Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Физико-географические условия участка 6
2 Общие сведения о предприятии теплоэнергооборудования 7
3 Краткая характеристика исследуемого оборудования 11
3.1 Погружные центробежные насосы 12
3.2 Погружные электродвигатели 14
3.3 Гидрозащита погружных электродвигателей 15
3.4 Трансформаторы установки электроцентробежного насоса 17
3.5 Устройства станций управления и защиты для автоматизации погружных электроцентробежных насосов 19
3.6 Кабельные линии установки электроцентробежного насоса 22
4 Перспективы развития оборудования артезианских скважин 24
4.1 Структура электротехнического комплекса установки электроцентробежного насоса 27
4.2 Энергосбережение в установке электроцентробежного насоса 31
5 Методика инженерного расчёта параметров установки электроцентробежного насоса для артезианской скважины 37
6 Расчеты исследования 47
6.1 Расчёт кабельной линии 47
6.2 Выбор трансформатора и расчёт потерь напряжения 49
6.3 Расчёт автономного инвертора напряжения пч для погружного асинхронного 53
6.4 Расчёт выпрямителя 58
6.5 Расчёт фильтра выпрямителя 60
6.6 Расчёт снаббера 63
6.7 Выходной фильтр для пч 66
6.8 Экономический расчёт 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 76
Предприятие теплоэнергооборудования расположено в г. Челябинске с собственным водозаборным участком на своей территории.
В соответствии с данными обследованиями общая потребность в воде с учетом перспективного развития Цеха-1 составляет 144 м3/сут или 19,44 л/с при работе насоса 20 часов.
В настоящее время водоснабжение промплощадки Цеха-1предприятия осуществляется за счет водопровода г. Челябинска и, частично, за счет отбора подземных вод разведочно-эксплуатационными скважинами № 1 и 2 (рабочая и резервная). Водоотбор из скважин составляет 600 м3/сут. В городском водопроводе бывают перебои в водоснабжении. Требуется резервный автономный источник водоснабжения за счет подземных вод. В дальнейшем для бесперебойного водоснабжения Цеха-1предприятия были построены 2 разведочно-эксплуатационные скважины с дебитом 20 м3/сут или 5,6 л/с у каждой скважины.
В настоящее время возможность выработки поставки воды в заданном режиме пользования скважиной составляет 20 м3/сут. В связи с тем, что производительность насоса составляет 32 м3/сут, что превышает возможности скважины по перекачке воды, оборудование работает «всухую», соответственно, затягивая воздух, система будет работать неудовлетворительно.
Соответственно, во избежание ситуации с поломкой УЭЦН, возникает необходимость установки насоса с меньшей производительностью, чем дебит скважины.
Таким образом, для оптимальных условий водозабора из скважины требуется проведение модернизации электрооборудования, включающей в себя технический расчет показателей для установки электроцентробежного насоса и расчет эффективности добычи питьевой воды собственного производства.
Исходя из технико-экономических возможностей заказчика площадь участка заложения скважин ограничивается территорией радиусом 0,6 км от предприятия, с учетом возможности создания трех поясов зоны санитарной охраны.
Цель: повышение эффективности добычи питьевой воды собственного производства.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
а) выполнение расчета электромеханических характеристик электродвигателя и насоса;
б) решение вопроса энергосбережения;
в) выбор кабельной продукции и силовых трансформаторов
г) выбор оборудования для частотного регулирования
Объект: артезианские скважины энергоцеха.
Предмет: установка электроцентробежного насоса.
В представленной выпускной квалификационной работе было разработано оборудование установки электроцентробежного насоса (УЭЦН), применяемой на артезианских скважинах для добычи воды.
В пояснительной записке был произведен выбор погружного электродвигателя (ПЭД), электроцентробежного насоса (ЭЦН), расчет кабельной линии, трансформатора и частотного преобразователя. Было проведено сравнение российский и зарубежных технологий и рассмотрены требования к оборудованию ЭЦВ, а также приведен экономический расчет.
В экономическом разделе были рассчитаны затраты и показатели экономической эффективности по замене насосов на 2 скважинах, которые подтверждают эффективность капиталовложений.
Таким образом, на основании всего вышесказанного мы можем сделать следующие основные выводы:
а) УЭЦН - представляет собой сложный ЭТК, состоящий из взаимодействующих физически разнородных подсистем.
б) Применяемые к установке на артезианских скважинах силовые трансформаторы типа ТМГ имеют ряд преимуществ: отсутствие необходимости проводить отбор проб масла; сокращение расходов на предпусковые работы; минимизация затрат на эксплуатацию; сокращение профилактических работ.
в) Положительными моментами применения СУиЗ «Лоцман+» являются: гибкая настройка защит; настройка станции не требует дополнительного оборудования и высокой квалификации; невысокая стоимость.
г) Основным из перспективных направлений развития оснащения артезианских скважин является применение частотных преобразователей для регулирования, управления и соблюдением режимов энергосбережения.
д) Основными преимуществами частотного регулирования являются автоматизация производственных процессов, экономичность, высокое качество получаемой продукции, надежность и долговечность работы системы за счет снижения пусковых токов, устранения перегрузок.
е) Применение в качестве электропреобразователя регулятора частоты вращения вала ЦН повышает надежность УЭЦН в 2-3 раза.
ж) В ходе подбора параметров УЭЦН были определены: плотность системы «вода - газ» на участке «забой - прием насоса», забойное давление, глубина расположения динамического уровня, давление на приеме насоса, глубина подвески насоса, глубина спуска насоса, температура пластовой жидкости, необходимый напор, подача насоса, скорость вращения ЭЦН, скорректированное число ступеней, напорно-расходная характеристика, рабочая характеристика скважинной магистрали, мощность насоса, типоразмер электродвигателя, штатный двигатель.
з) К установке от станции управления до артезианских насосов принимается кабель ВПП 3(1x10).
и) Использование в сглаживающем фильтре ЧП серии ЗСС НЗТМ фирмы EPCOS.
к) Для установления показателя эквивалентного напряжения, равного 0,15 Ом (мощность 20 Вт), необходимо использование резистора снаббера, состоящего из 10 параллельно соединенных 2 -х ваттных сопротивлений (МЛТ 1,5 Ом ± 10 %).
л) В результате мероприятий по замене насосов на двух скважинах, дополнительная добыча воды составила 11142,72 т/год. Себестоимость добычи одной тонны воды снизилась на 1,57 руб. Экономический годовой эффект составил 5346704,72 руб, а срок окупаемости 0,09 года.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
