АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАСХОДА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ
ТРАНСПОРТИРОВКЕ ПО НЕФТЕМАГИСТРАЛИ 7
1.1 Нефтеперекачивающие станции 7
1.2 Насосные агрегаты на НПС 13
1.3 Факторы, влияющие на рабочие параметры насосного агрегата 16
1.4 Методы регулирования параметров насосов 17
1.4.1 Изменение количества работающих насосов и изменение схемы
соединения насосов на НПС 18
1.4.2 Замена и изменение диаметра рабочего колеса насосов 19
1.4.3 Дросселирование 19
1.4.4 Байпасирование 20
1.4.5 Регулирование изменением частоты вращения рабочего колеса
насоса 20
1.5 Обзор литературы 22
2 ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ МАГИСТРАЛЬНОГО
НАСОСНОГО АГРЕГАТА 26
2.1 Формулировка методики регулирования режима работы МНА 26
2.2 Физическая модель 31
2.3 Математическое описание 35
2.4 Структурная схема 51
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ МАГИСТРАЛЬНОГО НАСОСНОГО АГРЕГАТА 52
3.1 Описание программного обеспечения 52
3.2 Модель электродвигателя 52
3.3 Модель контура регулирования скорости вращения вала
электродвигателя 58
3.4 Модель контура регулирования подачи насоса 66
3.5 Анализ эффективности системы регулирования подачи насоса 78
4 МНЕМОСХЕМА МАГИСТРАЛЬНОГО НАСОСНОГО АГРЕГАТА 81
4.1 Система человеко-машинных интерфейсов SIMPLE-SCADA 81
4.2 Построение мнемосхемы магистрального насосного агрегата 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 85
ПРИЛОЖЕНИЯ
Российская Федерация является одной из крупнейших стран, занимающих лидирующие позиции в нефтепромысловой отрасли. Одной из причин этого достижения является непрекращающееся развитие и расширение системы трубопровода по всей стране. Как следствие огромной площади нашей Родины и дальности расположения нефтяных месторождений, в нефтяной промышленности присутствует необходимость в перекачке добытого либо переработанного сырья на большие расстояния с помощью эксплуатирования нефтеперекачивающих станций (НПС). При этом транспортировка нефти и нефтепродуктов сопровождается непостоянством, под действием возмущающих факторов, основных рабочих показателей магистральных насосных агрегатов (МНА), таких как подача и напор. Эти явления являются источником лишних энергозатрат, из-за чего вызывают экономические потери предприятий, эксплуатирующих НПС.
Целью данной выпускной квалификационной работы является построение системы регулирования расхода нефти в трубопроводе после МНА с помощью моделирования процесса работы насосного агрегата.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- анализ технологического процесса перекачки нефти;
- анализ типовых факторов являющихся источником вышеуказанных негативных явлений;
- анализ методов регулирования параметров насосов;
- формулирование и обоснование методики регулирования на основании существующих методов;
- представление технической реализации сформулированной методики;
- моделирование системы регулирования подачи МНА;
- анализ эффективности построенной системы.
Объектом управления данной работы является насос, входящий в состав магистрального насосного агрегата.
В результате выпускной квалификационной работы была рассмотрена система регулирования подачи магистрального насоса, используемого для технологического процесса перекачивания нефти и нефтепродуктов по нефтемагистрали.
Были рассмотрены методы регулирования параметров насосов и выбран один из них, основанный на изменении частоты вращения рабочего колеса насоса. Данный метод был выбран за счет его экономичности и облегчения синхронизации работы станций, а также избегания гидравлических ударов в нефтепроводе. На основании этого метода была описана применяемая в практике методика изменения скорости с применением преобразователей частоты переменного тока электродвигателей.
Были построены функциональные и структурная схемы, а также мнемосхема системы, основами которых являются физическая и математическая модели. А также осуществлена симуляция работы системы в среде графического программирования динамических процессов. Полученные результаты работы системы удовлетворяют техническому заданию и приведены ниже в таблице 9.
Таблица 9 - Сравнение результативных данных с техническим заданием
Параметр оценивания По техническому заданию Результаты моделирования
Время регулирования разгона электропривода, с не более 0,8 0,73
Перерегулирование разгона электропривода, % не более 20 0
Перерегулирование подачи магистрального насосного агрегата, % не более 10 0
Параметр оценивания По техническому заданию Результаты моделирования
Подача магистрального насосного агрегата, м3/ч 1100 1100
Отклонение от заданного значения подачи магистрального насосного агрегата, м3/ч не более 5 0
