Частотно-регулируемый электропривод магистрального насоса головной нефтеперекачивающей станции

Автор: Пользователь скрыл имя, 06 Марта 2013 в 17:34, дипломная работа

Описание работы

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).

Содержание

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

Работа содержит 20 файлов

1 Описание технологического процесса (Восстановлен).docx

— 111.41 Кб (Открыть, Скачать)

2 Расчет совмещенной характеристики трубопровода и насосных.doc

— 214.90 Кб (Открыть, Скачать)

3 Электропривод магистральных насосных агрегатов.docx

— 216.18 Кб (Открыть, Скачать)

4 Математическая модель синхронного электропривода.docx

— 138.07 Кб (Открыть, Скачать)

5 Электромагнитная совместимость.docx

— 73.33 Кб (Открыть, Скачать)

6 Экономическая эффективность от внедрения частотно.docx

— 79.57 Кб (Скачать)

- определение индекса  доходности;

- определение внутренней нормы доходности (рисунок 7.1);

- определение срока окупаемости  (рисунок 7.2).

Подсчитаем экономический  эффект для преобразователя частоты ПЧСВ.

Внедрение частотно - регулируемого  ЭП в транспорт нефти позволяет  значительно сократить потребление  электроэнергии. Для определения  экономии электроэнергии воспользуемся  данными из отчета начальника ЛПДС «Черкассы» за 2007г:

Наработка агрегатов, ч

7058

Потреблённая на перекачку  электроэнергия, кВт·ч

4160000

За год принято и  откачено нефтепродуктов , тн :

3220000


Необходимую на годовую перекачку  электроэнергию для данного насосного  агрегата можно найти по формуле:

 

 ,                            (7.7)

 

где М – количество перекаченного  нефтепродукта, тн;

Н – напор насоса, м;

Ти – время работы насоса, ч;

ηд – КПД ЭД;

ηн – КПД насоса.;

ηп – КПД преобразователя.

Учёт потерь электроэнергии при пуске ЭД, а также прочих потерь достигается введением поправочного коэффициента kп. Пуск ЭД производиться в начале периода эксплуатации, а также после плановых осмотров ЭД (2 раза в год), таким образом, необходимое количество пусков – 3 раза в год. Учитывая также частотно-регулируемый пуск ЭД, при котором потери снижаются в несколько раз, принимаем kп=1,01.

Экономия электроэнергии составит:

 

                                              (7.8)

 

Выгода от снижения потерь электроэнергии составит:

 

,                                                        (7.9)

 

где СЭ – стоимость 1 кВт·ч электроэнергии. .   

Ежегодно фонд предприятия на устранение аварий в системе трубопровода составляет 1 млн. руб., внедрение частотно регулируемого  ЭП позволяет выровнять давление в трубопроводе и снизить аварийность  на 20-40%, что позволит экономить не менее 200 тыс. руб. Таким образом:

 

                                           (7.10)

Определение капитальных  вложений:

 

                       (7.11)

  

где Цт.=5600400 р.– цена с НДС высоковольтного ПЧ;

Тр=5% – транспортные расходы (от стоимости оборудования);

ПН=10% – пуско-наладочные расходы (от стоимости оборудования);

М=8% – расходы на монтажные  работы (от стоимости оборудования).

Общие затраты (Зt) проекта складываются из капитальных вложений (КВ) и эксплуатационных затрат (Зэк):

 

.                                                                                                                 (7.12)

К капитальным вложениям  относятся затраты на приобретение оборудования, транспортные, монтажные, пуско-наладочные расходы, которые  определяются в процентах от стоимости  приборов и средств автоматизации.

Годовые эксплуатационные затраты, связанные с обслуживанием и  эксплуатацией приборов, средств  или систем автоматизации, рассчитываются по следующей формуле:

 

                                                                      (7.13)

 

где Звсп. – затраты на вспомогательные материалы;

Зрем. – затраты на ремонт;

Зобор. – затраты на обслуживание оборудования, т.е. на заработную плату работника (работников), занимающегося обслуживанием;

Зам. – амортизационные отчисления по внедряемому оборудованию;

Зпр. – прочие затраты.

Затраты на вспомогательные  материалы составляют 10% от стоимости капитальных вложений:

 

.                                                              (7.14)

 

Затраты на ремонт оборудования составляют 15% от капитальных вложений:

 

                                                      (7.15)

 

Затраты на содержание и  эксплуатацию оборудования составляют 15% от капитальных вложений:

 

                                                     (7.16)

 

Затраты на амортизацию составляют 10% от КВ, т.к. эксплуатационный срок оборудования 10 лет:

 

,                                                           (7.17)

 

где HA – норма амортизации.

Величина прочих затрат принимается  равной 5% от суммы других затрат:

 

  .                                                         (7.18)

 

 

Также в расчете учитываем  остаточную стоимость имущества  на начало и конец года.

Результаты расчета представлены в таблице 14.

Определение ВНД и Срока  Окупаемости графическим путем.

Внутреннюю норму доходности определим  по рисунку 7.1, которая равняется коэффициенту дисконтирования, при котором ЧДД равен нулю.

 

 

Рисунок 7.1 - Определение внутренней нормы доходности

Из данного графика  мы видим значение ВНД =36%,что больше ставки рефинансирования (24%) и больше ставки дисконтирования Е = 10% для нефтяной и газовой промышленности, а в свою очередь нам известно , что критерием абсолютной эффективности инвестиций  в сооружение проектируемого объекта служит условие превышения ВНД над значением ставки дисконтирования .

Далее определяем срок окупаемости  по рисунку 7.2

Моментом окупаемости  с учетом дисконтирования называется тот наиболее ранний момент времени  в расчетном периоде, после которого текущий ЧДД становится и в  дальнейшем остается неотрицательным  и глядя на наш график мы видим, что срок окупаемости составляет 3,3 года. И это является еще одним положительным показателем экономической эффективности от внедрения преобразователя частоты.

Рисунок 7.2 -  Поток денежных средств

Выводы. В этом разделе  произведены экономическое обоснование  и, непосредственно, сам расчет, согласно стандартизированной методике, разработанной  для условий современного российского  рынка. Наиболее точно просчитанной частью расчета должна являться часть, связанная с непосредственным технологическим  процессом. В результате была достигнута поставленная цель, а именно обоснование  и расчет экономической эффективности  внедрения частотного преобразователя.

 

Таблица 14 - Расчет экономической эффективности проекта,руб   

Показатель

год

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1. Капитальные вложения

-

6720480

6720480

6720480

6720480

6720480

6720480

6720480

6720480

6720480

6720480

2. Выгоды

-

3698810

3698810

3698810

3698810

3698810

3698810

3698810

3698810

3698810

3698810

3. Эксплуатационные затраты

-

3528252

3528252

3528252

3528252

3528252

3528252

3528252

3528252

3528252

3528252

3.1. затраты на вспомогательные  материалы

-

672048

672048

672048

672048

672048

672048

672048

672048

672048

672048

3.2 затраты на ремонт  оборудования

-

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

3.3 затраты на содержание  и эксплуатацию оборудования

-

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

1008072

3.4 амортизация

-

672048

672048

672048

672048

672048

672048

672048

672048

672048

672048

3.5 прочие затраты

-

168012

168012

168012

168012

168012

168012

168012

168012

168012

168012

6. Налог на имущество

-

127689,1

114248,2

100807,2

87366,24

73925,28

60484,32

47043,36

33602,4

20161,44

6720,48

7. Валовая прибыль

-

42868,5

3584562

3598003

3611443

3624884

3638325

3651766

3665207

3678648

3692089

8. Чистая прибыль

-

32580,1

2724267

2734482

2744697

2754912

2765127

2775342

2785558

2795773

2805988

9. Чистый доход

5535369

704628

2724267

2734482

2744697

2754912

2765127

2775342

2785558

2795773

2805988

10. Коэффициент дисконтирования

1

0,909091

0,826446

0,751315

0,683013

0,620921

0,564474

0,513158

0,466507

0,424098

0,385543

11. ЧДД

-5535369

640571

2251460

2054457

1874665

1710584

1560842

1424189

1299483

1185681

1081830


Продолжение таблицы 14

Показатель

год

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

12. Накопленный ЧДД

-5535369

-4894798

-2643338

-588881

1285784

2996368

4557210

5981399

7280883

8466563

9548393

13. ЧДД проекта

9548392,807

14. Индекс доходности

2,420790302

15. Срок окупаемости

3,3

16. Внутренняя норма доходности

36


 


6Обзор патентов и публикаций.docx

— 30.57 Кб (Открыть, Скачать)

7 БЖД.docx

— 61.24 Кб (Открыть, Скачать)

Введение.docx

— 17.91 Кб (Открыть, Скачать)

Заключение.docx

— 14.13 Кб (Открыть, Скачать)

Обозначения и сокращения.docx

— 14.34 Кб (Открыть, Скачать)

отзыв.docx

— 12.99 Кб (Открыть, Скачать)

Приложение В.docx

— 56.39 Кб (Открыть, Скачать)

Приложение Е,Ж,З.docx

— 923.20 Кб (Открыть, Скачать)

Профиль трассы нефтепровода.dwg

— 522.35 Кб (Скачать)

Реферат.docx

— 13.95 Кб (Открыть, Скачать)

Содержание.docx

— 18.26 Кб (Открыть, Скачать)

Список использованных источников.docx

— 21.76 Кб (Открыть, Скачать)

Титульник.docx

— 14.35 Кб (Открыть, Скачать)

Уфа-Западное направление (№35 от 19.04.06).doc

— 363.00 Кб (Открыть, Скачать)

Информация о работе Частотно-регулируемый электропривод магистрального насоса головной нефтеперекачивающей станции