АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
2 ВЫБОР СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ
АППАРАТОВ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗА 20
2.1 Характерные особенности САУ АВО газа 20
2.2 Одноконтурная САУ АВО газа с ПИД-регулятором в прямой цепи и
апериодическим фильтром на входе 22
2.3 Одноконтурная САУ АВО газа с ПИ-регулятором в прямой цепи и
апериодическим фильтром на входе 27
2.4 Одноконтурная САУ АВО газа с И-регулятором в прямой цепи и
форсирующим звеном в цепи обратной связи 34
2.5 Двухконтурная САУ АВО газа с И-регулятором в прямой цепи и
форсирующим звеном в цепи обратной связи 39
2.6 Сравнение САУ АВО газа 44
3 РЕАЛИЗАЦИЯ САУ АВО ГАЗА 46
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЧРП АВО ГАЗА .... 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
В настоящее время предприятия газовой отрасли уделяют большое внимание совершенствованию и повышению энергоэффективности технологических процессов. При транспортировке газа по трубам газ необходимо охладить, так как перед охлаждением - газ сжимают(компримируют). Типовые установки охлаждения газа (УОГ) устанавливают на компрессорных станциях. УОГ состоят из параллельно включенных аппаратов воздушного охлаждения (АВО) с вентиляторами, которых приводит в движение асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором.
Для управления системой охлаждения нужно подготовить: во-первых, довольно жесткие требования для поддержания нужной температуры газа на выходе из установки, во-вторых, режимы работы энергосберегающего блока охлаждения газа, т.к. установленная мощность электроприводов УОГ составляет около 1 МВт, и на нужды охлаждения газа на компрессорных станциях с газотурбинным приводом приходится около 60% расхода электроэнергии, потребляемой на производственные нужды. Эффективным способом решения проблемы является использование систем автоматического управления (САУ) на основе частотно-регулируемого привода (ЧРП) вентиляторов АВО, что определяет актуальность темы выпускной квалификационной работы.
Существует ряд научных работ, посвященных изучению проблем повышения энергоэффективности режимов работы системы воздушного охлаждения. В них показано, что использование частотного регулирования скорости вентиляторов аппарата воздушного охлаждения вместо используемого на большинстве КС дискретного регулирования (включения/выключения) двигателей вентиляторов оператором, обеспечивает существенную экономию электроэнергии на цели охлаждения. В известных работах исследованы вопросы математического описания АВО, оценено влияние алгоритмов управления на энергетические характеристики процесса охлаждения природного газа, рассмотрены оптимальные алгоритмы дискретного управления стационарными режимами УОГ с учетомэнергетической эффективности каждого аппарата, рассмотрены способы совершенствования энергетических характеристик АВО и снижения затрат на нужды охлаждения газа за счет прогнозирования электропотребления,
обсуждаются вопросы совершенствования алгоритмов управления АВО газа, предложены решения по обеспечению электромагнитной совместимости группы ЧРП с питающей сетью.
САУ АВО газа имеют ряд специфических особенностей, в частности, параметры объекта управления могут варьировать в значительных пределах вследствие изменения внешних условий и режима работы газопровода. Кроме того, для таких систем алгоритмы управления должны строиться таким образом, чтобы обеспечить требуемое качество переходных процессов не только для температуры газа, но и для частоты вращения вентиляторов.
Несмотря на значительное количество публикаций, ряд вопросов
совершенствования САУ АВО газа с учетом отмеченных требований к качеству управления и специфических особенностей объекта до настоящего времени остаются открытыми. Указанные обстоятельства определяют актуальность проблемы совершенствования алгоритмов управления, реализуемых САУ АВО газа.
В работе произведен сравнительный анализ традиционных и нетрадиционных
структур систем автоматического управления аппарататов воздушного охлаждения газа, в котором выявили, что наиболее благоприятной системой автоматического управления для АВО газа является одноконтурная САУ с И- регулятором и форсирующим звеном в цепи обратной связи, которая при различных исследованиях и проверках она показала наименьший процент перерегулирования при малом времени переходных процессов.
При исследовании мы выявили, что отказ от дискретной системы управления(вкл/выкл) положительно сказывается на работе системы, а также позволяет существенно сэкономить энергозатраты.
При выполнении работы использовались такие программы, как MC Exell, MC Word, Corell Draw, в которых были произведены схемы структур систем автоматического управления, построены графики и приведены расчеты и преобразования придаточных функций, которые позволили сделать более точный выбор при выполнении выпускной квалификационной работы.
