Автор: Пользователь скрыл имя, 06 Марта 2013 в 17:34, дипломная работа
Основной целью дипломного проекта является замена нерегулируемого электропривода магистрального насоса частотно - регулируемым. Указанная цель определила следующие задачи:
- провести исследование режимов работы электропривода, центробежного насоса и эксплуатационного участка магистрального нефтепродуктопровода «Уфа – Западное направление» (МНПП «УЗН»);
- создать математическую модель автоматизированного электропривода, провести исследование и анализ переходных процессов частотно – регулируемого электропривода (ЧРЭП) в системе с синхронным электродвигателем (СД).
Обозначения и сокращения 7
Введение 9
1 Описание технологического процесса 12
1.1 Состав сооружений магистральных нефтепроводов 12
1.2 Регулирование режимов работы нефтепродуктопровода 13
1.3 Анализ технологических режимов работы магистрального
нефтепродуктопровода «Уфа – Западное направление» 17
3 Электропривод магистральных насосных агрегатов 38
3.1 Регулирование скорости вращения синхронных электродвигателей 38
3.2 Регулирование тока возбуждения СД 39
3.2.1 Показатели работы СД 39
3.2.2 Тиристорный возбудитель серии ВТЕ-315-11 40
3.3 Возможность работы СТД – 1600 в составе частотно-регулируемого электропривода 42
4 Математическая модель синхронного электропривода 50
4.1 Уравнения синхронной машины в осях dq 53
5 Анализ электромагнитной совместимости преобразователя частоты AV-EK6 и питающей сети 62
6 Патентные исследования и обзор публикаций 69
6.1 Патентная проработка 69
6.1.1 Результаты патентного поиска 69
6.1.2 Анализ результатов патентного поиска 71
6.2 Обзор публикаций 73
7 Экономическая эффективность от внедрения частотно-регулируемого электропривода на НПС «Черкассы» 77
7.1 Характеристика предприятия ОАО «Уралтранснефтепродукт» 77
7.2 Оценка экономической эффективности от внедрения преобразователей частоты 78
7.2.1 Методика расчета экономической эффективности 79
7.2.2 Расчет экономической эффективности проекта 83
8 Безопасность и экологичность проекта 92
8.1 Характеристика производственной среды и анализ опасностей и производственных вредностей 92
8.2 Мероприятия по обеспечению безопасных и безвредных условий труда 97
8.2.1 Мероприятия по технике безопасности 97
8.2.2 Мероприятия по промышленной санитарии 99
8.2.3 Пожарная безопасность 100
8.2.4 Экологичность проекта 102
8.3 Расчет освещенности в зале электродвигателей 102
Заключение 105
Список использованных источников 106
Приложение А. Продольный профиль трассы 1 110
Приложение Б. Продольный профиль трассы 2 111
Приложение В. Система уравнений синхронной машины составленная из блоков Simulink и Cинхронная машина и механическая система 112
Приложение Г. Преобразование ABC→dq и «Электрическая» модель синхронной машины 113
Приложение Д. Модель ШИМ инвертора и Общая схема электропривода 114
Приложение Е. Динамические характеристики электропривода 115
Приложение Ж. Регулировочные характеристики электропривода 117
Приложение З. Механические характеристики СД и насоса 119
7 Экономическая эффективность от внедрения частотно-регулируемого электропривода на НПС «Черкассы» ОАО «Уралтранснефтепродукт»
7.1 Характеристика предприятия ОАО «Уралтранснефтепродукт»
В настоящее время ОАО “Уралтранснефтепродукт” – одно из крупнейших дочерних акционерных обществ АК “Транснефтепродукт”, которое осуществляет транспорт светлых нефтепродуктов с башкирских нефтеперерабатывающих заводов в западном и восточном направлениях. Западными воротами из Башкортостана являются нефтепродуктопроводы “Уфа – Западное направление” и “Уфа - Камбарка”, а восточными – трубопроводы “Уфа - Омск” и “Уфа - Петропавловск”.
Находящиеся на балансе акционерного
общества 9 магистральных трубопроводов
с 17 перекачивающими станциями, 11 пунктами
налива в автомобильные и
В западном направлении
В восточном направлении транспортируются нефтепродукты, предназначенные для потребителей Свердловской, Курганской, Тюменской и Омской областей, а также на экспорт в Казахстан.
Информация об основных результатах деятельности общества в части приоритетных направлений.
Таблица 13 - Финансовые результаты общества за 2006 год в сопоставлении с итогами 2005 года. (тыс. руб.)
Показатели |
2006 г. |
2005 г. |
2006 г. к 2005 г. | |
+,- |
% | |||
Выручка (нетто) от продажи (без НДС) |
1 899 895 |
1 882 976 |
16 919 |
101 % |
Себестоимость продаж |
1 518 487 |
1 587 183 |
- 68 696 |
96 % |
Управленческие расходы |
115 180 |
93 306 |
21 874 |
123 % |
Прибыль от продаж |
266 228 |
202 487 |
63 741 |
131 % |
Чистая прибыль |
161 652 |
113 101 |
48 551 |
143 % |
По сравнению с 2005 годом выручка от продажи товаров, продукции работ, услуг в 2006 году увеличилась на 16 919 тыс. руб. При исключении из выручки 2005 года (для сопоставления идентичных показателей) выручки полученной от реализация труб, приобретенных у Челябинского трубопрокатного завода, прирост данного показателя в 2006 году составит 316 821 тыс. руб., из которых 310 747 тыс. руб. приходиться на увеличение выручки полученной от оказания услуг транспортировки нефтепродуктов.
Основной причиной такого превышения являются:
- увеличение объемов
транспортировки
- рост тарифов на
7.2 Оценка экономической эффективности от внедрения
преобразователей частоты
Анализ работы магистральных нефтепроводов показывает, что основной причиной, приводящей к нерациональному расходу электроэнергии, является неправильный выбор режимов работы насосных.
Решить эту проблему можно с помощью применения тиристорного преобразователя частоты, для регулирования скорости вращения двигателя типа СТД – 1600/2 обладающего следующими преимуществами:
- значительное повышение КПД насосной установки;
- вследствие уменьшения
потребления мощности
- введение регулируемого
электропривода позволяет
- пуск СД – технологически
не простой процесс, и частый
запуск синхронных двигателей
приводит к понижению
Цель расчета – определить экономический эффект от внедрения преобразователя частоты для регулирования скорости вращения синхронного привода насоса НПС и обеспечения устойчивой работы силового двигателя насосного агрегата в условиях пуска под нагрузкой.
7.2.1 Методика расчета экономической эффективности.
Инвестиции – средства (денежные средства, ценные бумаги, иное имущество, в том числе имущественные права, имеющие денежную оценку), вкладываемые в объекты предпринимательской и (или) иной деятельности с целью получения прибыли и (или) достижения иного полезного эффекта.
Под экономическим эффектом в общем случае понимается величина экономии затрат в рублях в результате осуществления какого – либо мероприятия или их совокупности. В традиционных технико–экономических расчетах чаще всего используется величина годового экономического эффекта, то есть экономии средств за год. Под экономической эффективностью понимается относительная величина, получаемая в результате сопоставления экономического эффекта с затратами, вызвавшими этот эффект. Приток денежных средств равен величине денежных поступлений (результатов в стоимостном выражении) на соответствующем шаге. Отток равен платежам (затратам) на этом шаге.
Срок жизни проекта (расчетный период) должен охватывать весь жизненный цикл разработки и реализации проекта вплоть до его прекращения. Срок жизни проекта включат в себя следующие основные стадии (этапы):
- инвестиционную;
- эксплуатационную;
- ликвидационную.
Для оценки экономической эффективности инвестиционных проектов могут использоваться следующие критерии:
- чистый дисконтированный доход (ЧДД);
- индекс доходности (ИД);
- внутренняя норма доходности (ВНД);
- срок окупаемости с
учетом фактора времени (
Чистый дисконтированный доход определяется как сумма следующего
где Pt – стоимостная оценка результатов осуществления проекта или внедрения новой техники за год t включая амортизационные отчисления на реновацию;
Зt – стоимостная оценка полных затрат на осуществление проекта за год t включая все налоговые выплаты;
Е – норма приведения (ставка дисконта в зарубежной практике - RD);
Т – период службы проекта;
- поток реальных денег для проекта в целом или отдельного его участника.
Расчетный период разбивается на шаги, в пределах которых производится агрегирование данных, используемых для оценки финансовых показателей. Шаги расчета определяются номерами (0,1,…). Время в расчетном периоде измеряется в годах или долях года и отсчитывается от фиксированного момента, принимаемого за базовый (обычно в качестве базового принимается момент начала или конца нулевого шага).
Норма дисконта (приведения)
отражает возможную стоимость капитала,
соответствующую возможной
Для инвестиционного проекта в качестве нормы дисконта иногда используется ставка процента по долгосрочным ссудам на рынке капитала или ставка процента, которая уплачивается получателем ссуды.
Если из состава затрат Зt исключить капитальные вложения (инвестиции) Kt, то формула (1.1) приобретает следующий вид:
,
где К – дисконтированные капитальные вложения, определяемые по формуле:
Если рассчитанный ЧДД положителен, то прибыльность инвестиций выше нормы дисконта и проект следует принять. Если ЧДД равен нулю, то прибыльность равна норме дисконта и от этого проекта следует отказаться.
При сравнении альтернативных проектов предпочтение должно отдаваться проекту с большим значением ЧДД.
Индекс доходности (ИД) определяется
как отношение суммы
где - затраты на t-м году без учета капитальных вложений.
Индекс доходности тесно связан с ЧДД. Если ЧДД положителен, то ИД>1. Если ЧДД отрицателен, то ИД<1. Если ИД>1, то проект эффективен; если ИД<1 – не эффективен.
Внутренней нормой доходности (ВНД) называется такое положительное число Ени., что при норме дисконта Е=Евн. чистый дисконтированный доход проекта обращается в 0, при всех больших значениях Е – отрицателен, при всех меньших значениях Е – положителен. Если не выполнено, хотя бы одно из этих условий, считается, что ВНД не существует.
Экономический смысл показателя ВНД состоит в том, что он показывает максимальную ставку платы за инвестиции, при которой они остаются безубыточными. Таким образом, ВНД может трактоваться как нижний гарантированный уровень прибыльности инвестиционных затрат.
Следовательно, ВНД может быть определена из условия:
.
Для оценки эффективности ИП значение ВНД необходимо сопоставлять с нормой дисконта Е. Инвестиционные проекты, у которых ВНД>Е, имеют положительный ЧДД и поэтому эффективны. Проекты, у которых ВНД<Е, имеют отрицательный ЧДД и поэтому не эффективны.
Сроком окупаемости с учетом дисконтирования (Ток.) называется продолжительность периода от начального момента до момента окупаемости. Моментом окупаемости с учетом дисконтирования называется тот наиболее ранний момент времени в расчетном периоде, после которого текущий ЧДД становится и в дальнейшем остается неотрицательным (иными словами, результаты реализации проекта превышают первоначальные капитальные вложения и другие затраты).
Следовательно, срок окупаемости инвестиций с учетом фактора времени может быть определен по формуле:
,
где Дt – чистые доходы от реализации проекта в t-м временном интервале, включая амортизационные отчисления на реновацию.
Расчет срока окупаемости можно проводить графически.
Любой инвестиционный проект
должен оцениваться не изолированно,
а рассматриваться с учетом его
связей с другими проектами и
текущей деятельностью
- реализация проекта (ситуация «с проектом»);
- отказ от реализации
проекта (ситуация «без
Приближенным методом оценки ИП на действующем предприятии является так называемый приростной метод. В этом случае в качестве выручки от реализации продукции, себестоимости и других показателей проекта принимается изменение соответствующих показателей по предприятию в целом, обусловленное реализацией проекта.
7.2.2 Расчет экономической эффективности проекта.
Расчет экономической эффективности ведем по методике, изложенной в [15].
Расчетный период Т складывается из времени внедрения объекта в производство, который принимается равным одному году и времени эксплуатации объекта, которое составляет десять лет. Расчет состоит из следующих этапов:
- определение выгод проекта;
- определение капитальных вложений;
- определение эксплуатационных затрат;
- определение общих затрат;
- определение дохода;
- определение коэффициента дисконтирования;
- определение дисконтированного дохода;
- определение накопленного дохода;
- определение чистого дисконтированного дохода;