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
в) приведены в нерабочее
г) вывешены плакаты «Не включать. Работают люди» - на ключах дистанционного управления;
- электротехнический персонал
должен быть обеспечен
Таблица 17– Типовой набор электрозащитных
средств при работе
Основные электрозащитные |
Основные электрозащитные |
изолирующие штанги всех видов |
изолирующие штанги всех видов |
изолирующие клещи |
изолирующие клещи |
указатели напряжения |
указатели напряжения |
устройства и приспособления для
обеспечения безопасности работ
при измерениях и испытаниях в
электроустановках(указатели |
электроизмерительные клещи
|
диэлектрические перчатки
| |
специальные средства защиты, устройства
и приспособления изолирующие для
работ под напряжением в |
ручной изолирующий инструмент |
7.2.2 Мероприятия по промышленной санитарии.
Для предупреждения от загрязнения кожи персонал, обслуживающий электродвигатели должен быть обеспечен соответствующей спецодеждой (ГОСТ 12.4.011-96 ).
На каждом рабочем месте находятся в необходимом количестве дежурные противогазы, диэлектрические перчатки, резиновые коврики и медицинская аптечка. Требования к организации и оборудованию рабочего места нормируются следующими стандартами:
- ГОСТ 12.1.005-99 ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования;
- ГОСТ 12.1.003-91
ССБТ. Шум. Общие требования
- ГОСТ 12.1.012-96 ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности;
Для ограничения воздействия шума и вибрации от основных электродвигателей на персонал при монтаже, эксплуатации, ремонте электрооборудования применяются дополнительные средства по звукоизоляции аппаратов и оборудования электрозала. Также для ограничения воздействия шума на обслуживающий персонал предусмотрено применение звукоизолирующих наушников.
Предусмотрено рабочее и аварийное освещение в соответствии со СНиП 23-05-95. Естественное освещение предусмотрено через оконные панели. Для повышения освещенности оборудование и стены окрашены в светлые тона.
Крупные электродвигатели нагреваются и становятся источником тепла. С целью создания нормальных условий для работников установлены нормы производственного микроклимата (СанПиН 2.2.4.548-96). Эти нормы устанавливают оптимальные и допустимые значения температуры, относительной влажности электрозала, где находятся электротехнический персонал.
7.2.3 Пожарная безопасность.
Пожарная безопасность в зале электродвигателей
НПС соблюдается
в соответствии с требованиями "Правил пожарной
безопасности в Российской Федерации
" (ППБ-01-03).
Предусмотрены
следующие основные противопожарные мероприятия:
здания и сооружения размещены с учетом
противопожарных разрывов; зал электродвигателей
отделен от насосного зала газонепроницаемой
(брандмауэрной) стеной; к зданию насосной
по всей длине обеспечен подъезд пожарных
автомобилей; количество эвакуационных
выходов из здания - не менее двух; для
наружного пожаротушения предусмотрен
кольцевой водовод
с установкой пожарных гидрантов через
150 м, для внутреннего пожаротушения предусмотрены
пожарные краны, на главном щите и у каждого
пожарного крана имеются кнопки включения
и выключения пожарных насосов; аварийная
вентиляция включается автоматически
от газоанализаторов.
Для защиты от атмосферного электричества применяют молниеотводы выполненные согласно СО 153-34.21.122-2003. Инструкция по устройству молниеотводов зданий, сооружений и промышленных коммуникаций.
Зал электродвигателей
оборудован системой автоматического
пожаротушения и пожарной сигнализации.
При возникновении пожара
в отсеках двигателя сигнал от пожарных
датчиков, приводит в действие систему
пожаротушения. Электрический импульс
поступает к пиропатронам клапанов соответствующих
распределительных устройств и одновременно
к пиропатронам головок баллонов с огнегасящим
веществом, открывая их. Углекислый газ
из баллонов выходит в коллектор, далее
по трубопроводу поступает в помещение
и распределяется насадками, установленными
над оборудованием.
Запрещается вводить в работу электроустановку с нарушенным заземлением, неисправной системой коммутации и защиты, применять режим работы не предусмотренный техническими данными оборудования.
Системой
средств измерения и
Зал электродвигателей обеспечены первичными средствами пожаротушения и пожарным инвентарём в соответствии с действующими нормами. В качестве средств пожаротушения предусмотрены огнетушители марок ОПУ-5, ОПУ-10, а также асбестовые полотна, грубошёрстные волокна (войлок, кошма), песок. Также имеется пожарный щит с комплектом пожарных инструментов и первичных средств пожаротушения. Огнетушители, ящики для песка, ведра, бочки, щиты, ручки для лопат и топоров, футляры для кошмы должны быть окрашены в соответствии с требованиями государственного стандарта.
7.2.4 Экологичность проекта.
Необходимо
рассмотреть вредное
В электрозале
установлены крупные двигатели, подшипники
которых охлаждаются и смазываются маслом.
Поэтому должны быть разработаны мероприятия
по предотвращению аварийных выбросов
его в окружающую среду. Масло подлежит
периодической замене, следовательно,
существует проблема утилизации масла,
при этом складирование и захоронение
его
на территории предприятия не допускается.
Необходимо масло отправлять
в специализированные маслоприемочные
пункты для дальнейшей утилизации.
Для очистки
электрооборудования от смазки, пыли
и грязи при текущем
для сбора использованной ветоши, и далее
отправлять ее в мусоросборник или на
утилизацию в специализированные пункты.
При монтаже
электрооборудования могут
Для освещения
помещения зала электродвигателей
используют лампы накаливания и
люминесцентные лампы. Практически каждая
люминесцентная лампа содержит пары ртути.
Ртуть - основа для люминофора, которым
обработаны лампы дневного света. Избавляться
от отработанных люминесцентных ламп
нужно иным способом, нежели чем от других
отходов, чтобы не нанести вред экологии.
Необходимо утилизировать их
в специализированных учреждениях.
В целом же, мероприятия по уменьшению вреда экологии от работы электрозала сводятся к правильной утилизации вышеперечисленных отходов.
7.3 Расчет освещенности в зале электродвигателей
Поскольку обслуживающему персоналу приходится проводить работы по техническому обслуживанию или наладке электрооборудования, необходимо оценить освещенность на рабочем месте.
Основным методом расчёта общего равномерного освещения в электрозале при горизонтальной рабочей поверхности является метод коэффициента использования светового потока. Схема электрозала приведена на рисунке 8.1.
Сущность метода заключается в следующем: определяется световой поток одной лампы, исходя из условия создания нормируемой освещённости. Затем по подсчитанному световому потоку определяется стандартная мощность ламп с помощью приведённых в справочниках ламп.
Расчёт светового потока производится по следующей формуле:
где Ф – световой поток, лм;
– значение нормируемой освещённости, лк;
– площадь помещения, м2;
k – коэффициент запаса;
Z – коэффициент минимальной освещённости;
n – количество ламп;
– коэффициент использования светового потока.
По рассчитанному световому потоку Ф выбирается ближайшая стандартная лампа. При невозможности выбора стандартных ламп по световому потоку, корректируется количество ламп.
Расчёт освещения производится для зала электродвигателей, имеющего следующие размеры : длина A = 24 м; ширина В =8 м; высота H= 8 м;
=400 лк; k=1,3; Z =1,15; =0,52 .
Площадь помещения определяется по формуле:
S =A
=24·8=192 м2.
Расчётная высота подвеса
над уровнем рабочей
h =H - hc
- hр =8 - 0,8 - 0,8 = 6.4 м,
где h р – высота рабочей поверхности;
h c – высота свеса светильника.
Индекс помещения определяется по формуле:
I=S/((B+A)·h)=192 /((24+8)6,4)=0,93
Световой поток определяется по формуле (8.1):
Ф = (400 ·192 · 1,3· 1,15) / 0,52 =220800 лм.
Выбираются светильники типа ЛХБ 65-4 со световым потоком Фсв = 3760 лм. Количество светильников определяется по формуле:
n = Ф./ Фсв = 220800
/ 3760 = 58 шт.
Таким образом, для обеспечения нормальной работы рекомендуется искусственное освещение лампами накаливания мощностью 65 Вт в количестве 58 штук . Желательно так же наличие естественного освещения из-за лучшего восприятия и влияния на самочувствие.