Сфера применения регулируемого электропривода

Основными потребителями электроэнергии на магистральных нефтепроводах являются основные и подпорные насосные агрегаты НПС, расход электроэнергии по которым составляет 94-98 % и более от общих затрат. Расход электроэнергии на НПС зависит от загрузки нефтепровода по производительности, от физико-химических свойств перекачиваемых нефтей, от состояния внутренней поверхности трубопровода, от фактических значений КПД магистральных центробежных насосов и электродвигателей, от экономичности работы на НПС регулирующих устройств поддержания технологических режимов перекачки, от величины технологического дросселирования давления на НПС как в стационарных, так и переходных режимах работы нефтепроводов и других факторов.

В настоящее время на НПС установлены нерегулируемые насосные агрегаты. Регулирование давления, а следовательно, и производительности перекачки, осуществляется комбинированным способом: ступенчатое регулирование - путем отключения — включения насосных агрегатов и плавное регулирование с помощью дроссельного органа (заслонки, клапана).

Потери энергии на дросселирование давления на НПС как в стационарных, так и в переходных режимах работы МН могут быть резко снижены за счет применения полностью автоматизированных насосных агрегатов с плавным регулированием их частота вращения (в дальнейшем регулируемый насосный агрегат - РНА) и поддержания оптимальных, с точки зрения минимума потребляемой электрической энергии, режимов их работы.

Целесообразность применения РНА на НПС с целью снижения энергозатрат на перекачку нефти во многом будет зависеть от значения энергетических показателей (КПД и cos ф) - для электродвигателей, тиристорного преобразователя частоты (ТПЧ) и в целом для тиристорного регулируемого электропривода (ТРЭ) при работе в широком диапазоне изменения нагрузок (частота вращения) и от значений КПД магистральных насосов при работе последних в широком диапазоне изменения частота вращения. Эффективность применения РНА должна определяться с учетом, что добавочные потери электроэнергии на перекачку нефти с внедрением на НПС мощных РНУ не должны превышать минимально возможных потерь электроэнергии на дросселирование. Положительными факторами при применении регулируемого привода также являются:

возможность снижения давления на входе промежуточных НПС до уровня минимальных давлений, установленных технологическими параметрами нефтепровода; снижение давления по НПС и плавный выход на расчетный режим перекачки увеличивает остаточный ресурс магистрального нефтепровода;

исключаются перегрузка питающих электросетей и трансформаторных подстанций во время пуска насосного агрегата НПС;

увеличивается число фиксированных режимов перекачки по нефтепроводу, исключающих дросселирование.

Применение на НПС тиристорного регулируемого электропривода (ТРЭ) позволит ограничить пусковые токи электродвигателей насосных агрегатов (НА) на уровне не более /ном (следовательно, исключить посадку напряжения в сети), вместо 5—7 /номпри прямых пусках от сети, тем самым позволит облегчить работу систем внутреннего и внешнего электроснабжения НПС и обеспечит снижение потерь энергии в кабельных и воздушных линиях, в силовых трансформаторах и токоограничивающих реакторах (там, где они по тем или иным условиям используются) в период пуска насосных агрегатов. Незначительные токи при пуске электродвигателей от ТПЧ дают возможность использовать последние в качестве пусковых (разгонных) устройств электродвигателей НА. При этом темп разгона электродвигателей НА можно плавно регулировать в определенных пределах. Данное достоинство позволяет в течение короткого времени запускать один и тот же электро-340


двигатель НА без опасения его перегрева, тогда как при прямых пусках электродвигателей НА от промышленной сети это делать невозможно. Кроме того, это дает возможность поочередно, без значительных трудностей, вводить в работу необходимое число агрегатов на НПС с целью обеспечения требуемого технологического режима перекачки, тогда как из-за больших посадок напряжения в питающих сетях при прямых пусках электродвигателей НА не всегда имеется такая возможность. Указанное достоинство может широко использоваться, исходя из требований повышения надежности и устойчивости работы НПС там, где имеются маломощные подстанции и большая загрузка их по мощности и где наблюдается дефицит мощности в энергосистемах.

Применение РНА на НПС позволит:

увеличить срок службы электродвигателей и насосов за счет снижения динамических нагрузок при плавном частотном пуске электродвигателей с заведомо заданной интенсивностью разгона;

снизить переменные нагрузки на трубопровод и запорную арматуру (клапана, заслонки, задвижки), а следовательно обеспечит увеличение срока службы;

частично отказаться от применения на НПС сменных роторов и полностью от обточки рабочих колес насосов;

исключить простои при замене роторов и связанные с заменой эксплуатационные затраты;

избежать в ряде случаях включения дополнительного насосного агрегата при необходимости увеличения производительности перекачки по участку нефтепровода путем увеличения частоты вращения РНА выше номинальных (при условии обеспечения возможности длительной работы электродвигателя на частоте вращения более 3000 об/мин);

плавно регулировать производительность перекачки в определенных пределах.

Эффективность применения РНА на НПС МН во многом будет зависеть и от рационального их размещения (количество, конкретное назначение и на каких НПС), а также от того, на сколько ТРЭ будет отвечать требованиям, предъявляемым со стороны эксплуатационников электроприводов НА, главными из которых являются: простота обслуживания и высокая надежность работы, включающая возможность длительной эксплуатации без присутствия обслуживающего персонала, высокая экономичность в широком диапазоне изменения нагрузок и частоты вращения, высокое быстродействие по отработке технологических сигналов на изменение частоты вращения, невысокая стоимость и др.


Из изложенного следует, что показателей, определяющих эффективность применения РНА на НПС, достаточно много, однако просчитать эффект в денежном выражении на сегодня трудно из-за следующих причин:

отсутствие статистических данных по работе РНА на НПС (серийно выпускаемых промышленностью и предусматриваемых для разработки в перспективе), а именно - показателей надежности в реальных условиях их эксплуатации (наработка на отказ, ресурс до первого капитального ремонта и т.п.), достоверных, экспериментально подтвержденных в реальных условиях эксплуатации номинальных значений энергетических параметров (КПД и cos ф), ТРЭ, включая и отдельные их узлы (двигатели, тиристорные преобразователи, трансформаторное оборудование и т.п.), а также изменение указанных энергетических параметров ТРЭ и самостоятельных его узлов в широком диапазоне изменения нагрузок;

отсутствие достоверных данных по стоимости основного и вспомогательного электрооборудования ТРЭ, и данных по затратам на проведение строительно-монтажных и пуско-наладочных работ и затратам на их эксплуатацию.

Практика эксплуатации регулируемых электроприводов, в том числе и на базе использования тиристорных преобразовательных агрегатов, показывает, что энергетические показатели электропривода какими бы высокими они ни были для отдельных звеньев комплектного регулируемого электропривода, меньше соответствующих показателей электродвигателя, работающего с постоянной частотой вращения и питающегося непосредственно от сети, т.е.

На НПС с последовательной схемой включения насосов, нашедшей наибольшее применение на нефтепроводах, для поддержания устойчивой, надежной и экономичной работы НПС и в целом нефтепровода на любых режимах их эксплуатации достаточно двух регулируемых (один из которых резервный) насосных агрегатов. Поэтому некоторое снижение КПД регулируемого электропривода по сравнению с КПД электродвигателя, работающего с постоянной частотой вращения ротора, не будет существенно снижать общий КПД НПС.


ищи здесь, есть все, ну или почти все