Тема: Реконструкция системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия

Реконструкция системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия отражает актуальную стратегию повышения надёжности и эффективности объектов энергетической инфраструктуры.
Сегодня наблюдается ускоренный износ оборудования на подобных узлах, что приводит к росту аварийных отключений и росту расходов на планово-предупредительные ремонты.
Инженерные решения, предлагаемые современным рынком, включают инновационные коммутационные аппараты, цифровые средства мониторинга и оптимизированные схемы управления, позволяющие обеспечить гарантированное энергоснабжение потребителей различной категории, включая объекты первой группы надёжности.
Устойчивый интерес к обновлению подстанций подтверждается рядом государственных программ, ориентированных на модернизацию важнейших элементов электросетевого хозяйства в условиях возросшей нагрузки и ужесточения требований по безопасности.
В частности, нормативная база в Российской Федерации устанавливает комплекс регламентов, ориентированных на надёжность, безопасность, бесперебойность и стабильность функционирования подобного рода объектов, а также предусматривает строгие критерии энергосбережения и ответственности за возможные нарушения основных положений нормативно-правовых документов [8], [9], [10], [19].
Известно, что применение новых устройств и технологий требует всестороннего анализа, поскольку переход на современное оборудование затрагивает не только аппаратную составляющую, но и алгоритмы эксплуатации, включая компьютерное моделирование и дистанционную диагностику.
Таким образом, указанные аспекты формируют актуальность настоящей работы.
Кроме того, практический эффект работы, помимо расширения материальной базы и получения большего объёма выпускаемой продукции и прибыли, также состоит в улучшении качества электроэнергии и сокращении аварийных отключений, что положительно сказывается на экономических результатах, сроках изготовления конечной продукции и
конкурентоспособности предприятия на рынке производства аммиака.
Основная цель работы заключается в разработке технических и организационных мероприятий, способных обеспечить надлежащее качество и надёжность электроснабжения потребителей при минимальных рисках аварий и технологических сбоев, при проведении реконструкции системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия.
Объект исследования охватывает все структурные элементы системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия: распределительные устройства и их оборудование, силовые трансформаторы, питающие и отходящие линии.
Предмет исследования состоит в способах и методах повышения надёжности, энергоэффективности, безопасности, экономичности и технологической гибкости системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия вследствие проведения её реконструкции.
Достижение заявленного результата требует постановки ряда исследовательских и проектных задач:
- анализ исходных данных, отражающих текущее состояние схем электрических соединений и основного оборудования;
- оценка электрических нагрузок с учётом будущего увеличения потребления электроэнергии путём ввода в эксплуатацию новых потребителей производства аммиака химического предприятия;
- расчёт и проверка технических решений в системе электроснабжения производства аммиака химического предприятия;
- выбор и проверка современной системы релейной защиты и автоматики с целью её внедрения на ПП1 производства аммиака химического предприятия.
Основные методы исследования, применяемые в работе, базируются на расчётах установившихся режимов, аналитических способах определения нагрузок и моделировании нормальных и аварийных процессов, позволяющем прогнозировать влияние на оборудование, технических параметров нормативных условий и ненормальных режимов работы системы.
В процессе работы также учитывается практический опыт аналогичных проектов в отрасли.
Приведённая структура работы позволяет сформировать комплексное решение по проведению реконструкции системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия, отвечающее современным требованиям надежности, безопасности и рентабельности, а также обеспечивает всесторонний учет актуальной нормативной базы и потенциальных рисков, связанных с функционированием объекта исследования.

Купить

В работе разработаны, обоснованы, исследованы и предложены мероприятия по реконструкции системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия.
Установлено, что рассматриваемая в работе система электроснабжения производства аммиака химического предприятия включает несколько основных составляющих:
- главная понизительная подстанция 110/10 кВ (Г11П-110/10 кВ) - расположена на территории предприятия и функционирует как тупиковая понизительная подстанция, обеспечивая передачу и распределение электроэнергии потребителям данного предприятия на номинальном напряжении 10 кВ;
- шесть цеховых понизительных двухтрансформаторных подстанций 10/0,4 кВ (ТП-10/0,4 кВ) - предназначены для понижения напряжения 10 кВ, которое ТП-10/0,4 кВ получают от шин РУ-10 кВ Г11П-110/10 кВ;
- потребители 0,38/0,22 кВ - отдельные механизмы и агрегаты,
работающие на номинальных напряжениях 0,38 кВ (трёхфазные потребители) и 0,22 кВ (однофазные потребители, включая
освещение).
В результате проведения анализа исходных данных показано, что в системе электроснабжения производства аммиака химического предприятия, увеличивается мощность нагрузки в связи с вводом в эксплуатацию новых потребителей, что приводит к необходимости внесения изменений в схему электрических соединений.
Предложены и обоснованы следующие мероприятия по реконструкции однолинейной схемы системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия, с учётом модернизации её оборудования:
- в связи с расширением производства, требуется значительное увеличением производственных мощностей, поэтому вводятся в эксплуатацию два новых объекта, получающих питание от собственных цеховых трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ;
- в РУ 110 кВ питающей Г1П1-110/10 кВ предлагается заменить ранее применяемую схему 110-4 «Два блока с отделителями и неавтоматической перемычкой со стороны линий», состоящей из двух разъединителей, на современную схему 110-4Н «Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий», а также вместо устаревшего и громоздкого ОРУ 110 кВ с устаревшими масляными баковыми выключателями, разъединителями и разрядниками, применить современный тип КРУЭ 110 кВ с соответствующими оборудованием;
- в РУ 10 кВ подстанции предлагается оставить без изменения схему 10-9 «Одна рабочая секционированная выключателем система шин» с раздельным питанием секций и АВР на секционном выключателе, однако планируется дополнительно задействовать четыре ячейки для обеспечения электроснабжения новых потребителей на напряжении 10 кВ и заменить устаревшие и неэффективные масляные горшковые выключатели и разрядники, соответственно, на современные выключатели с вакуумной изоляцией и ограничители перенапряжения (с заменой устаревших ячеек, находящиеся в неудовлетворительном состоянии, на современные модификации), также рекомендована замена трансформаторов напряжения 10 кВ на более современные и надёжные разработки.
Проведены расчёты максимальной нагрузки в системе
электроснабжения производства аммиака химического предприятия после внедрения мероприятий по реконструкции:
- отдельных участков на напряжении 10 кВ;
- суммарной нагрузки системы электроснабжения объекта.
При расчёте нагрузки подстанции применялся рекомендованный метод коэффициента спроса.
Полученные результаты расчёта электрических нагрузок используются для выбора и проверки технических решений в системе электроснабжения производства аммиака химического предприятия в результате проведения её реконструкции.
В результате проведения расчётов установлено, что на подстанции 110/10 кВ системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия установленные до реконструкции силовые трансформаторы марки ТДН-16000/110 не нуждаются в замене, так как они соответствуют условиям проверки по расчётной нагрузке потребителей подстанции вследствие увеличения её нагрузки, а также отвечают условиям проверки по нагрузочной способности в нормальном режиме работы и перегрузочной способности в послеаварийном режиме работы.
Проведён расчёт токов КЗ и ударных токов в максимальном режиме на объекте.
Установлено, что электрооборудование, выбранное по результатам расчётов, должно обладать достаточной термической и динамической стойкостью, а также безопасно выдерживать расчётные значения токов короткого замыкания без повреждений и нарушения работоспособности.
Установлено, что применение указанных типов проводников (проводов АААС-Z и кабелей АСБ-10) позволяет не только обеспечить текущие потребности реконструируемой системы электроснабжения производства аммиака, но и создать условия для перспективного развития предприятия в условиях дальнейшего роста нагрузки.
В результате проведения реконструкции схемы и модернизации оборудования системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия, выбраны и укомплектованы современным коммутационным и защитным оборудования, современные типы и марки РУ.
Показано, что выбранные типы и марки распределительных устройств (КРУЭ серии ЯГТ-110 и КРУ 2-10 К2-МУ) отвечают всем необходимым требованиям безопасности, экономичности и надёжности работы на реконструируемой подстанции Г1П1-110/10 кВ производства аммиака, что позволяет обеспечить бесперебойность технологического процесса, минимизировать риски аварий и отказов электрооборудования, а также существенно снизить эксплуатационные и капитальные затраты.
Показано, что применение микропроцессорных терминалов релейной защиты и автоматики серии БЭ2502Б на химическом предприятии является эффективным техническим решением, которое обеспечивает комплексную защиту электрооборудования, оперативность реагирования на аварийные ситуации и повышение надёжности электроснабжения, что особенно важно в условиях химического производства, требующего высокой степени безопасности и бесперебойности технологического процесса.
Таким образом, в результате выполнения работы сформировано и обосновано комплексное решение по проведению реконструкции системы электроснабжения производства аммиака химического предприятия, отвечающее современным требованиям надежности, безопасности и рентабельности, а также обеспечивает всесторонний учет актуальной нормативной базы и потенциальных рисков, связанных с функционированием объекта исследования.

Купить