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 (Открыть, Скачать)

6Обзор патентов и публикаций.docx

— 30.57 Кб (Открыть, Скачать)

7 БЖД.docx

— 61.24 Кб (Скачать)

8   Безопасность и экологичность проекта

 

Темой дипломного проекта является рассмотрение частотно-регулируемого электропривода магистрального насоса головной НПС «Черкассы».

С целью  обеспечения безопасности производства при  эксплуатации  
и ремонте электрооборудования зала электродвигателей (рисунок 7.1), в данном разделе необходимо дать характеристику производственной среды, а именно среды зала электродвигателей и провести анализ производственных опасностей  
и вредностей.

Безопасность  производства и экологическая безопасность должна соблюдаться при всех видах работ связанных с монтажом, эксплуатацией  
и ремонтом электрооборудования. Несоблюдение требований безопасности производства может привести к производственным травмам, а экологической безопасности – к загрязнению окружающей среды.

Несоблюдение  требований безопасности производства при монтаже, ремонте и эксплуатации преобразователя частоты в электрозале может привести к производственным травмам, а экологической безопасности – загрязнению окружающей среды.

 

8.1   Характеристика производственной среды и анализ опасностей и 

        производственных вредностей

 

Объекты НПС как носители опасных и вредных факторов относятся  к объектам повышенной опасности. При  монтаже, эксплуатации и ремонте  преобразователя частоты на НПС «Черкассы» может возникнуть целый ряд опасных факторов (поражение электрическим током, взрывы, пожары, загрязнение окружающей среды).

С целью обеспечения безопасных условий труда, при эксплуатации электропривода, приведем описание вредных  веществ имеющих место на НПС  согласно ГОСТ 12.1.007-99 ССБТ «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».

Таблица 14 – Вредные и взрывопожароопасные свойства сырья и используемых продуктов

Наименование

вещества

Класс опасности по         ГОСТ 12.1.007-99

 

Температура

самовоспламенения,

°С

Пределы воспламенения,

% объем

ПДК в воздухе рабочей  зоны, мг/м3

нижний

верхний

Бензин «Регуляр-92»

4

+255…+370

1

6

100

Дизельное топливо ДТ-Л

4

+210(+300)

0,52

2-3

300

Дизельное топливо ДТ-З

4

+225(+310)

0,61

2-3

300


 

Рассматриваемое помещение электрозала «Черкассы» нефтепровода «УЗН» отделяется от насосного зала негорючей перегородкой  (брандмауэр), схема помещения приведена на рисунке 1. В разделительной стене в месте соединения электродвигателей и насосов устанавливаются специальные устройства,  обеспечивающие герметичность   разделительной   стенки   (диафрагмы             с камерами беспромвальных соединений).

В электрозале  обеспечиваться избыточное давление воздуха                  0,4 - 0,67 кПа [8]. Под действием избыточного давления поток воздуха из электрозала направлен в машинный зал через технологические отверстия соединяющего устройства электродвигателя с насосом.

Наличие избыточного давления в электрозале  исключает проникновение газов  из насосного зала, поэтому в зале электродвигателей устанавливаются электродвигатели в нормальном исполнении.

Насосная  служит для перекачки нефтепродуктов, поэтому возникает опасность, связанная  с воздействием на человека паров  нефтепродуктов.

Наличие паров нефтепродуктов в воздухе  может привести к отравлению.


Рисунок 8.1 – Схема типичного расположения ЭД в электрозале НПС

1 – первый  электродвигатель; 2 – первый насос; 3 – брандмауэр;

4 – вал,  соединяющий электродвигатель с  насосом; 5 – двери

Наличие в производственной среде взрывопожароопасных газов, паров, жидкостей и веществ также  представляет опасность. Согласно                     ГОСТ 12.1.011-91 взрывоопасные смеси в насосном зале относятся к категории IIA и группе T3.

В таблице 15 приведена характеристика помещений НПС «Черкассы» по их взрывопожароопасности.

Таблица 15 – Классификация помещений по взрывопожароопасности

Наименование  производств и сооружений

Категория производства      (НПБ 105-03)

Класс взрывопожароопасности (ПУЭ)

Насосные

для перекачки  нефти

А

В-1а

Зал

электродвигателей

Д

-


По степени опасности  поражения людей электрическим  током, согласно ГОСТ 12.1.019-96, зал электродвигателей относится к помещениям                      с повышенной опасностью.

Рассмотрим  опасности, а также вредные факторы, которые оказывают неблагоприятное влияние на здоровье людей, которые могут появиться при монтаже, обслуживании и ремонте электродвигателей и другого электрооборудования установленных в отдельном помещении – электрозале. Воздействие этих факторов может привести к травмам, понижению работоспособности и профзаболеваниям. Рассмотрим возможные опасные            и вредные факторы:

- воздействие электрического тока при попадании под напряжение свыше 1000 В, возможно при обслуживании основных электродвигателей и других электроустановок, в следствии нарушения изоляции высоковольтных кабелей, также в случае ошибочной подачи напряжения, при проведении ремонтных работ на электродвигателе, в случае пробоя изоляции кабеля;

- воздействие  электрического тока при попадании  под напряжение              до 1000 В, при обслуживании электрооборудования  напряжением до 1000 В (например  тиристорного возбудительного устройства), без снятия напряжения, из-за случайного  прикосновения к токоведущим  частям, а также в случае нарушения  изоляции кабелей, проводов;

- пожароопасность  системы смазки подшипников скольжения  СД;

- опасность  получения механических травм  электротехнического персонала,  например, вследствие прикосновения  к вращающимся частям двигателей;

- опасность  пожара из-за короткого замыкания  в электродвигателях             и другом электрооборудовании; 

- большими  физическими усилиями и нервными  напряжениями                 при ликвидации аварийных ситуаций, перемещении тяжестей в электрозале;

- воздействие  шума и вибрации от работы  основных электродвигателей, шум  воздействует на центральную  нервную систему и утомляет, притупляя  органы слуха, длительное воздействие  вибраций на организм человека  может вызвать вибрационную болезнь  с потерей трудоспособности;

- недостаточная  освещенность электрозала (СНИП 23-05-95) при работе в темное время суток, вызывающая повышенную утомляемость, замедляющая реакцию, что может явиться причиной травм. Неправильная эксплуатация осветительных установок, может привести к пожару, несчастным случаям.

- Метеоусловия на рабочем месте на НПС определяются температурой воздуха, относительной влажностью, скоростью движения воздуха, барометрическим давлением и интенсивностью теплового излучения от нагретых поверхностей. Все эти параметры и каждый из них в отдельности оказывает влияние на функциональную деятельность персонала, его самочувствия и здоровье.

Из выше сказанного вытекает необходимость  принятия ряда мер по обеспечению безопасных и безвредных условий труда.

Кроме того, персонал, обслуживающий электроустановки сталкивается с трудностями и  опасностями, а также вредными факторами, которые оказывают неблагоприятное  влияние на здоровье людей, что приводит к понижению работоспособности  и профзаболеваниям:

- наличие  масляных насосов и маслобаков  в электрозале, что может привести  к возникновению пожара (характеристика  масла приведена в    таблице 3);

- вероятность  проникновения в электрозал в  случае аварии газообразных продуктов  нефти, которые действуют отравляюще  на организм (характеристика продуктов  и нефти приведена в таблице  17)

Таблица 16 – Характеристики взрывоопасных смесей

Характеристика

Наименование веществ

Метан CH4

Сырая нефть

Мин. масло

ПДК в рабочей зоне, мг/м3

(ОБУВ) 30,0

50

(ОБУВ) 0,05

Действие на организм

В больших количествах обладает наркотическим  действием

Обладает наркотическим действием

В больших количествах обладает наркотическим  действием

Температура вспышки, °С

-

35-45

200

Температура самовоспламенения, °С

537

270-320

 

380


Продолжение таблицы 16

Характеристика

Наименование веществ

Метан CH4

Сырая нефть

Мин. масло

Концентрационный предел взрываемости,%

5-15

1,26-6,5

1-4

Класс опасности

4

4

4


 

7.2   Мероприятия по обеспечению безопасных и безвредных условий  

        труда

7.2.1   Мероприятия по технике безопасности.

Со   всеми   поступающими   на   работу,   независимо   от   их   образования и квалификации по данной профессии или должности, проводится вводный инструктаж и инструктаж на рабочем месте. По окончании инструктажа направляемые на работу сдают экзамен по технике безопасности в соответствии с ПУЭ, ПБ 08-62403, ПТЭЭП, МПОТ РМ-016-2001,                   ТОИ Р-45-011-94 «Типовая инструкция по охране труда электромонтера по обслуживанию «электроутановок», и получают удостоверение с присвоенной квалификационной группы, дающее им право работать по обслуживанию действующих электроустановок.

Для обеспечения  безопасности работ в электрозале  НПС при монтаже, обслуживании и  ремонте электродвигателей проводят следующие мероприятия:

- работы  должны выполняться по наряду-допуску,  оформленному              на специальном бланке установленной  формы и определяющему содержание, место работы, время начала и  окончания, условия безопасного  проведения, состав бригады и  работников, ответственных за безопасное  выполнение работы,  в соответствии  с  требованиями [5, 6, 7 ];

- перед  началом работ персоналу организации,  проводящей работы             по техническому обслуживанию  или наладке электрооборудования,  проводится целевой инструктаж, инструктаж должен включать указания  по безопасному выполнению работ  на энергоустановке;

- на период  проведения работ специализированной  организацией                  по обслуживанию электрооборудования НПС МН приказом по НПС назначается лицо из числа административно-технического персонала, ответственного за организацию работ на объекте;

- при технических работах, связанных  с прикосновениями                               к токоведущим или вращающимся  частям электродвигателя и приводимого           им в движение механизма, необходимо  остановить электродвигатель                    и на его пусковом устройстве  или ключе управления повесить  плакат                                  «Не включать. Работают люди»;

- при диагностировании технического  состояния трансформаторов тока  или их вторичных цепей необходимо  соблюдать следующие меры безопасности:

а) шины первичных цепей не использовать в качестве вспомогательных токопроводов;

б) цепи измерений и защиты присоединять к зажимам указанных трансформаторов  тока после полной сборки схем;

в) при проверке полярности, приборы, которыми она производится, должны быть надежно присоединены к зажимам  вторичной обмотки до подачи импульса тока в первичную обмотку;

- перед допуском к работе  на коммутационных аппаратах  (выключателях, выключателях нагрузки, отделителях, короткозамыкателях, разъединителях)          с дистанционным управлением  во избежание включения должны  быть:

а) отключены силовые цепи привода, цепи оперативного тока и цепи подогрева;

б) исключена возможность подачи воздуха в бак выключателей                    или на пневматические приводы, и  выпущен в атмосферу имеющийся  в них воздух, при этом спускные пробки (клапаны) оставляют открытом положении;

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