống bơm. – Dung tích bồn cần thiết: VB = 4XD /24 +D =4x35.61/24 + 35.61 =41.55m3 – Dựa vào thể tích của bồn ta chọn, bồn hình trụ có: + Thể tích khoảng 50 m3 + Đường kính: 4m + Chiều cao: 5m + Đặt cách mặt đất: 6m Chọn bơm: – Dựa vào lượng nước cung cấp trong một giờ ta chọn bơm ly tâm, với công suất 2m3/h 9.2.7.2. Bể nước dự trữ: – Có nhiệm vụ dự trữ nước để đảm bảo cung cấp nước cho nhà máy trong 2 ngày liên tục khi hệ thống cấp nước của nhà máy có sự cố xảy ra. – Lượng nước dự phòng: VN = 2x35.61 =71.22m3 – Chọn bể chứa có dạng hình chữ nhật có thể tích: 72 m3 – Với các kích thước như sau: + Dài: 6m + Rộng: 4m + Cao: 3m + Bể được xây dựng ngầm dưới mặt đất.