Моделирование системы поддержания давления в нефтепроводе

Выбор основного силового оборудования системы электропривода. Технологии процесса и требования к электроприводу магистральных насосов. Расчет мощности и выбор системы электропривода. Анализ динамических процессов разомкнутой системы электропривода.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

РЕФЕРАТ

Дипломная работа включает в себя пояснительную записку, состоящую из 38 страниц машинописного текста, 9 иллюстраций, 2 таблиц, 12 использованных источников и 3 листов графического материала.

МАГИСТРАЛЬНЫЙ НЕФТЕПРОВОД, НЕФТЕПЕРЕКАЧИВАЮЩАЯ СТАНЦИЯ, АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, РЕГУЛИРОВАНИЕ, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, АНАЛИЗ.

В данной дипломной работе производится выбор основного силового оборудования системы электропривода. Описываются технологии процесса и технологические требования предъявляемые к электроприводу магистральных насосов. Производится расчет мощности и выбор системы электропривода, а так же анализ динамических процессов разработанной разомкнутой системы электропривода.

В тексте использованы следующие сокращения:

ЛПДС - линейная производственно-диспетчерская станция;

ЧРЭП - частотно-регулируемый электропривод;

МНПП - магистральная нефтеперекачивающая подстанция;

МТ - магистральный трубопровод;

ПС - перекачивающая станция;

НПС - нефтеперекачивающая станция

НПП - нефтеперекачивающая подстанция;

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1 ВЫБОР ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
• 1.1 Описание технологического процесса
• 1.2 Технологические требования, предъявляемые к электроприводу магистральных насосов НПС
• 1.3 Качественный выбор системы электропривода
• 1.3.1 Качественный выбор электродвигателя
• 1.3.2 Качественный выбор преобразователя энергии
• 1.4 Расчет мощности электродвигателя
• 2. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАЗОМКНУТОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
• 2.1 Математическое описание системы электропривода
• 2.2 Анализ динамики работы системы электропривода
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Трубопроводный транспорт в нашей стране получил интенсивное развитие во второй половине 20 столетия и в настоящее время по удельному весу и объему грузопотоков неуклонно вытесняет водный и железнодорожный транспорт. Преимущества трубопроводного транспорта это:

-дальность перекачки, высокая ритмичность, практически бесперебойная работа в течение всего года с различной пропускной способностью и минимальными потерями;

-возможность перекачки нефти и нефтепродуктов с вязкостью в довольно широких пределах;

-возможность работы в различных климатических условиях;

-возможность прокладки трубопроводов на большие расстояния и в любых регионах;

-высокий уровень механизации строительно-монтажных работ при строительстве трубопроводов;

-возможность внедрения автоматизированных систем управления всеми основными технологическими процессами.

Именно эти преимущества позволяют с развитием сети трубопроводного транспорта стабильно снижать стоимость транспортирования нефти, нефтепродуктов и газа и послужили развитию трубопроводного транспорта.

Развитию сети трубопроводного транспорта послужило освоение новых месторождений и обстоятельства, связанные с удаленностью месторождений от мест переработки и потребления нефти и газа. Выросли не только объемы перекачек, но и длина трубопроводов, их диаметр, мощность и рабочее давление перекачивающего оборудования и деталей трубопроводов. В настоящее время почти вся добываемая нефть и природный газ транспортируются по магистральным трубопроводам, а так же большая часть продуктов их нефтепереработки.

• Целью дипломной работы является моделирование системы поддержания давления в нефтепроводе, а именно разработка разомкнутой системы электропривода главных магистральных насосов НПС.
• 1. ВЫБОР ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
• 1.1 Описание технологического процесса
• Магистральные трубопроводы (МТ) - это капитальные инженер-ные сооружения, рассчитанные на длительный срок эксплуатации и предна-значенные для бесперебойной транспортировки на значительные расстояния нефтепродуктов от мест их добычи, забора (начальная точка трубопровода) к местам потребления (конечная точка).
• В состав магистральных трубопроводов для транспортировки нефтепродуктов на дальние расстояния входят [1]:
• - нефтеперекачивающие станции (НПС);
• - резервуарный парк для хранения нефтепродуктов;
• - линейная часть трубопровода с ответвлениями и лупингами,
• запорной арматурой, переходами через естественные и искусственные препятствия, узлами подключения НПС и т.д.;
• - линии электропередачи, установки электрохимической защиты (ЭХЗ);
• - противопожарные средства, противоэрозионные и защитные сооружения трубопроводов;
• - постоянные дороги и вертолетные площадки, расположенные вдоль трассы трубопровода, и подъезды к ним, опознавательные и сигнальные знаки и т. д.

НПС - это сложный комплекс инженерных сооружений, предназначенных для обеспечения перекачки заданного количе-ства нефти или нефтепродуктов. НПС магистральных трубопро-водов подразделяют на головные и промежуточные.

Головная НПС располагается вблизи нефтяных сборных про-мыслов или нефтеперерабатывающих заводов и предназначается для приема нефти или нефтепродуктов и для обеспечения их дальнейшей перекачки по трубопроводу.

Головные НПС являются наиболее ответственной частью всего комплекса магистрального трубопровода и во многом определяют его работу в целом [1]. На них выполняют следующие основ-ные технологические операции: прием и учет нефти или нефте-продуктов, закачку их в резервуарный парк для краткосрочного хранения, откачку нефти или нефтепродуктов в трубопровод; прием, запуск очистных, разделительных и диагностических уст-ройств. Кроме того, производят внутристанционные перекачки (перекачку из резервуара в резервуар, перекачку при зачистке ре-зервуаров и т. д.). На головных станциях можно производить под-качку нефти или нефтепродуктов с других источников поступле-ния, например с других трубопроводов.

Промежуточные НПС предназначены для повышения давле-ния перекачиваемой жидкости в трубопроводе, и их размещают по трассе согласно гидравлическому расчету. Они имеют в своем составе в основном те же объекты, что головные перекачивающие станции, но вместимость их резервуаров значительно ниже, либо они отсутствуют (в зависимости от принятой схемы перекачки).

ПС магистрального нефтепровода относятся к сложным и энергоемким объектам. Доля затрат энергии на перекачку составляет порядка 25 - 30% от годовых эксплуатационных расходов. При отсутствии перекачивающих агрегатов с регулируемой частотой вращения ротора насоса эксплуатация нефтепровода может происходить на различных режимах, смена которых происходит при изменении вариантов включения насосов и перекачивающих станций.

Линейная производственно-диспетчерская станция «Демьянское» входит в состав Тобольского управления магистральных нефтепроводов ОАО «Сибнефтепровод», находится на землях Уватского лесхоза, Уватского района Тюменской области, на правом берегу р.Иртыш, в 2-х километрах северо-восточнее села Демьянское, занимает площадь 17,45 га [2].

В состав ЛПДС «Демьянское» входят четыре нефтеперекачивающие станции (НПС I, II, III, IV), 308 км магистральных нефтепроводов (Усть-Балык-Курган-Уфа-Альметьевск, Нижневартовск-Курган-Куйбышев, Усть-Балык-Омск, Сургут-Горький-Полоцк) и два резервуара по 20000 мі.

В дипломной работе рассмотрена НПС-III, которая построена в 1978 г. на нефтепроводе Нижневартовск-Курган-Куйбышев диаметром 1220 мм, оснащена четырьмя насосами. Работа НПС-III предусмотрена в режиме промежуточной насосной станции. За НПС-III закреплена линейная часть магистральных нефтепроводов общей протяженностью 76 км. В составе НПС-III имеются два резервуара объемом по 20000 мі каждый для приема нефти с Кальчинского месторождения. Резервуары могут работать с любой нефтеперекачивающей станции.

Трассы нефтепроводов проходят по землям Уватского лесхоза. На своем пути нефтепроводы пересекают пять небольших рек Иртыш, Демьянка, Бобровка, Могучаковка, Зимняя. Кроме водных переходов нефтепроводы пересекают автомобильную дорогу с твердым покрытием Тобольск-Южный Балык, линии электропередач и линии связи.

Технологическая схема насосной станции представлена на рис. 1.1 [2].

электропривод насос силовой оборудование



Рис. 1.1. Технологическая схема насосной станции

Изменение количества работающих насосов. Этот метод применяется при необходимости изменения расхода в нефте-проводе. Однако результат зависит не только от схемы соединения насосов, но и вида характеристики трубопровода (рис. 1.2).



Рис. 1.2. Совмещенная характеристика трубопровода и ПС при регулировании изменением числа и схемы включения насосов: 1 - гидравлическая характеристика насоса; 2 - напорная характеристика ПС при последовательном соединении насосов; 3 - напорная характеристика ПС при параллельном соединении насосов; 4, 5 - гидравлическая характеристика трубопровода; 6 - з-Q характеристика насоса при последовательном соединении; 7 - з-Q характеристика н...