Введение 4
1. Описание технологического процесса установки по переработке и
подготовке нефти 7
1.1.1. Применение устройств компенсации реактивной мощности 11
1.1.2. Расчет и выбор установки компенсации реактивной мощности КТП
6/0,4 кВт 16
1.1.3. Выбор ступени регулирования УКРМ 23
1.2. Улучшение условий самозапуска и автоматического повторного пуска
электроприводов 28
1.3. Выводы по главе 40
2. Назначение и краткая характеристика электродегидратора 41
2.1. Теоретические основы и механизм технологического процесса 43
2.1.1. Описание технологической схемы 44
2.1.2. Основные аппараты процесса и их характеристика 46
2.1.3. Структура и задачи АСУ ТП Электродегидратора №4 48
3. Изменение конструкции электродегидратора №4, решения недостатка существующей конструкции 57
3.1. Электрический клапан AUMA matic 65
3.2. Разработка и исследование блок - схемы автоматического
регулирования контроля межфазного уровня ЭД №4, через контроллер.. .69
3.3. Несанкционированный доступ ЭД №4 71
3.4. Выключатели путевые типа ВПВ - 4 72
4. Выводы по главе 76
Заключение 77
Список литературы
В настоящее время кратковременные нарушения электроснабжения (КНЭ) предприятий нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности служат основной причиной нарушений устойчивости нормальных режимов работы их многомашинных электротехнических систем (ЭТС). Следствием настоящих нарушений электроснабжения являются аварийные остановы технологических процессов вышеуказанных предприятий, характеризующихся высокими требованиями в части непрерывности, качества и надежности электроснабжения. Обозначенная выше проблема, обусловленная КНЭ, становится все более актуальной по мере усложнения технологических процессов промышленных предприятий с непрерывными технологическими процессами, а также использования микропроцессорных средств управления как отдельными технологическими установками, так и целыми технологическими комплексами.
Таким образом, задача повышения надежности электроснабжения Установки по Переработке и Подготовки нефти, в первую очередь требует разрешения сложившегося противоречия между их потребностями в бесперебойной работе и регламентированными нормами, приведенными в действующей нормативно-технической документации и отражающими интересы энергоснабжающих организаций. Здесь следует отметить, что для эффективного решения проблемы повышения надежности электроснабжения непрерывных производств к чему относиться и УППН, необходимо разработать и реализовать целый комплекс организационных и технических мероприятий, как со стороны промышленных предприятий, так и со стороны энергоснабжаюших организаций. Ввиду вполне понятных ограничений достаточно сложно реализовывать какие-либо мероприятия на уровне энергосистемы. Таким образом, в сложившейся ситуации решение проблемы обеспечения надежного и бесперебойного электроснабжения промышленных УППН, чувствительных к КНЭ, фактически возлагается на сами предприятия.
Данную составляющую убытков достаточно сложно определить количественно, однако не учитывать этот фактор в принципе неверно. Таким образом, повышение надежности электроснабжения и устойчивости ЭТС к кратковременным нарушениям электроснабжения является одной из первоочередных задач для УППН, степень работоспособности и исправное функционирование которого в настоящее время напрямую определяют стабильность экономического развития страны.
Для решения обсуждаемых проблем на сегодняшний день существуют различные подходы и методики, которые постоянно совершенствуются по мере развития соответствующей научно-технической базы [40, 41 и 49]. научных публикациях. Разработаны и успешно применяются специализированные программные продукты, предоставляющие возможность уточнить полученные ранее результаты и расширить представление о рассматриваемой области знаний. Наряду с этим опыт эксплуатации электротехнических систем промышленных предприятий с непрерывными технологическими процессами показывает нехватку научной базы для проведения расчетов и анализа режимных вопросов с целью принятия обоснованных и правильных решений, обеспечивающих приемлемые показатели надежности электроснабжения и устойчивости электротехнических систем данных предприятий на стадии их проектирования, эксплуатации и реконструкции.
Представляемая работа посвящена анализу режимов и устойчивости промышленных ЭТС с асинхронными машинами, разработке и оптимизации работы ЭД №4, а также повышения надежности и более полного использования существующего запаса устойчивости таких ЭТС в УШ1Н, что является актуальной научной и технической задачей.
Цель работы Разработка и исследование надежности Установки по Переработке и Подготовке нефти, устойчивости электроснабжения за счет применения новых технических решений, оптимизация работы ЭД №4, за счет изменения конструкции жесткого уравномера, расчет конденсаторной установки реактивной мощности для КТП - 3 6/0,4 кВт, исследование Электрических клапанов ЭД №4, и дополнительная защита персонала УППН от поражения электрическим током на площадке ЭД №4.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
1. Исследовать работу ЭД, обеспечить безаварийный режим в течении круглого года. Обеспечить безопасность оперативного персонала, работающего на УППН.
2. Проанализировать и систематизировать разработки по повышению надежности электроснабжения и устойчивости работы электротехнических систем с непрерывными технологическими процессами коим и является УИИН с целью обоснования их применимости на различных этапах создания и эксплуатации конкретных систем.
Актуальность и новизна работы:
1. полное автоматизирование технологической схемы электродегидратора через контроллер, для уменьшения риска возникновения короткого замыкания в аппарате,
2. Исследование ЭД №4, разработка схемы установки уровнемера ДУУ2М, для корректных показаний межфазного уровня в аппарате.
3. Исследование второпластовой сетки, с последующим внедерением в ЭД №4, для предотвращения образования эл дуги.
Объекты и методы исследования. Объектами исследования в предлагаемой работе являются отдельные узлы электродвигательной нагрузки и целые электротехнические системы предприятия Установки по Переработке и подготовки нефти на базе НГДУ «Прикамнефть». Результаты исследований проиллюстрированы разработкой и исследованием по повышению надежности электроснабжения и устойчивости конкретного объекта. В работе использовались положения и методы теории электрических цепей, теории электромагнитного поля, теории электрических машин, теории электропривода, математического и компьютерного моделирования электротехнических систем, элементы теории устойчивости электротехнических систем, система автоматизации, ЭД.
В представляемой работе получены следующие основные результаты.
1.Оценили и разработали мероприятия по повышению техники безопасности персонала от поражения электрическим током, на площадке ЭД №4.
2. Исследовали автоматизированные схемы электрических клапанов ЭД №4, разработали блок - схему по автоматизации ЭК ЭД №4 через уровномер ДУУ2М передающий сигналы контроллеру.
3. Предложили оптимизацировать работу электродегидратора №4, разработкой и изменение конструкции жесткого попловкого уровномера ДУУ2М.
4. Исследовали и рассчитали установку компенсацию реактивной мощности для КТП - 3, 6/0,4 кВт. Эти мероприятия позволят уменьшить нагрузки на трансформаторы, использовать провода, кабели меньшего сечения за счет уменьшения нагрузки на них, так как такая проблема существует с асинхронными электродвигателями в Сырьевой нефтенасосной.
5. Разработали и исследовали мероприятия по сокращение времени восстановления нормального режима работы. При реализации данного мероприятия решающую роль играет согласованность работы систем технологических и электрических защит, блокировок и автоматики. Дополнительно исследовали поведение ЭТС в послеаварийных режимах, когда многие параметры выходят из своих нормальных диапазонов.
1. Абдулов Н.А. Разработка и исследование автоматических устройств для повышения надежности работы электроустановок нефтеперерабатывающих заводов. Дисс. ... канд. техн. наук. - Баку, 1990.
2. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. -М: Высшая школа, 1991.
3. Белоусенко И.В., Дильман М.Д., Попырин Л.С. Энергетическая безопасность единой системы газоснабжения России. - М.; Наука, 2006.
4. Белоусенко И.В., Ершов М.С, Ковалев А.П., Якимишина В.В., Шевченко О.А. О расчете надежности систем электроснабжения газовых промыслов. -Электричество, 2004, № 3.
5. Беркович М.А., Комаров А.Н., Семенов В.А. Основы автоматики энергосистем. - М.: 1981.
6. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. - Л.: Энергия, 1980.
7. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. - М.: Высшая школа, 1985.
8. Вольдек А.И. Электрические машины. - 2-е изд. доп. и перераб. - Л.: Энергия, 1974.
9. Гамазин СИ., Садыбеков Т.А. Переходные процессы в системах электроснабжения с электродвигательной нагрузкой. - Алма-Ата: Гылым, 1991.
10. Гамазин СИ., Ставцев В.А., Цырук СА. Переходные процессы в системах промышленного электроснабжения, обусловленные электродвигательной нагрузкой. - М.: Издательство МЭИ, 1997.
11. Горюнов О.А. Метод оценки надежности и эффективности резервирования источников питания систем электроснабжения газоперерабатывающих комплексов. Дисс. ... канд. техн. наук. -М., 1999.
12. Горюнов О.А., Суржиков А.В. Экспресс анализ эффективности
применения частотно-регулируемого электропривода для
технологических установок нефтяной и газовой промышленности. Учебно-методическое пособие. - М.: РГУ нефти и газа, 2007.
13. ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
14. ГОСТ Р 54149-2010 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения (проект документа).
15. Гуревич Ю.Е, Кабиков К.В. Особенности электроснабжения, ориентированного на бесперебойную работу промышленного потребителя. - М.: ЭЛКС-КМ, 2005.
16. Гуревич Ю.Е., Либова Л.Е., Окин А.А. Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики в энергосистемах. - М.: Энергоатомиздат, 1990.
17. Егоров А.В., Леонова Н.Н., Садчиков Н.В. Некоторые вопросы резервирования энергоисточников объектов обустройства морских нефтегазовых месторождений. - Территория нефтегаз, 2010, № 11.
18. Егоров А.В., Новоселова Ю.В. Устойчивость крупных многомашинных промышленных комплексов как элемент надежности электроснабжения. - В кн. «Современные проблемы надежности систем энергетики: модель, рыночные отношения, управление реконструкцией и развитием». - М.; Нефть и газ, 2000.
19. Егоров А.В. Устойчивость промышленных электротехнических систем при возмущениях в системах электроснабжения. Дисс. ... докт. техн. наук. - М., 2004.
20. Ершов М.С., Егоров А.В., Анцифиров В.А., Суржиков А.В. К вопросу о количественной оценке взаимозависимости источников внешнего электроснабжения. - Промышленная энергетика, 2011, № 6.
21. Ершов М.С., Егоров А.В., Валов Н.В, Мукани Э.Б. О некоторых закономерностях областей устойчивости асинхронных электротехнических систем. - Промышленная энергетика, 2010, № 7.
22. Ершов М.С., Егоров А.В., Зарубицкая Ю.В. Анализ некоторых методов повышения устойчивости электротехнических систем при внешних возмущениях. - Промышленная энергетика, 2003, № ю.
23. Ершов М.С., Егоров А.В., Одинец А.С. Энергетические показатели устойчивости асинхронных многомашинных промышленных комплексов. - Промышленная энергетика, 1999, № 2.
24. Ершов М.С., Егоров А.В., Суржиков А.В. Использование частотно-регулируемых электроприводов для повышения устойчивости промышленных электротехнических систем. - Промышленная энергетика, 2009, № 9.
25. Ершов М.С., Егоров А.В., Трифонов А.А. К вопросу о государственном регулировании взаимоотношений поставщиков и потребителей электрической энергии. - Территория нефтегаз, 2008, № 4.
26. Ершов М.С., Егоров А.В., Трифонов А.А., Рудина Е.И. Некоторые вопросы устойчивости промышленных электротехнических систем с генераторами собственных нужд. - Промышленная энергетика, 2006, №8.
27. Ершов М.С., Егоров А.В., Трифонов А.А. Устойчивость промышленных электротехнических систем. - М.: Недра, 2010.
28. Ершов М.С., Егоров А.В., Яценко Д.Е. Методы определения показателей качества электроснабжения промышленных комплексов. - Электричество, 1997, №12.
29. Ершов М.С., Егоров А.В., Яценко Д.Е. О влиянии параметров энергосистемы на устойчивость узлов электрической нагрузки промышленных предприятий. - Промышленная энергетика, 1997, № 5.
30. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. - М.: Энергия, 1979.
31. Жуков В.А. Повышение эффективности работы быстродействующего АВР для подстанций с электродвигательной нагрузкой. Дисс. ... канд. техн. наук. -М., 2008.
32. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
33. Ключев В.И. Теория электропривода. - М: Энергоатомиздат, 1985.
34. Конюхова Е.А., Киреева Э.А. Надежность электроснабжения промышленных предприятий, - М.: НТФ «Энергопрогресс», 2001.
35. Левченко М.Т., Хомяков М.Н., Автоматическое включение резерва. - М.: Энергия, 1971.
36. Материалы заседания секции энергетики и энергосберегающих технологий Научно-технического совета при Президенте ОАО «СИБУР Холдинг» «Повышение надежности электроснабжения предприятий ОАО «СИБУР Холдинг», г. Москва, 2008.
37. Меньшов Б.Г., Ершов М.С. Вопросы управления электротехническими системами нефтегазовых комплексов в аварийных режимах. - Промышленная энергетика, 1995, № 9.
38. Меньшов Б.Г., Ершов М.С, Яризов А.Д. Электротехнические установки и комплексы в нефтегазовой промышленности, - М.: Недра, 2000.
39. Меньшов Б.Г., Шкута А.Ф., Федоров В.А., Ершов М.С, Егоров А.В. Астраханский ГПЗ: анализ надежности электроснабжения. - Газовая промышленность, 1990, № 4.
40. Методика определения границ устойчивости, показателей надежности электроснабжения и выбора параметров защит узлов электрической нагрузки систем электроснабжения газовых комплексов. РД 51-50512-01. - 2-я ред., перераб. и доп. / М.С. Ершов, А.В. Егоров, А.А. Трифонов, И.О. Рупчев, Д.Е. Яценко, И.В. Белоусенко, Г.Р. Шварц - М.: ОАО «Газпром», 2001.
41. Келим Ю.М. Электромеханические и магнитные элементы систем автоматики, 1999.
42. Гуреев А.А., Абызгильдин А.Ю., Капустин В.М., Зацепин В.В. Разделение водонефтяных эмульсий: Учебное пособие, 2002.
43. Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А. Технологические расчеты установок переработки нефти, 1987.
44. Петриченко В.Е. Моделирование и анализ устойчивости электротехнических систем нефтегазовых производств при возмущениях в электрических сетях. Дисс. ... канд. техн. наук. - М., 2007.
45. Правила пользования электрической и тепловой энергией. Утверждены приказом Министерства энергетики и электрификации СССР № 310 от 06.12.1981.
46. Правила устройства электроустановок. 6-е изд., доп. с испр. - М.: Энергосервис, 2006.
47. Правила устройства электроустановок. 7-е изд. - М.: Энергосервис, 2006.
48. Программный комплекс расчета установившихся и переходных процессов в электротехнических системах (SAD32). Свидетельство об официальной регистрации программы № 2005612406 от 14.09.2005.
49. Регламент обеспечения устойчивости работы НПС ОАО «АК Транснефть» при отключении одного источника электроснабжения (отключение питающей ВЛ, отключение питающего трансформатора). ОР- 17.01-06.30.00.-КТН-015.1-05. - М.: ОАО «АК Транснефть», 2005.
50. Репина Ю.В. Устойчивость промышленных электротехнических систем с асинхронными и синхронными электроприводами. Дисс. ... канд. техн. наук. -М., 2005.