📄Работа №207318
Тема: Автоматизация насосного агрегата на нефтеперекачивающей станции
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
138 листов
Год:
2020
Просмотров:
41
4930
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
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
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
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе исследуется проблема автоматизации управления магистральным насосным агрегатом (МНА) на нефтеперекачивающей станции (НПС) с целью стабилизации расхода перекачиваемой нефти. Актуальность исследования обусловлена необходимостью минимизации энергозатрат и экономических потерь, возникающих из-за непостоянства рабочих параметров насосов под воздействием возмущающих факторов при транспортировке углеводородов на большие расстояния. Основным результатом работы является разработка и моделирование системы регулирования подачи МНА, основанной на методе изменения частоты вращения рабочего колеса насоса с применением частотного преобразователя. Выбор данного метода обоснован его экономичностью, способностью облегчить синхронизацию работы станций и предотвратить гидравлические удары. В ходе исследования были построены функциональная, структурная и мнемосхемы системы, а также выполнено имитационное моделирование в среде графического программирования. Результаты моделирования подтвердили эффективность предложенного решения: время разгона электропривода составило 0,73 с при допустимых 0,8 с, а перерегулирование по подаче и разгону было сведено к нулю, что полностью удовлетворяет техническому заданию. Научная значимость работы заключается в разработке адаптированной модели управления, а практическая – в возможности внедрения данной системы для оптимизации технологического процесса на действующих НПС. Теоретической основой исследования послужили труды таких авторов, как O. Aidan, рассматривающий настройку ПИД-регуляторов, L. Bachus, описывающий принципы работы центробежных насосов, а также стандарты API 610 и работы, посвященные методам идентификации процессов, подобные исследованию W.J. Cai.
📖 Введение
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.
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.
✅ Заключение
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
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
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.