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
- 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
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
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):
.
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:
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:
.
Также в расчете учитываем остаточную стоимость имущества на начало и конец года.
Результаты расчета
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
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 |