Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [ 49 ] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

симметрией напряжений основной частоты. Наиболее весомыми для электродвигателей являются показатели частоты и напряжения, которые оказывают значительное влияние на энергетические характеристики электродвигателей и эффективность их эксплуатации. По ГОСТ 13109 допускается отклонение частоты от номинального на ±0,1 Гц и напряжения для электродвигателей от -5 до +10 % от номинального. Однако исследования, проведенные нами в промышленных условиях, показывают, что отклонение частоты выходит за эти пределы и составляет ±0,2 Гц в зависимости от времени суток; повышение частоты тока в ночное время приводит к увеличению подачи насосных агрегатов и в некоторых случаях ведет к дросселированию их напора. Уровень напряжения также не остается постоянным, а изменяется в течение суток, например на некоторых НПС в пределах 9,8-10,6 кВ. Колебания напряжения в течение суток приводят к изменению потребления активной и реактивной мощностей и в итоге к ухудшению энергетических характеристик электродвигателей.

Исследования, проведенные на НПС показали, что на большинстве из них поддерживается повышенное на 5-10 % к номинальному напряжение, а загрузка двигателей по току составляет в = 0,5+0,8, при которых у электродвигателей КПД

равен 96-98 %.

Самозапуск электроприводов магистральных насосов - это процесс автоматического восстановления режима их работы после кратковременного исчезновения или глубокой посадки напряжения в сети. Особенностью самозапуска на НПС является участие в нем группы электродвигателей. После исчезновения напряжения или глубокой его посадки на НПС осуществляется групповой выбег находившихся в работе насосных агрегатов. Режим группового выбега агрегатов оказывает основное влияние на формирование волн возмущения давления в трубопроводе. В зависимости от длительности перерыва электроснабжения самозапуск может быть успешным или неуспешным. При успешном самозапуске технологический процесс не нарушается. Неуспешным считается самозапуск, если даже насосный агрегат запустится и выйдет в режим, но возникшее возмущение давления, распространяясь по линейной части, приведет к остановке агрегатов по срабатыванию технологических защит. В результате поочередная остановка насосных агрегатов на всех НПС приводит к остановке всего нефтепровода.

Этим объясняется важность внедрения на всех НПС систем самозапуска насосных агрегатов с учетом реальных технологических режимов.

Известно, что на режим самозапуска оказывают влияние параметры энергосистемы. Кроме этого, для повышения надежности и эффективности оборудования с целью определения режимов самозапуска необходимо учитывать исходный технологический режим и режим переходного процесса системы НПС - нефтепровод, пользуясь уравнением ее энергетического и материального баланса:

i (Я0 - AQ00) + УЯ0

N0% ekt -9)

Я0(х)2 - AQ0 = в

-AQв

+ А1 ± Hj,

(11.1)

где i, j, \i - число оставшихся в работе, останавливающихся и пускаемых насосных агрегатов; Н0 - напор насоса при нулевой подаче; А и е0 - коэффициенты аппроксимации уравнения напорных характеристик магистральных насосов; Q0, N0, -подача и мощность насоса в установившемся (исходном) режиме; Q - текущее значение производительности нефтепровода.

9 = Z/N0; k = 8Q0 ro2;

(11.2)

Z, Е - коэффициенты аппроксимации мощностной характеристики насоса; v - вязкость перекачиваемой нефти; А1 - разность геофизических отметок конца и начала участка нефтепровода; в, m - коэффициенты режима течения жидкости; /, d - длина и диаметр трубопровода; х - коэффициент пусковой характеристики электродвигателя; Hj - инерционная составляющая напора.

В исходном режиме на НПС работает i насосных агрегатов. При исчезновении напряжения осуществляется групповой выбег j насосных агрегатов, а после восстановления напряжения происходит групповой самозапуск \i агрегатов.

Из уравнения следует, что на режим самозапуска кроме параметров энергосистемы оказывают влияние также следующие факторы: конструктивные параметры насоса H0, A, е0, D2, е, Z, зависящие от коэффициента быстроходности nS; параметры трубопровода /, d, А1; режимы течения жидкости в насосе и трубопроводе; схема соединения насосов на НПС.

Вопрос охлаждения электродвигателей на НПС до сих пор остается проблемным. Это объясняется тем, что переход к ра-

зомкнутому циклу вентиляции привел к ухудшению режимов работы двигателей. Они работают в тяжелых температурных условиях: горячий воздух из двигателя выбрасывается в элект-розал и снова поступает в него. Кроме того, пыль и атмосферная влага, оседая на обмотках электродвигателя, ухудшают свойства изоляции. Система охлаждения электродвигателей в отрасли не унифицирована. Несовершенная система охлаждения приводит к снижению надежности работы оборудования и нефтепровода в целом.

11.3.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НАСОСОВ

В промышленных условиях необходимость определения КПД электродвигателей возникает при оценке эффективности эксплуатации насосных агрегатов, определении сроков проведения ТОР и уточнении значений КПД после ремонта ротора, замены подшипников, перемотки статора и т.д.

Перед проведением испытаний по определению КПД электродвигателей в промышленных условиях не обязательно точное знание нагрузки на валу со стороны магистрального насоса. Единственно нужно, чтобы электродвигатель работал в обычном режиме и выполнял свои функции.

Электродвигатель, работающий в обычном режиме, потребляет из сети определенную мощность, которая затрачивается на полезную отдаваемую насосу механическую энергию и на потери в двигателе. Различают: 1 ) потери в меди статора; 2) потери в стали; 3) потери добавочные; 4) потери в меди ротора; 5) потери механические. Первые три потери можно считать потерями в статоре и две последние - частью энергии, идущей через воздушный зазор в ротор.

Рассмотрим составляющие потерь отдельно.

Потери в меди статора - это потери в обмотках статора. Они изменяются пропорционально квадрату тока статора, т.е. почти пропорционально квадрату нагрузки.

Потери в стали - это постоянные потери, не зависимые от нагрузки. Однако они изменяются пропорционально квадра магнитного потока в электродвигателе, т.е. пропорционально квадрату напряжения.

Потери добавочные - это общая категория, включающая ряд небольших потерь (от потоков рассеяния статора, от высших гармонических намагничивающих сил статора и ротора, от зубчатости статора и ротора), изменяющихся пропорционально нагрузке. Для электродвигателей мощностью 1000 кВт и