Автоматизация нефтеперекачивающей станции "Калейкино" Ромашкинского районного нефтепроводного управления
Анализ возможности разработки и внедрения системы автоматического регулирования давления в нефтепроводе с помощью регулируемого электропривода. Расчет вентиляции в помещении перекачивающей насосной станции. Анализ производственных опасностей и вредностей.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 16.04.2015 |
Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
- опасные или потенциально опасные значения технологических параметров (высокие давления, большие объемы и потоки перекачиваемой нефти);
- большие единичные мощности и высокая энерговооруженность;
- опасные значения электрического напряжения;
- взрыво- и пожароопасность паров перекачиваемой нефти;
- токсичность перекачиваемой среды.
5.2 Анализ производственных опасностей и вредностей
В предыдущих разделах дипломного проекта рассматривалась технологическая схема НПС «Калейкино» и система автоматического управления технологическими процессами.
Первичные приборы контроля состояния технологического процесса (датчики давления, уровня, температуры, расхода, загазованности и т.д.) устанавливаются непосредственно в насосной, где в процессе эксплуатации рабочей средой является нефть, попутный газ и возможно возникновение взрывоопасных смесей.
Попутный газ - бесцветная смесь легких углеводородных паров, легко воспламеняется, обладает вредным воздействием на организм человека и в зависимости от концентрации может произойти отравление организма разной степени тяжести (ОБУВ составляет 50 мг/м3).
На быстроту поступления паров нефтепродуктов из воздуха в кровь влияет их растворимость в воде, близкая к растворимости в крови.
Нефтепродукты практически нерастворимы в воде. Углеводороды способны растворяться в поту и жировом покрове кожи, а затем всасываться через кожу и поступать в кровь. При этом начинается головокружение, тошнота.
Перекачиваемая нефть легко испаряется и способна образовывать взрывоопасную смесь. Нефтепродукты относятся к легковоспламеняющимся веществам. Их пары с воздухом образуют взрывоопасную смесь. Это выдвигает повышенные требования к надежности и эффективности пожаро- и взрывозащиты.
Пары нефтепродуктов способны создавать опасность воспламенения от источника огня. Блуждающие пары тяжелее воздуха, поэтому они стелятся по поверхности пола в цехе, затекают с воздухом и образуют горючие и взрывоопасные смеси.
Пожароопасность технологических процессов в значительной степени определяется физико-химическими свойствами нефтепродуктов.
Классификация сооружений по НПБ 105-03 и ПУЭ приведена в таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Взрывопожарная и пожарная опасность, санитарная характеристика производственных зданий, помещений и наружных установок
Наименование производственных зданий, помещений, наружных установок |
Категории взрывопожароопасной и пожарной опасности зданий и помещений (НПБ 105-03) |
Классификация зон внутри и вне помещений |
||
Класс взрывопожароопасной или пожароопасной зоны (ПУЭ и ПБ 08-624-03) |
Категория и группа взрывопожароопасных смесей (ГОСТ 12.1.011-78) Р51330.5-99 Р51330.11-99 |
|||
Насосная |
А |
В-1а |
IIA-T3 |
|
Операторная |
Д |
- |
- |
При обслуживании первичных датчиков в насосном зале, возникает опасность воздействия на человека шума и вибрации источником которых является насосно-силовое оборудование. Длительное воздействие вибрации высоких уровней на организм человека приводит к развитию преждевременного утомления, нарушению вестибулярного аппарата, снижению остроты слуха, нередко к возникновению профессиональной патологии - вибрационной болезни. Допустимые уровни шума на рабочих местах нормируются документами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» и СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» и не должны превышать 80дБ.
Помещение рассматриваемого насосного зала НПС, где установлены четыре насосных агрегата НМ-7000-210, отделено негорючей перегородкой от зала электродвигателей (рисунок 5.1). В разделительной стене в месте прохождения вала соединения насосов и электродвигателей устанавливаются специальные устройства, обеспечивающие герметичность разделительной стенки (диафрагмы с камерами беспромвальных соединений).
Согласно ГОСТ 12.1.019-96, насосный зал относится к помещениям с повышенной опасностью, так как имеет токопроводящие полы, возможно, одновременное прикосновение человека к соединяемым с землей технологическим аппаратом с одной стороны и к металлическим корпусам средств автоматизации с другой.
Рисунок 5.1 - Схема насосной
В процессе эксплуатации средств автоматизации существует опасность поражения электрическим током. Приборы и средства автоматизации находятся под напряжением 24 В постоянного тока. Так как насосный зал имеет токопроводящие полы, то возможно, одновременное прикосновение человека к соединяемым с землей технологическим аппаратом с одной стороны и к металлическим корпусам средств автоматизации с другой.
Удар электрическим током вызывает рефлекторную реакцию со стороны центральной нервной системы и ведет к нарушению нормального ритма работы сердца. В результате наблюдается нарушение или полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.
При монтаже, наладке, эксплуатации и ремонте систем автоматики производственные опасности и вредности могут быть обусловлены следующими факторами:
- недостаточная освещенность насосного зала при работе в темное время суток, вызывающая повышенную утомляемость, замедляющая реакцию, что может явиться причиной травм;
- воздействием атмосферного электричества в насосном зале в летнее время. Прямой удар молнии, при котором ток может достигать 200 кА, напряжение 100 кВ, а температура в канале молнии приблизительно 25000 °С, вызывает разрушения большой силы.
- при перекачке нефтепродуктов создаются условия для накопления статического электричества с потенциалом до ф=80 кВ. Это является причиной нарушения технологических процессов, снижения точности показания приборов автоматики, неблагоприятно отражается на здоровье рабочих;
- наличием давления в аппаратах трубопровода до 5,4 МПа и т.д., в которых эксплуатируются приборы и средства автоматизации производственных процессов. В случаях разгерметизации, отказа регулирующих органов и приборов контроля системы автоматизации, а также при несоблюдении требований ГОСТ 12.2.085-2002 «ССБТ. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные», возможно возникновение аварийной ситуации;
- воздействием движущихся и вращающихся частей оборудования насосов при монтаже, демонтаже и эксплуатации приборов и средств автоматизации;
- воздействием шума и вибрации как на приборы, так и на обслуживающий персонал.
5.3 Мероприятия по обеспечению безопасных и безвредных условий труда
В данном разделе рассмотрены правила и требования, которые необходимо соблюдать, чтобы избежать воздействия вредных и опасных производственных факторов, возникающих при монтаже, эксплуатации и ремонте системы автоматизации НПС «Кадейкино».
Согласно регламентам и правилам ПТЭ, ПТБ, ПУЭ и РД 153-39.4-056-00, во избежание несчастных случаев при обслуживании оборудования, направляемый на работу персонал должен иметь соответствующую подготовку, пройти производственный инструктаж, ознакомиться с правилами внутреннего распорядка, общими правилами техники безопасности и должностной инструкцией на поручаемом ему для обслуживания участке или агрегате, а также с методами оказания первой помощи. По окончании инструктажа направляемые на работу сдают экзамен по технике безопасности в соответствии с ПБ 08-624-03 и другими руководящими нормативными документами и получают удостоверение с присвоением квалификационной группы. Инструктажи допуска персонала к самостоятельной работе соответствуют требованиям ГОСТ 12.0.004-90 (1999) «ССБТ. Организация обучения безопасности труда. Общие положения». Перед ремонтом оборудования должны быть назначены ответственные лица за организацию и проведение ремонта, подготовку к нему аппаратуры, оборудования и коммуникаций, выполнение мероприятий по пожарной безопасности и охране труда, предусматриваемых планом организации и проведения работ.
Для защиты от поражения электрическим током при монтаже, эксплуатации и ремонте средств автоматизации, согласно ГОСТ 12.1.030-81 (2001) «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление» предусматриваются следующие мероприятия:
- защитное заземление металлических нетоковедущих частей в сетях до 1000 В. Сопротивление, оказываемое заземляющим устройством R < 4 Ом;
- зануление в сетях до 1000 В;
- защитное отключение при появлении напряжения на корпусе оборудования;
- предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности; ограждение неизолированных токоведущих частей.
Для предотвращения возникновения зарядов статического электричества согласно ГОСТ 12.1.018-93 (2001) «ССБТ. Пожаровзрывобезопасность статического электричества». Общие требования» все металлические и электропроводные неметаллические части технологического оборудования должны быть заземлены. Сопротивление защитного устройства от статического электричества не должно превышать 100 Ом.
Во избежание утечек в насосной ЛПДС «Калейкино» важнейшим фактором при перекачке нефтепродуктов является герметизация основного насосного оборудования и системы трубопроводов. Герметизация обеспечена за счет сварного соединения стыковочных мест. Гибкие связи, в системе технологических трубопроводов, герметизируются при помощи хомутов с использованием герметика марки МГ-5.
Основными мероприятиями для предотвращения превышения давления сверх допустимого являются:
- постоянный контроль за режимом работы насосов, автоматизация процесса при превышении разрешенного давления автоматически останавливается насос;
- своевременное и качественное проведение ППР оборудования и контроль за состоянием торцевых уплотнений насосов, фланцевых соединений трубопроводов;
- периодическое прохождение обслуживающим персоналом инструктажа и обучение безопасным методам работы.
Мероприятия по промышленной санитарии. К ним относятся требования к спецодежде, освещению, микроклимату, требования к организации и оборудованию рабочего места.
Требования к спецодежде. Обеспечение работников специальной одеждой и обувью выполняется согласно ГОСТ 12.4.011-89 (2001) ССБТ «Средства защиты работающих. Общие требования и классификация» (таблица 5.2), а также в соответствии с «Правилами обеспечения работников спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты».
Таблица 5.2 - Средства индивидуальной защиты
Виды происшествий, приводящие к несчастным случаям |
Средства индивидуальной защиты |
|
Воздействие вредных веществ (отравление, воздействие на кожу) |
Фильтрующие противогазы марки АБКФ, шланговые противогазы ПШ-1 и ПШ-2 |
|
Поражение эл. током. |
Диэлектрические перчатки, калоши, коврики, указатели низкого напряжения, инструменты с изолированными рукоятками |
|
Падение с высоты |
Спец. одежда, спец. обувь, защитные каски |
Выдаваемые работникам средства индивидуальной защиты, должны соответствовать характеру, условиям работы и обеспечивать безопасность труда.
Требования к освещению. В дневное время суток освещение естественное. В ночное предусмотрено местное и общее освещение. В насосном цехе применяются светильники взрывозащищенного исполнения ВЗГ-200, кроме того, предусмотрено аварийное освещение, независимое от основного.
В качестве источников света при искусственном освещении операторной следует применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛД и компактные люминесцентные лампы. Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещении операторной и насосном цехе следует проводить чистку стекол и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.
Освещенность местного и основного освещения в насосном цехе согласно СНИП-23-05-95* должна Е=75 лк. Освещенность рабочих поверхностей мест производства работ, расположенных в операторной Е = 200 лк.
Требования к микроклимату. Показателями, характеризующими микроклимат, являются:
- температура воздуха;
- относительная влажность воздуха;
- скорость движения воздуха.
В помещении операторной должны соблюдаться оптимальные величины - параметров воздуха согласно ГОСТ 12.1.005-88:
- температуры - 21-23 °С в холодный период года, 22-24°С - в теплый;
- относительной влажности - 40-60%;
- скорости движения - 0,1 м/с в холодный период года, 0,2 м/с - в теплый.
Микроклимат в помещении операторной согласно СНиП 2.04.05-91* поддерживается отоплением, приточно-вытяжной вентиляцией и кондиционированием. Для повышения влажности воздуха в помещениях с ПЭВМ следует применять увлажнители воздуха, заправляемые ежедневно дистиллированной или прокипяченной питьевой водой.
Содержание вредных химических веществ в производственных помещениях, работа на персональных компьютерах в которых является основной (диспетчерские, операторские и др.), не должно превышать «Предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов».
Методы борьбы с шумом и вибрацией сводятся к уменьшению их возникновения. Для снижения или исключения вибрации СНиП 23-03-2003 предусматривает следующие меры:
- правильное проектирование оснований под оборудование, с учетом динамических нагрузок и изоляция их от несущих конструкций и инженерных коммуникаций;
- центровка и балансировка вращающихся частей агрегатов.
В качестве индивидуальных средств защиты от шума используются наушники или антифоны.
Рабочие, подвергающиеся воздействию вибрации должны регулярно проходить медосмотр.
Мероприятия по пожарной безопасности.
Пожарная безопасность на электроустановках, находящихся в помещении НПС соблюдается в соответствии с ППБ 01-03 «Правила пожарной безопасности в Российской федерации» и ГОСТ 12.1.004-91 (1999) «ССБТ. Безопасность. Общие требования»:
- вспомогательное оборудование, электродвигатели, аппараты управления должны иметь степень защиты, соответствующее классу зоны, а также должны иметь аппараты защиты от коротких замыканий и перегрузок;
- запрещается использовать электрические аппараты и приборы в условиях, не соответствующих рекомендациям предприятий изготовителей или неисправных, создающие угрозу возникновения пожара, а также электропровода и кабели с поврежденной или потерявшей защитные свойства изоляцией;
- запрещается пользоваться розетками, рубильниками и другими средствами с открытыми контактами;
- запрещается пользоваться электронагревательными приборами;
во взрывоопасных зонах работать только с инструментом, не дающим искру;
- смазочные материалы хранятся в специальных металлических лотках бочках с плотно закрывающимися крышками, промасленная ветошь собирается в специально отведенные места;
- запрещается курить и разводить открытый огонь в необорудованных для этого местах, для предупреждения вывешиваются предупредительные плакаты «НЕ КУРИТЬ».
Все первичные приборы контроля и регулирования, установленные по месту, в зонах возможного возникновения загазованности предусматривается выполнять в искробезопасном исполнении 2 Exi II АТ2 и 1 Exd II АТЗ, что позволяет производить измерение во взрывоопасной среде.
Насосная станция оснащена автоматическим устройством пожаротушения (АУПТ), позволяющей тушить возможные очаги пожара автоматически.
Вентиляция в насосном зале установлена приточно-вытяжная кратностью воздухообмена 4:1 для удаления взрывоопасной смеси воздуха с парами нефти.
В дополнение к этому предусматривается установка обратных клапанов на трубопроводе, срабатывающие термоэлементы для включения системы автоматического пожаротушения, установка дверей и окон, открывающихся наружу, заземление металлического оборудования от статического и атмосферного электричества. Соединение насосов и электродвигателей осуществляется через специальные отверстия в герметизирующей камере фрамуги разделительной стенки, к которому подается чистый воздух для создания пневмозащиты. При аварийном нарушении герметичности трубопроводов и оборудования, автоматически отключается вышедший из строя агрегат.
Система АУПТ оборудована резервным питанием, а на станции пенотушения установлен дизель-генератор на случай отсутствия электроэнергии.
Система АУПТ управляется контроллером сигнальным автоматического пожаротушения, осуществляющим контроль за состоянием насосной станции. В насосной станции установлены датчики контроля Диабаз-БМ, реагирующие на инфракрасное излучение. При возникновении пожара, на объектах охраны контроллер автоматически запускает пенный насос и открывает соответствующие задвижки на насосную, сигнал с контроллера поступает в пожарное депо где находятся две дежурные пожарные машины и пожарный расчет. На каждом из входов (два) в насосную устанавливаются ручные пожарные извещатели.
Для ликвидации небольших очагов возгорания, на территории предусмотрена установка щитов с пожарным инвентарем, песок, кошма, багор, лом, ведра, огнетушители серии ОХП-Ю и ОУ - 8. Пожарный инвентарь окрашивается в красный цвет.
5.4 Расчёт вентиляции в помещении перекачивающей насосной станции
Производственная вентиляция насосной станции - это система санитарно-технических устройств и сооружений для удаления производственных вредностей и создание в рабочей зоне воздушной среды, отвечающей гигиеническим требованиям. Требования к производственной вентиляции изложены в документах ГОСТ 12.1.005-88 и СНиП 2.04.05-91*.
Для расчёта вентиляции возьмём следующие исходные данные:
- рабочее давление, Р = 4 МПа;
- температура перекачиваемого нефтепродукта, Т = 283 К;
- объём помещения Vп = 4929 м3;
- суммарный объем аппаратуры, Vа = 35 м3;
- объём воздухообмена, Vп - Vа = 4929 - 35 = 4894 м3.
Количество газа, выделяющееся через не плотности оборудования и трубопроводов, определяется по формуле
, (5.1)
где К - коэффициент, учитывающий износ оборудования и равен 1,2;
I - коэффициент, зависящий от рабочего давления и степени негерметичности равен 0,25;
М - молекулярная масса газа. Подставляя в формулу (5.1), находим
кг/час.
Требуемый воздухообмен в производственном помещении, исходя из расчёта разбавления выделяющихся вредных газов до предельно допустимой концентрации, находиться по формуле
, (5.2)
где n = 1 - коэффициент, учитывающий долю производственных вредностей, которые поступают в рабочую зону, и определяются опытным путём;
g - предельно допустимая концентрация, мг/м3;
g = 300 мг/м3;
k = 0,002- степень не герметичности технологического оборудования.
Подставляя в формулу (5.2), находим расход воздуха
м3/ч.
Определяем кратность воздухообмена, то есть сменяемость воздуха (число полных смен) в объёме помещения за час
По необходимому воздухообмену и кратности воздухообмена подбираем вентилятор, который удовлетворяет рассчитанным данным: L = 8316,6 м3/ч и К = 1,7.
Схема вытяжной вентиляции насосной показана на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 - Схема вытяжной вентиляции НПС: 1 - факельная насадка; 2 - клапан перекидной типа АЗЕ 105; 3 шиоер: 4 -вентиляционный агрегат типа Ц-4-75-6.3; 5 - пристенная воздушная насадка
Вентиляторы устанавливаются снаружи помещения. Вытягиваемый из насоса воздух по воздуховоду направляется наверх выше крыши здания насосной. Воздуховод заканчивается перекидным клапаном и факельной насадкой. Вентиляторы располагаются, как правило, попарно с каждого торца здания. Один из вентиляторов каждой пары резервный [12].
6. Технико-экономическая эффективность от внедрения частотно-регулируемого электропривода на НПС «Калейкино»
6.1 Техническая характеристика частотно-регулируемого привода
Частотно-регулируемого привод предназначен для повышения качества регулирования насосных агрегатов на нефтеперекачивающих станциях. Актуальность создания ЧРП на базе современных технических и программных средств значительно возросла с повышением стоимости электоэнергии и ремонта существующего оборудования, повышением требований к надежности работы объекта.
Создание и внедрение ЧРП позволит:
- повысить качество регулирования протекающих процессов;
- повысить надежность работы технологического оборудования объекта (уменьшиться количество аварий, а значит уменьшиться время простоя);
- проводить совершенствование функций системы в процессе эксплуатации.
Основным источником экономической эффективности при внедрении частотно-регулируемого привода является сокращение затрат на электроэнергию и ремонт оборудования.
6.2 Методика расчета экономического эффекта
Экономический эффект мероприятия научно-технического прогресса (НТП) рассчитывается по условиям использования продукции за расчетный период.
Для оценки эффективности инвестиционных проектов применяются методы дисконтированной оценки, которые базируются на учете временного фактора. Они учитывают временной фактор с позиции стоимости денег в будущем. Для оценки используются следующие показатели экономической эффективности:
1) чистый дисконтированный доход (ЧДД) заключается в оценке чистого дохода за определенный промежуток времени. Он определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период.
На практике часто пользуются следующей формулой для определения ЧДД
ЧДД=*t, (6.1)
где Rt - результаты, достигаемые на t-ом шаге расхода;
3t - затраты, осуществляемые на том же шаге.
Расчет экономического эффекта производится с обязательным использованием приведения разновременных затрат и результатов к единому для всех вариантов мероприятия НТП моменту времени - расчетному году.
В качестве расчетного года обычно принимается наиболее ранний из всех рассматриваемых вариантов - календарный год, предшествующий началу выпуска продукции или использования в производстве новой технологии, новых методов организации труда или управления.
Приведение разновременных затрат и результатов всех лет периода реализации мероприятия к расчетному году осуществляется путем умножения их величины за каждый год на коэффициент приведения t.
t=1/(1+Е)t, (6.2)
где Е - величина ставки дисконта, 0,1;
t - год, затраты и результаты которого приводятся к расчетному году.
В качестве начального года расчетного периода принимается год начала финансирования работ по осуществлению внедрения средств автоматизации.
Конечный год расчетного периода определяется моментом завершения работы внедренных средств автоматизации. Конечный год расчетного периода может определяться плановыми (нормативными) сроками обновления средств автоматизации по условиям их использования или срокам службы (с учетом морального старения).
Если ЧДД инвестиционного проекта положителен, проект является эффективным (при данной норме дисконта). Чем больше ЧДД, тем эффективнее проект.
Считается, что если ИД = 1, то приведенные доходы равны приведенным инвестициям; если ИД > 1, то инвестиционный проект имеет доходность; если ИД < 1 - это означает неэффективность проекта.
, (6.3)
где Нст.им. - ставка налога на имущество, 2%;
К0 - стоимость имущества;
2) индекс доходности (ИД) представляет собой отношение суммы приведенных эффектов к величине капиталовложений
ИД=t. (6.4)
Индекс доходности тесно связан с ЧДД. Он строится из тех же элементов и его значение тесно связано со значением ЧДД.
Срок окупаемости АСУ ТП рассчитывается по формуле
T = K/Pt, (6.5)
где К - капитальные затраты на внедрение АСУ ТП;
Рt - стоимостной результат.
6.3 Расчет единовременных затрат
К единовременным вложениям относятся затраты на приобретение, на монтаж и наладку оборудования, приборов. Стоимостные показатели использования частотно-регулируемого электропривода рассчитаны на экономические условия 8.11.2011 года.
Затраты по капитальным вложениям сведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Определение капитальных вложений
Наименование видов затрат |
Затраты, тыс.р. |
|
Предпроектные исследования |
5,21 |
|
Разработка рабочего проекта |
38,20 |
|
Разработка рабочей проектно-сметной документации на строительно-монтажные работы |
21,40 |
|
Системное программное обеспечение АСУ ТП |
216,00 |
|
Затраты на оборудование: - трансформаторный шгкаф; - инверторный шкаф; - шкаф управления. |
76800 |
|
Строительно-монтажные работы |
5184 |
|
Пуско-наладочные работы |
6336 |
|
Итого: |
88600,81 |
6.4 Расчет эксплуатационных затрат
Эксплуатационные затраты рассчитываются по формуле
Т= Ат+ Зоб + Зрем. (6.6)
Эксплуатационные затраты включают в себя:
1) Зрем - затраты на ремонт системы и технических средств (для того, чтобы система была эффективной затраты на ремонт должны составлять не более 10% от капитальных вложений), внедряемая система имеет высокую степень надежности и Зрем= 8860,081 тыс. р.;
2) Ат - амортизационные отчисления.
Величина амортизационных отчислений
Aт = Na*K, (6.7)
где Na - норма амортизационных отчислений;
Na = 100%/tk = 100%/15 = 6,6%,
где tk = 15 лет - плановый срок обновления системы;
К - капитальные вложения, К = 88600,81 тыс. р.
Результаты расчета эксплуатационных затрат представлены в таблице 6.2.
Таблица 6.2 - Расчет эксплуатационных затрат
Показатель |
Новая система, тыс. р. |
|
Ремонт и обслуживание |
8860,081 |
|
Амортизационные отчисления |
5847,65 |
|
Итого |
14707,73 |
6.5 Расчет экономического эффекта
По результатам сводной таблицы 6.3 следует построить график движения денежных средств (финансовый профиль).
Все 3 насоса вместе дают давление на выходе 56 кг/м2, по заданию необходимо только 41 кг/м2. Первые 2 насоса работаю без потери мощности, в 3 агрегате идет потеря мощности на задвижке. При использовании частотно-регулируемого электропривода последний агрегат запускают не в полную силу, с напором в 3 раза меньше обычного, при этом производительность насоса изменится в 1,7 (исходя из квадратичной зависимости изменения производительности и изменения напора). Расход будет равен Q = 7000/1,7 = 4117 м3/ч.
Это составляет около 60%, по таблице 3.1 определяем мощность потребления двигателя, для дросселирования она составляет 80% от основной, а у ВПЧ 22%. Экономии в 58%.
В нормальном режиме двигатель потребляет = 365·24·2 = 87600 тыс.р.
Экономия или выгода = 87600·0,8 = 70080 тыс.р.
Исходные данные для расчета экономического эффекта приведены таблице 6.3.
Таблица 6.3 - Данные для экономического расчета
Показатель |
Значения, тыс. р. |
|
Капитальные вложения |
88600,81 |
|
Текущие издержки |
14707,73 |
|
Амортизация |
5847,65 |
|
Экономия затрат |
70080 |
|
Ставка дисконта, дол. ед. |
0,2 |
|
Величина расчетного периода, лет |
15 |
Данные расчета экономической эффективности проекта представлены в таблице 6.4.
По результатам сводной таблицы 6.4 построены графики движения денежных средств (рисунок 6.1 и 6.2).
По полученным данным можно сделать вывод, что экономический эффект от данного внедрения является целесообразным, так как срок окупаемости составляет 1,9 года, а ИД = 3,18.
Рисунок 6.1 - Изменение денежных потоков наличности
Рисунок 6.2 - Определение срока окупаемости
Рисунок 6.3 - Определение внутренней нормы доходности
Заключение
В ходе анализа НПС выяснилось, что станционная система автоматического регулирования давлении на основе дросселирования потока не является экономичной и оптимальной для безаварийного ведения процесса перекачки. Предложенная в дипломном проекте идея внедрения ВПЧ позволит решить данные проблемы. Современные технологии в области преобразования частоты позволяют создать качественную и надежную систему регулирования. ВПЧ позволяет значительно сократить себестоимость перекачки нефти. Кроме того, за счет плавного запуска насосного агрегата снижается износ уплотнений и подшипников, увеличивая тем самым срок службы МНА.
Структура САРД, предложенная в дипломном проекте, позволяет задействовать все функции контроля, осуществив тем самым регулирование давления как на входе НПС, так и на выход, что в свою очередь обеспечивает замкнутую систему управления.
Система автоматического регулирования давления на базе ВПЧ обладает огромным потенциалом и должна являться неотъемлемой частью распределенной системы управления, которую необходимо внедрять и в другие технологические процессы на ОАО «СЗМН».
Список использованных источников
1. Лукпанов Ж.К. Диссертация Электропривод нефтеперекачивающих станций с преобразователем частоты: Дис. канд.техн.наук. - Алматы, 2007. - 153 с.
2. Вайнштока С.М. Трубопроводный транспорт нефти. Том 1 / Г.Г. Васильев, Г.Е. Коробков, А.А. Коршак [и др.] - М.: «Недра», 2002. - 407 с.
3. Петров В.Е Эксплуатация систем автоматики на магистральных нефтепроводах / В.Е Петров, Ю.В. Ливанов. - М.: «Недра», 1975. - 239 с.
4. Верёвкин, А.П. Современные технологии управления процессами: учеб. пособие / А.П. Верёвкин, С.В. Денисов. - Уфа: УГНТУ, 2001. - 86 с.
5. Пример расчета экономической эффективности применения преобразователя частоты // ООО «НПК «Промышленные системы»
6. Многоуровневые инверторы автономные инверторы / Н. Донской, [и др.] // [Электронный ресурс]. - Силовая электроника, журн. - 2008. - № 1.
7. Мощные высоковольтные преобразователи частоты для регулируемого электропривода в электроэнергетике / Лазарев Г.В. // Электротехника. - 2005. - № 11. - С. 3-8.
8. Современные промышленные высоковольтные преобразователи частоты для регулирования асинхронных и синхронных двигателей / Б.В. Гузеев, М.И. Хакимьянов // [Электронный ресурс]. - Нефтегазовое дело, журн.
9. Электроприводная техника // Каталог [Электронный ресурс]. - «АБС Электро». 10. Современные преобразователи частоты: методы управления и аппаратная реализация / Б. Карлов, Е. Есин
11. Автоматизированная система плавного пуска высоковольтных двигателей магистральных насосов нефтепровода «Дружба» ОАО Транснефть / Д.А. Поздеев, А.Н. Ерезеев, О.Г. Яковлев, О.В. Котельников// Электротехника. - 2006. - № 6. - С. 2-10
12. Гумеров А.Г. Эксплуатация оборудования нефтеперекачивающих станций / А.Г. Гумеров, Р.С. Гумеров, А.М. Акбердин. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2001. - 475 с.
Приложение А
Перечень демонстрационных листов
1. Титульный лист
2. Цели и задачи ВКР
3. Технологическая схема НПС
4. Функциональная схема НПС
5. Структурная схема автоматизации
6. Структурная схема преобразователя частоты
7. Система управления ВПЧ
8. Система управления электроприводом
9. Разгоночная характеристика МНА
10. Определение рабочей модели
11. Результат расчетов
12. Модель запуска МНА
13. Технико-экономический эффект и безопасность проекта
14. Выводы
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Модернизация системы автоматического регулирования давления нефтеперекачивающей станции. Реализация исследованных алгоритмов, создание мнемосхемы для графической панели оператора. Комплекс технических средств автоматизированной системы управления.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 16.04.2015Назначение, описание и технологические режимы работы перекачивающей насосной станции. Описание существующей электрической схемы насосной станции, причины и пути её модернизации. Разработка схемы управления, автоматики и сигнализации насосными агрегатами.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 17.09.2011Технологическая характеристика нефтеперекачивающей станции. Система ее автоматизации. Выбор и обоснование предмета поиска. Вспомогательные системы насосного цеха. Оценка экономической эффективности модернизации нефтеперекачивающей станции "Муханово".
дипломная работа [1,1 M], добавлен 16.04.2015Общая характеристика насосной станции, расположенной в прокатном цехе на участке термоупрочнения арматуры. Разработка системы автоматического управления данной насосной станцией, которая своевременно предупреждает (сигнализирует) об аварийной ситуации.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 05.09.2012Моделирование насосной станции с преобразователем частоты. Описание технологического процесса, его этапы и значение. Расчет характеристик двигателя. Математическое описание системы. Работа насосной станции без частотного преобразователя и с ним.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 16.11.2010Характеристика мелиоративной насосной станции, выбор принципиальной электрической схемы. Составление схемы соединений щита управления. Экономическая эффективность схемы системы автоматического управления. Определение надежности элементов автоматики.
курсовая работа [537,1 K], добавлен 19.03.2011Особенности модернизации фильтра-грязеуловителя. Анализ необходимости установки датчика разности давлений. Характеристика нефтеперекачивающей станции. Принципы работы насосного цеха. Основные функции автоматизации. Контрольно-измерительная аппаратура.
дипломная работа [9,3 M], добавлен 16.04.2015Идентификация моделей каналов преобразования координатных воздействий объекта управления. Реализация моделей на ЦВМ, подтверждение адекватности. Синтез, анализ системы автоматического регулирования простейшей структуры и повышенной динамической точности.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 08.04.2013Технологический процесс автоматизации дожимной насосной станции, функции разрабатываемой системы. Анализ и выбор средств разработки программного обеспечения, расчет надежности системы. Обоснование выбора контроллера. Сигнализаторы и датчики системы.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 30.09.2013Проектирование и эксплуатация машин и оборудования нефтеперекачивающих станций. Выбор магистральных насосов промежуточной нефтеперекачивающей станции. Приведение характеристик насоса к входу в трубопровод. Основные типы запорно-регулирующей арматуры.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.05.2013