Мұнай айдау станциясының магистралды сорғысының реттелетін электр жетегін жобалау
1
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ
МИНИСТРЛІГІ
Коммерциялық емес акционерлік қоғамы
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС
УНИВЕРСИТЕТІ
Электрэнергетика
Электрэнергетикасы
Өндірістік қондырғылардың электр жетегі және автоматтандырылуы
Жобаны орындауға берілген
ТАПСЫРМА
факультеті
мамандығы
кафедрасы
Студент
Жоба тақырыбы
Нұрғалиев Думан ______________________________
(аты - жөні)
Мұңай айдау станциясының магистралды автоматтырылған электр
жетегі.
ректордың _29_ _қыркүйек_______№_124_ бұйрығы бойынша бекітілген.
Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі: _22__мамыр__2015 ж.
Жобаға
бастапқы деректер (талап етілетін
жоба
нәтижелерінің
параметрлері және нысанның бастапқы деректері):
400 кВт; 20 НДС;
мсағ.; SIMATIC S7 -200;
= 2700 мсағ.;
= 39 м; 1Д1250-63а; 740
Диплом жобасындағы
әзірленуі
тиіс
сұрақтар тізімі немесе диплом
жобасының қысқаша мазмұны:
Дипломдық жұмыста мұнай айдау станциясының магистралды
сорғысының реттелетін электр жетегін жобалау мәселесі қарастырылған.
Технологиялық бөлімде тұтқырлығы жоғары және төменгі температурада
қататын мұнай мен мұнай өнімдерін айдаудың негізгі әдістеріне шолу
жасалған. Арнайы бөлімде МАС- да магистралды сорғылық станцияларымен
мұнайды айдаудың технологиялық сұлбалары , центрден тепкіш сорғылар
және олардың негізгі параметрлері, оларда сорғы агрегаттарының
режимдері, магистралды сорғы станциясының шығысында қысымды
өзгерту және реттеу сипатталған. Басқарылатын түзеткіштің
элементтерін таңдау және есептеу жүргізілді.
2
Сызба материалдарының (міндетті
түрде
дайындалатын
сызуларды
көрсету) тізімі:
Магистралдық мұнай құбырының сызбасы; магистралды (МС1-МС4)
және тірек сорғы (ТС) агрегаттарын мұнай құбырларының сорғы
станцияларына қосу сызбасы; ЖТ- АҚ жүйесінің күштік тізбегінің сұлбасы;
орталықтан сыртқа тебетін сорғылардың жиілікті -реттелетін электрлі
жетегі; жиілікті тікелей түрлендіргіш; ЖТТ шығыс кернеуі; автономды
инверторы бар жиілікті түрлендіргіш; КИМ бар жиілікті түрлендіргіш;
вентильді топтарды іске қосудың қарама -қарсы сызбасы; вентильді
топтарды іске қосудың қанаттас сызбасы; 12 пульсті түзеткіші және
нөлдік нүктелі инверторы бар ЖТ; АИ бар ЖТ шығыс кернеуі, р=6; АИ бар
ЖТ- нің шығыс кернеуі, р=12; АИ бар ЖТ - нің шығыс кернеуінің спектралды
құрамы; КИМ бар ЖТ шығыс кернеуінің түзілуі.
Негізгі ұсынылатын әдебиеттер:
1. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводах. - М.:
Энергия, 1966. 2. Соколов П.М., Данилов П.Е. Асинхронный электропривод с
импульсным управлением в цепи выпрямленного тока. - М.: Энергия, 1972. -
72 с. 3. Сагитов П.И. Методика расчетов системы согласованного вращения
асинхронных двигателей. Изв.вузов. Электромеханика, 1979, с. 546-552.
4. Усманходжаев Н.М., Сагитов П.И. О работе системы согласованного
вращения с конденсаторами в цепи роторов. Изв.вузов. Электромеханика,
1974, с. 752-757. 5. Түзелбаев Б.И. Сала экономикасы: оқу құралы - Алматы,
2007. 6. Хакімжанов Т.Е. Еңбек қорғау. Жоғары оқу орындары үшін оқу
құралы. - Алматы: ЭВЕРО, 2008 - 240 б.___________________________
3
4
Аңдатпа
Дипломдық жұмыста мұнай айдау станциясындағы магистралды
сорғының реттелетін электр жетегін жобалау мәселесі қарастырылған.
Технологиялық бөлімде
тұтқырлығы жоғары және төменгі
температурада қататын мұнай мен мұнай өнімдерін айдаудың негізгі
әдістеріне шолу жасалған.
Арнайы бөлімде МАС-да магистралды сорғылық станцияларымен
мұнайды айдаудың технологиялық сұлбалары, центрден тепкіш сорғылар
және олардың негізгі параметрлері, оларда сорғы агрегаттарының режимдері,
магистралды сорғы станциясының шығысында қысымды өзгерту және реттеу
сипатталған. Басқарылатын түзеткіштің элементтерін таңдау және есептеу
жүргізілді.
"БЖД" бөлімінде мұнай кәсіпорындарының қоршаған ортаға зиянды
әсері және қоғану әдістері талдаңды. Кәсіпoрынның санитарлы-қoрғаныс
зoнасын oрнатылды және атмoсфераға зиянды заттардың сейілуіне есептеу
жүргізілді.
"Экономикалық" бөлімінде жиілікті түрлендіргіш - асинхронды
қозғалтқыш жүйені еңгізілді. Амортизациялық мен капитал шығындары,
жұмсалатын электр энергиясының және ағымдағы жөндеу жұмыстарына
кететін шығындары есептелінді.
5
Аннотация
В дипломной работе рассмотрена проблема проектирования
регулируемого электрического привода магистрального насоса на станции
перекачивания нефти.
Технологическая часть работы рассматривает основные методы
перекачивания нефти и нефтепродуктов с высокой вязкостью, застывающих
при низкой температуре.
В специальной части исследованы технологические модели перекачки
нефти со станциями с магистральным насосом на СМП, центробежные насосы
и их основные параметры, режимы на их насосных агрегатах, а так же
охарактеризованы изменения и регулирования давления на выходе станции
магистрального насоса. Проведены выборка и вычисление элементов
контролируемого выпрямителя.
В части "БЖД" проанализированы негативное влияние предприятий на
окружающую среду и методы защиты. Установлена санитарно-охраняемая
зона предприятия и проведено вычисление рассеивания вредных веществ в
атмосферу.
В "Экономической" части внедрена система двигателя частотного
асинхронного преобразователя. А также были вычислены амортизационные и
капитальные расходы, и расходы на текущий ремонт и на электроэнергию.
6
Annotation
This thesis work deals with the problem of designing a regulated electric
drive of the main pump on the oil pumping station.
The technological part of the work examines the main methods of pumping
oil and oil products with high viscosity,which are solidifying at low temperatures.
In a special part had been studied the technical models of oil pumping on the
stations with the main pump in the SMP, centrifugal pumps and their basic
parameters, modes of their pumping units, also characterized changes and
regulations of the outlet pressure of the main pump station. It has been conducted
sampling and calculation of controlled rectifier elements.
In the security and livelihoods section it has been analyzed the negative
impact of businesses on the environment and methods of protection. Installed
sanitary protection zone of the enterprise and calculated the dispersion of pollutants
into the atmosphere.
In the economic section was implemented the system of motor of frequency
asynchronous converter. In addition, it was calculated depreciation and capital
costs, and the cost of repairs and electricity.
7
Мазмұны
Кіріспе
10
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
2
2.1
2.2
2.3
3
3.1
3.2
Магистралдық мұнай құбыры автоматтандыру нысаны ретінде
Құбыр желісін топтастыру
Мұнай тасымалдау құбырларын автоматты басқару жүйесінің
міндеттері
Магистралдық мұнай құбырларының құрылысы
Электр жетектін сапалығын таңдау
Мұнайды тасымалдауға дайындау
Электр жетек жүйесін таңдау
Сорғы агрегаттары электр қозғалтқыштарының айналу жиілігін
реттеу тәсілдерін талдау
Орталықтан сыртқа тебетін сорғылардың жиілікті-реттелетін электрлі
жетегі
SIEMENS фирмасының серіктестерінің сорғылардың жетегін қайта
жаңғырту үлгісі
Жиілікті түрлендіргіштен қоректенетін асинхронды қозғалтқыштың
жұмысы
Асинхронды қозғалтқыштарды басқаруға арналған жиілікті
түрлендіргіштер
Автономды инверторлары бар жиілікті түрлендіргіштердің шығыс
кернеуін гармоникалық талдау
14
14
14
16
19
21
22
22
23
27
27
27
32
3.3
Қозғалтқыштың
және өндірістік механизмнің механикалық
сипаттамасы. Жетектің бірлескен механикалық сипаттамасы
39
3.4
3.5
3.6
4
4.1
4.2
4.3
5
5.1
5.2
5.3
5.4
Электр жетегін MATLAB ортасында модельдеу
Сорғылық қондырғының асинхронды қозғалтқышының автоматты
басқару жүйесін(АБЖ) құру
Сорғылық қондырғының асинхронды электржетегінің АБЖ-ң
параметрлік синтезі
Қоршаған орта және еңбек қорғау бөлімі
Мұнай кәсіпорындарының қоршаған ортаға зиянды әсерін талдау.
Қорғану өдістері
Кәсіпoрынның санитарлы-қoрғаныс зoнасын oрнату. Атмoсфераға
зиянды заттардың сейілуін есептеу
Кәсіпорындағы өртке қарсы шараларға талдау жасау
Экономикалық бөлім
Жиілікті түрлендіргіш - асинхронды қозғалтқыш жүйені еңгізудің
экономикалық негіздемесі
Амортизациялық мен капитал шығындары
Жұмсалатын электр энергиясының шығыны
Ағымдағы жөндеу жұмыстарына кететін шығыны
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер тізімі
8
41
42
54
58
58
62
66
68
68
71
73
73
76
77
Белгілеулер мен қысқартулар
ҚНжЕ - құрылыс нормалары мен ережелері
МС - магистралды сорғы
ТС - тірек сорғы
СҮҚҮ - синхронды, үшфазалық, артық қысыммен үрленетін
ЖТ - жиілікті түрлендіргіш
ЖТТ - жиілікті тікелей түрлендіргіш
АҚ - асинхронды қозғалтқыш
АИК - автономды инверторлар кернеуі
КИМ - кең - импульсті модуляция
ПӘК - пайдалы әсер коэффициенті
АБЖ - автоматтандырылған басқару жүйесі
СА - сорғы агрегаты
СҚ - сорғы қондырғысы
КАЭЖ - көпқозғалтқышты асинхронды электржетегі
СА КАЭЖ - синхронды айналатын көпқозғалтқышты асинхронды
электржетегі
АҚ - асинхронды қозғалтқыш
АЖТ - асинхронды жиілік түрлендіргіш
ЭЖБ - электрлік жұмысшы білік
ТКТ - тиристорлы кернеу түрлендіргіші
ИФБЖ - импульстік-фазалық басқару жүйесі
ЖДАБ - жүктелу деңгейін анықтау блогы
ЖР - жылдамдық реттегіші
ТД - ток датчигі
КД - кернеу датчигі
ФТ - функционалды түрлендіргіш
ЭМТ - электрмеханикалық түрлендіргіш
БМ - беріліс механизмі
ОМ - орындаушы механизм
КАИ - кернеудің автономды инверторы
ЭЕМ - электронды-есептеуіш машина
ЭҚК - электр қозғаушы күш
9
Кіріспе
Мұнай - көмірсутектер қоспасы болып табылатын, жанатын майлы
сұйықтық; қызыл-қоңыр, кейде қара түске жақын, немесе әлсіз жасыл-сары,
тіпті түссіз түрі де кездеседі; өзіндік иісі бар; жерде тұнбалық қабатында
орналасады;пайдалы қазбалардың ең маңызды түрі.
Негізінен алғанда
көмірсутектерінен (85 % -ға дейін) тұратын бұл заттар дербес үйірімдер
шоғыры түрінде жекеленеді: метанды және ароматты (хош иісті) тізбектер.
Мұнайдың түсі қызғылт, қоңыр қошқыл, кейде ол ашық сарғыш түсті,
ақшыл болып та келеді. Мысалы, Әзірбайжанның Сурахана алқабында ақшыл
түсті мұнай өндіріледі.Мұнай судан жеңіл, оның меншікті салмағы 0,65-0,95
гсм3. Мұнай өз бойынан электр тогын өткізбейді. Сондықтан ол
электроникада изолятор (айырушы) ретінде қолданылады. Осы кезеңде мұнай
құрамынан екі мыңнан астам халық шаруашылығына керекті заттар алынып
отыр: бензин, керосин, лигроин, парафин, көптеген иіссу түрлері, кремдер,
парфюмериялық жұмсақ майлар, дәрі-дәрмектер, пластмасса,
машина
дөңгелектері тағы басқа. Ол қуатты әрі арзан отын -- бір тонна мұнай үш
тонна көмірдің, 1,3 тонна антрациттың, 3,3 тонна шымтезектің қызуына тең.
Қазір "Қара алтын" деп бағаланатын мұнайдың өзіндік мол тарихы
бар. 1539 жылы ол тұңғыш рет Америка құрлығынан Еуропаға тасылатын
тауарлардың тізіміне кіріпті.
Сол жылы Венесуэладан Испанияға жөнелтілген мұнай тасымалының
алғашқы легі бірнеше темір құтыға ғана құйылған жүк екен. Ол кезде
дәрігерлер оны тек артрит ауруын емдеуге ғана пайдаланатын болған.
Мұнай айдаушы елдер
Бұрынғы КСРО-ны қосқанда үздік мұнай айдаушы елдер 1960 - 2014
Мұнай айдау саласында өнім ұғымы бөлініп алынған мұнай өнімдерін емес
кен орнынан өндірілген шикі мұнай көлемін айтады.
10
# Өндіруші ел
3
10 bbld
(2006)
3
10 bbld
(2008)
3
10 bbld
(20012)
3
10 bbld
(2014)
Қазіргі
үлесі
1
1Сауд Арабиясы
(OPEC)
10,665
10,234
10,782
9,760
11.8%
2
2 1
Ресей
9,677
9,876
9,789
9,934
12.0%
3
3 1
АҚШ
8,331
8,481
8,514
9,141
11.1%
4
4
Иран (OPEC)
4,148
4,043
4,174
4,177
5.1%
11
# Өндіруші ел
3
10 bbld
(2006)
3
10 bbld
(2008)
3
10 bbld
(20012)
3
10 bbld
(2014)
Қазіргі
үлесі
5
5
Қытай
3,846
3,901
3,973
3,996
4.8%
6
6 2
Канада
3,288
3,358
3,350
3,294
4.0%
7
7 1
Мексика
3,707
3,501
3,185
3,001
3.6%
8
2
БАӘ (OPEC)
2,945
2,948
3,046
2,795
3.4%
9
9
Кувейт (OPEC)
2,675
2,613
2,742
2,496
3.0%
10
1 1
Венесуэла (OPEC)
2,803
2,667
2,643
2,471
3.0%
11
1 1
Норвегия
2,786
2,565
2,466
2,350
2.8%
12
1
Бразилия
2,166
2,279
2,401
2,577
3.1%
13
1
Алжир (OPEC)
2,122
2,173
2,179
2,126
2.6%
14
1
Нигерия (OPEC)
2,443
2,352
2,169
2,211
2.7%
15
Ангола (OPEC)
1,435
1,769
2,014
1,948
2.4%
16
1
Либия (OPEC)
1,809
1,845
1,875
1,789
2.2%
17
Біріккен Королдік
1,689
1,690
1,584
1,422
1.7%
18
1
Қазақстан
1,388
1,445
1,429
1,540
1.9%
19
2
Қатар (OPEC)
1,141
1,136
1,207
1,213
1.5%
20
2
Индонезия
1,102
1,044
1,051
1,023
1.2%
21
2
Үндістан
854
881
884
877
1.1%
22
2
Әзірбайжан
648
850
875
1,012
1.2%
1
2
Осы елде мұнай айдау шыңын асып кеткен.
Канада мұнай айдау көлемі төмендегенімен оның жалпы мұнай айдау
көлемі құмды мұнай айдау есебінен өсуде.
Мұнай өнімдері
Мұнай өнімдері - көмірсутектер мен олардың туындыларының қоспасы;
мұнай мен мұнай газдарынан алынатын жеке химиялық қосылыстар. Мұнай
өнімдері отын, майлар, битумдар, ауыр көмірсутектер және әр түрлі мұнай
өнімдері сияқты негізгі топтарға бөлінеді. Отын негізіндегі мұнай өнімдеріне
көмірсутекті газдар мен бензин, лигроин, керосин, дизель отыны, мазут, т.б.
жатады. Мұнайға серік газдар пайда болуы жөнінен табиғи газдарға жатады.
Олардың бұлай ерекше аталуы мұнай кенімен бірге кездесуіне байланысты -
олар мұнайда еріген күйде болады немесе мұнай кенінің үстін "бүркеп"
жатады. Мұнай жоғары көтерілгенде, қысым кенет төмендейді, газдар сұйық
мұнайдан бөлініп
шығады. Ертерек кезде мұнайға серік газдар
пайдаланылмайтын, мұнай өндіретін жерде оны жағып жіберетін. Қазір ондай
газдарды жинап алады, өйткені олар, табиғи газ сияқты жақсы отын және
бағалы химиялық шикізат болып табылады. Құрамында метанмен бірге басқа
да көмірсутектер: этан, пропан, бутан, пентанның едәуір мөлшері
болғандықтан, серік газды пайдалану мүмкіндігі табиғи газға қарағанда тіпті
едәуір кең. Сондықтан табиғи газға қарағанда химиялық өңдеу жолымен серік
газдан заттарды көп мөлшерде алуға болады. Серік газдарды тиімді пайдалану
үшін оларды құрамдары жақын қоспаларға бөледі. Пентан, гексан және басқа
көмірсутектердің қалыпты жағдайда сұйық күйде болатын қоспалары газды
бензин түзеді(олар мұнайдан ішінара газбен бірге ұшып шығады). Одан кейін
пропан мен бутанның қоспасы бөлінеді. Газды бензин мен пропанбутан
қоспасын бөліп алғаннан кейін құрғақ газ қалады, оның басым көпшілігі
метан мен этан қоспасынан құралады. Газды бензин құрамында өте ұшқыш
сұйық көмірсутектер бар, сондықтан оны двигательдерді от алдырған кезде
тез тұтандыру үшін бензинге қосады. Пропан мен бутан сұйылтылған газ
түрінде, жанармай ретінде тұрмыста пайдаланылады. Құрамы жөнінде табиғи
газға ұқсас құрғақ газ ацетилен, сутегі және басқа да заттар алу үшін, сол
сияқты отын ретінде пайдаланылады. Мұнайға серік газдар химиялық өңдеуге
арналған және жеке көмірсутектер - этан, пропан, н-бутан, т.б. бөлініп
алынады. Ал олардын қанықпаған көмірсутектер алады. Мұнай
-
молекулалық массалары әр түрлі, қайнау температуралары да бірдей емес
көмірсутектердің қоспасы болғандықтан, айдау арқылы оны жеке
фракцияларға(дистиляттарға бөледі, мұнайдың құрамында С5
-
Сn
көмірсутектері бар және 40-200°С аралығында қайнайтын бензин құрамында
С8-С14 көмірсутектері болатын 150-200°С аралығында қайнайтын лигроин,
құрамында С12-С18 көмірсутектері болатын және 180-300°С аралығында
қайнайтын керосин алады, бұлардан кейін газойль алынады. Бұның бәрі -
12
ашық түсті мұнай өнімдері. Бензин ұшақ пен көліктердің поршенді
двигательдері үшін жанармай ретінде қолданылады. Сол сияқты бензин
майды, каучукты еріткіш ретінде, матаны тазартуға, т.б.
қолданылады. Лигроин трактор үшін жанармай болады. Керосин -
трактор, реактивті ұшақтар мен зымырандардың
жанармайы.
Ал газойльден дизель жанармайы өндіріледі. Мұнайдан ашық түсті
өнімдерді бөліп алғаннан кейін қара түсті тұтқыр да қоймалжың сұйықтық
қалады, ол - мазут.
Қосымша айдау арқылы мазуттан автотрактор майы, авиация майы,
дизель майы, т.б. жағармайлар алады. Мазутты өңдеп жағрмай алумен қатар
оны химиялық әдіспен өңдеу арқылы бензинге айналдыруға болады, бу
қазаны қондырғыларында сұйық отын ретінде пайдаланылады. Мұнайдың
кейбір сорттарынан қатты көмірсутектер қоспасы - парафиндер алынады;
Қатты және сұйық көмірсутектерді араластырып вазелин алады. Табиғи газ -
жер қойнауында анаэробты органикалық заттарндың ыдырауынан пайда
болған газдар қоспасы.
Майлар - мұнайдың қалдық фракциялары мен ауыр дистилляттарын
арнайы тазартудан алынады. Ауыр көмірсутектерге парафиндер, церезиндер,
озокериттер және олардың майлармен қоспасы жатады. Битумдер - гудронды
ауамен тотықтыру арқылы немесе гудронды тереңдетіп айдау арқылы алынған
май фракцияларынан кейін қалатын жартылай қатты және сұйық күйдегі
өнімдер.
13
1 Магистралдық мұнай құбыры автоматтандыру нысаны ретінде
1.1
Құбыр желісін топтастыру
Мұнай құбыры деп мұнай және мұнай өнімдерін тасымалдау үшін
арналған құбырлар желісін айтады. Мұнай өнімдері тасымалданады деп атап
айтқанда, мұнай өнімдерінің құбырларын айтады. Өзінің тағайындалуына
байланысты мұнай құбырлары мен мұнай өнімдері келесідей топтарға
бөлінеді:
- Ішкі - мұнай өңдейтін зауыттар мен мұнай базаларында түрлі
нысандар мен құрылғыларды байланыстыратын құбырлар.
- Жергілікті - ішкілермен салыстырғанда, айтарлықтай ұзындықта
болады (бірнеше ондаған киллометрге дейін) және мұнай өңдейтін
зауыттарды бас магистралдық мұнай бекетімен немесе теміржолдв құйу
пунктымен немесе құйы судаларымен байланыстырады.
- Магистралдық - ұзаққа созылуымен ерекшеленеді (жүзедеген және
мыңдаған киллометр), сондықтанда сору жұмыстары бір ғана емес, біренеше
трасса бойы орналасқан бекеттерден жүргізіледі. Мұнай құбырларының
жұмыс тәртібі - үздіксіз (қысқа мерзімді тоқтаулар - кездейсоқ сипатта
немесе жөндеумен байланысты болады).
ҚНжЕ 2.05.06-85 сәйкес магистралдық мұнай құбырлары немесе мұнай
өнімдерінің құбырлары құбырлардың шартты диаметріне байланысты төрт
классқа бөлінеді (миллимиетрмен):
І - 1000-1200;
І І - 500-1000;
І І І - 300-500;
ІV - 300 ден кем.
Мұнай құбырларын салуды әрекеттегі немесе жобаланған магистралдық
құбырлармен параллельді немесе жалғыз салуға болады - техникалық дәлізде.
ҚНжЕ 2.05.06-85 сәйкес техникалық дәліз деп бір трассада салынған
параллельді орналасқан мұнай немесе газдарды тасымалдау үшін арналған
құбырлар желісін айтады. Жеке жағдайларда бір техникалық дәлізде мұнай
құбырларын немесе газ құбырларын біріктіріп салуға рұқсат етіледі.
1.2 Мұнай тасымалдау құбырларын автоматты басқару жүйесінің
міндеттері
Құбыр
тасымалдау жүйелеріне әртүрлі сипаттаға ішкі қатты
(технологиялық, экономикалық, ақпараттық) және сыртқы (отын-
энергетикалық кешенімен және мұнай өңдеуші салаларымен) байланысты.
Технологиялық байланыс игеру үрдістерінің үздіксіз болуымен шартталған,
мұнайды алысқа тасымалдауға дайындау, тасымалдау, мұнайды өңдеу.
14
Экономикалық және ақпараттық байланыстар жобалау, жоспарлау,
басқару міндеттерін шешу кезінде
тығыз байланыста болады.
Тұтынушыларды үздіксіз мұнаймен қамтамасыз ету реттеудің өзара
байланысқан мәселелерінің кешенін кезекті жүзеге асыруын және де
жасалуын талап етеді. Мұнаймен қамтамасыз етуге сенімділік пен сапаға
үнемі өсіп отыратын талап, үнемдеу мен шығындарды төмендету реттеудің
ішкі жүйелерін анық бөлінуіне және оның салаларының ішінде максималды
оңтайландыруға әкеледі.
Мұнаймен қамтамасыз етудегі құбыр жүйелерінде реттеудің міндеттері
көлік құбырларының жүйелерінің дамуының жобалауы мен жоспаралауының
тиімді кезеңіндегідей шешіледі, сол сияқты қызмет ету үдерісінде де.
Құбыр жүйелерін басқарудың автоматттандырылған жүйелері келесідей
үдерістерді автоматтандыру үшін арналған:
- Өзіндік қажеттіліктеріне қажетті энерегия шығындарын азайту
кезінде, қажеттіліктерді максималды қанағаттандыруды мақсатқа сай мұнай
ағындары мен жұмыс тәртібін шұғыл жоспарлау.
- Апаттық жағдайларды шеттету мен жоспарлы тәртіптерді қамтамасыз
ету мақсатында құбыр тасымалдауының негізгі нысандарын шұғыл басқару.
- Қызмет ету ережелерінің тиімділігін талдау және техникалық
жағдайын бақылау мақсатымен құбыр жүйелерінің жұмысының нақты тәртібі
туралы ережелі-технологиялық ақпараттар қайта жаңғырту, өңдеу және
жинақтау.
- Мұнайды тұтыну және тасымалдау, игеру жоспарының нақты
орындалғандығы туралы ақпараттарды жоспарлы-есептік қайта жаңғырту,
өңдеу және жинақтау.
- Құбырлық
тасымалдау жүйелері нысанының ережелік және
жоспарлық көрсеткішін, техникалық сипаттамаларын, құрылымы туралы
мәліметтерді, мәліметтер банкының салалық ақпараттық енгізілуі және
құрылу.
Автоматтандырылған басқару жүйесінің тағайындалуына сәйкес бес
функционалдық бейімделген және ақпараттық өзара байланысқан кешендер
міндеті үшін құбыр тасымалдау жүйесін шешеді:
- Жұмыстар ережесінің шұғыл жоспарлануы;
- Жұмыстар тәртібінің талдауы мен диспечерлік бақылауы;
- Жұмыс ережесінің шұғыл басқарылуы;
- Құрылымның шұғыл реконструкциясы мен басқарылуы;
- Игеру, тасымалдау және реттеу жоспарын орындауды емсепке алу
және бақылау.
Құбырлық жүйені үлкен жүйе сияқты жүйешелерге былайша бөлгенде,
олардың әрқайсысының жағдайы көптеген ішкі және сыртқы параметрлермен
сиптталатын болады, сонымен қатар жүйешелер арасындағы өзара байланыс
жүйе төңірегінде тек былайша жүзеге асырылатын болады. Сыртқы
15
параметрлер арқылы, олардың жартысы жүйешелерге байланыстырылмаған
күйде болуы мүмкін.
Шектеулер жүйешелерін екі топқа бөлуге болады біріншісі - сыртқы
параметрлерге шектеу, екіншісі - әрбір жүйешені сыртқы және ішкі
параметрлерге шектеу.
Оңтайландыру мәселесі бірнеше кезеңде шешіледі.
1 кезең
Сыртқы параметрлер үшін өзгерістің рұқсат етілген облыстарын құру.
Әрбір жүйеше үшін сыртқы параметрлер облысының өзгерісін, әрбір сыртқы
параметрлер мәндерінің жиынтығы үшін ішкі параметрлер мәндерінің
жиынтығы болуы керек. Сонымен қатар ішкі және сыртқы параметрлер
берілген жүйе үшін екінші жоспардағы шектеулер жүйесін қанағаттандыру
керек. Сонымен қатар рұқсатты болмауы керек, яғни екінші жоспардың
шектеуін қанағаттандыратын, сыртқы және ішкі параметрлер жиынтығы,
солардың ішінде сыртқы параметрлер құрылған рұқсатты облысқа кірмеуі
керек.
Мысалға жұйеше ретінде соратын бекеттерді алғанда рұқсат етілген
облыс кординаттарда үш өлшемді болуы мүмкін: қысым кіре берісте, қысым
шыға берісте, берілуі. Ол қысым мен берілістің технологиялық шешімдердің
бұзылмау мүмкіндігін жүзеге асыратын берілісті қамтиды.
2 кезең
Жүйешелердің агрегирленген сипаттмаларын құру. Агрегирленген
сипаттама рұқсат етілген облыстан жүйешелердің сыртқы параметрлерінің
әрбір векторға сәйкес қойылатын қызметі болып табылады, құрама
критериясының берілген жүйеше бойынша, дегенмен оңтайландыру барлық
ішкі параметрлердің мәндері бойынша жүргізіліп отырған технологиялық
шектеулерді есепке ала отырылуы.
Мысалға жүйеше ретінде соратын бекетті алғанда агрегирленген
сипаттама МӨБ мен олардың берілісінде кірісі мен шығысында қысымның
түрлі жиынтықтарында көрінетін минималды ережелі-рұқсат етілген
шығындар қызметін сипаттайтын болады.
1.3 Магистралдық мұнай құбырларының құрылысы
Магистралдық мұнай құбырларының құрамына, 1.3.1 суретінде көріп
отырғанымыздай: сызықты құрылғылар, құбыр болып көрсетілген, каррозияға
қарсы қорғаныс жүйесі, байланыс желілері және т.б.; соратын және жылулық
бекеттері; құбыр бойымен келген өнімді қабылдайтын, мұнай құбырының
соңғы пункты және де оны тұтынушылар арасында таратады, қайта өңдеу
үшін зауытқа береді немесе басқа да көлік түрлерімен жібереді.
16
Сурет 1.1 - Магистралдық мұнай құбырының сызбасы
Кейбір жағдайларда магистралдық мұнай құбырына келтіретін
құбырларда кіреді, олар арқылы мұнай айырғыштан құбырдың бас
құрылғыларына беріледі.
Магистралдық құбырлардың негізгі элементтері - үздіксіз тізбекке
пісірілген құбырлар, олар құбырды сипаттайды. Магистралдық құбырлар
топырақтың ішіне 0,8 метр тереңдікке дейін жоғарғы құрайтын құбырды
құрайды. Магистралдық құбырлар үшін толық тартылған немесе пісірілген
диаметрі 300-1420 миллиметр болатын құбырларды алады. Құбырлар
қабырғасының қалыңдығы құбырдың жобалық қысымымен анықталады, ол 10
мегапаскальға дейін жетеді. Үнемі қатып жататын топырақтарға немесе
батпақты жерлерге орналастырылған құбыр тіректерге немесе жасанды
жабындармен жауып қойған дұрыс болады.
Ірі өзендердің қиылысында кейбір жағдайларда мұнай құбырлары
құбырларға бекітілген жүктермен немесе тұтас бетондық жабындармен және
де өзен түбіне төмен қарай тереңдетіледі. Негізгіден басқа өтпенің резервтік
тармағын сол диаметрде салады. Темір және шосселік жолдар қиылысындағы
құбырлар патронды құбырлардан өтеді, олардың диаметрі құбырлардың
диаметрінен 100-200 миллиметрге дейін үлкен болады. Мұнайға
қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін қосымша мұнай өңдеуші зауыттарда
немесе басқа көлік түрі үшін мұнайды қабылдау орынында, трассаның
қасында орналасқан, олардан ағымдарды салады немесе құбырлардан
тарамдар жасайды, солар арқылы мұнай пунктерге таралады. Трассаның
бетінен байланысты 10-30 киллометр интервалында құбырларда желілік
крандарды орналастырады немесе апат және жөндеу кезінде бекіту аймақтары
үшін желілік крандар немесе бекітпелерді орнатады.
Трассаның бойынан байланыс желісі өтеді (телефондық, радиорелелік),
негізінен диспетчерлік атауға ие. Оны белгілерді телеөлшеу және телебақылау
17
белгілерін беру үшін қолдануға қолданылады. Трассаның бойында
орналастырылған катодтық және дренаждық қорғаныстағы бекеттер, сол
сияқты проекторлар құбырларды сыртқы коррозиядан сақтап тұрады,
құбырдың жабынын оқшауландыратын коррозияға қарсы қосымша болып
табылады. Бір бірінен 10-20 киллометр қашықтықта трассаның бойында
желілік қараушылардың үйлері орналасқан, олардың міндеттеріне өзінің
аумағына кіретін құбырлардың дұрыстығын және құбырлардың электрлік
қорғанысының құрылысын коррозиядан қорғау бақылау кіреді.
Тасымалдайтын станциялар 50-150 киллометр интервалда
орналастырылады. Мұнай
құбырларының тасымалдайтын
сорғылық
станциялары орталықтан келетін электр келтіргіші бар жабдықтармен
жабдықталған. Магистралдық сорғының қазіргі уақытта қолданылатын
берілістері сағатына 12500 куб метрге жетеді. Мұнай құбырының басында
негізгі сорғылық бекет орналасқан, бұл жақындағы мұнай айырғышының
маңында орналасқан немесе келтіретін құбырлардың соңында орналасады,
егер магистралдық мұнай құбыры бірнеше айырғыштарға немесе бірнешеуіне
қызмет көрсетсе, үлкен аумақта шашыраңқы орналасқан. Негізгі нысандардан
басқа, әрбір сорғылық бекетте көмекші құрылғылар кешені орнаасқан:
трансформаторлық подстанция, желіге берілетін токтың электр берілістерінің
ПО немесе 35 тен 6 киловатқа дейін кернеуін төмендетеді, қазандық, сонымен
қатар сумен қамтамасыз ету жүйесі, канализция, суыту және т.с.с. Егер мұнай
құбырларының ұзындығы 800 киллометрден артық болатын болса, оны
ұзындығы 400-800 метр болатын қолданыстық аумақтарға бөледі, олардың
шегінде сорғылық жабдықтардың тәуелсіз жұмыстары жүргізіледі. Аралық
сорғылық бекеттер аудандардың аймақтарында резервуарлық парк көлемін
қамтуы керек, құбырдың өткізу мүмкіндігі 0,3-1,5 тәулікке тең болуы керек.
Жылу станцияларын тез қататын және тұтқырлығы жоғары мұнайларды
тасымалдайтын құбырларға орнатады, кейде оларды сорғы станцияларымен
біріктіреді. Қотарылатын өнімді қыздыру үшін бу немесе от (пештер)
қыздырғыштар қолданылуы мүмкін. Жылудың жоғалуын төмендету үшін
мұндай құбырлар жылу оқшаулайтын қаптамамен жабдықталуы мүмкін.
Мұнай құбырының ақырғы орны - мұнай өндіруші зауыттың шикізат
паркі, болмаса әдетте теңізде орналасқан мұнай тиейтін база болып табылады,
ол жерден мұнай танкерлермен мұнай өндіруші зауыттарға тасымалданады
немесе шетелге экспортталады.
1.4 Сорғы станциялары туралы жалпы мәліметтер
Жабдық құрамы, демек, сорғы станцияларында автоматтандыру көлемі
де мұнайды мұнай құбыры арқылы қотару тәсіліне тәуелді.
Қотарудың үш түрі қолданылады: станция аралық, қосылған сұйық
қойма арқылы, сорғыдан сорғыға. Станция аралық қотаруда бас немесе
аралық сорғы станциялары мұнайды кезекті станцияның сұйық қоймасына
18
құяды, ал мұнай басқа сұйық қоймадан тартылып алынады, сонымен бірге
станцияда сұйық қойма саны екіден кем болмауы керек. Көрсетілген тәсілдің
негізгі жетіспеушілігі - мұнай өнімінің сұйық қоймаларда булану себебінен
жоғалуы болып табылады.
Қосылған сұйық қойма арқылы қотаруда жіберуші сорғы станциясынан
келетін сұйықтық кезектегі станцияның сорғыларына тікелей барады.
Құбырға параллельді қосылған сұйық қойма көршілес станциялар үшін
олардың үйлеспеген жұмысын түзейтін буфер ролін атқарады. Мұндай қотару
тәсілінде құбыр оның қатысушыларының бірі бұзылған жағдайда да өзінің
жұмысын жалғастырады. Бұзылған жерді сөндіреді де, ал қалғандары аралық
станциялардың ыдыстарынан келетін мұнай арқасында жұмыс істейді.
Сорғыдан
сорғыға
қотаруда бірінші станциядан мұнай келесі
станцияның сорғысына тікелей барады. Аралық станцияларда сұйық қоймалар
жоқ, бұл өнімнің булану арқылы жоғалуын болдырмайды. Бұл қотару тәсілі
бірінші станцияның тіреуін қолдануға мүмкіндік береді де, станция аралық
және қосылған сұйық қойма тәсілдері арқылы қотарумен салыстырғанда тірек
сорғыларды орнатуды қажет етпейді.
Әдетте үш- төрт кезекпен жалғастырылған сорғыларды орнатады,
олардың бірі сақтық сорғы болады (МС1 - МС4). Бірсатылы шиыршық тәрізді
тірек сорғылары ( ТС ) параллельді түрде жалғасады - біріншісі жұмыс істейді,
екіншісі сақтық сорғы болып табылады. Әрбір сораптың соруы мен сықуында
ысырма орнатылады, ал сорапқа параллель - айналмалы клапан орнатылады,
бұл сорғы тоқтап, оның ысырмалары жабылып қалған кезде мұнай ағыны
автоматты түрде айналма құбыр арқылы келесі сорғыға немесе магистралды
мұнай құбырына баруы үшін қажет. Нәтижесінде сорғыларға параллельді
айналмалы клапанды сорғы станциясының айналма құбыры жасалады, әдетте
олар сорап станциясының коллекторы деп аталады. Бұл коллектордың
соңында сықу жағынан сорғы станциясының сору және сықуындағы қысымды
автоматты реттейтін реттегіш дроссельдейтін органдар құрастырылады.
Негізгі сорғылардың жетегі ретінде алшақ және тұйық желдету циклды ,
асинхронды және қалыпты жасалған, қуаттылығы 4000 кВт синхронды электр
қозғалтқыштары қолданылатын. Соңғы жылдарда мұнай құбырларында
СҮҚҮ типінің (синхронды, үшфазалық, артық қысыммен үрленетін)
қуаттылығы 4000 және 6300 кВт электр қозғалтқыштары қолданылады.
1.5 Электр жетектін сапалығын таңдау
Таралу өнеркәсiптiк кәсiпорындарға ең үлкен дроссель орнатудың
реттеуiн тәсiлдi алды. Реттеу бұл әр түрлi жапқыштарды торапқа енгізу
жолымен жүзеге асады. Едәуiр аз дроссель орнатудың реттеуін ПӘК-і
қарағанда айналу жылдамдық арналған реттеудiң ПӘК-i. Бұл тәсiл аз қуатты
қондырғылар үшiн қолданылады және шағын реттеу ауқым сипатталады.
Мынау тәсiлдi артықшылық өткiзудiң қарапайымдылығын болып көрiнедi.
19
Айналу жылдамдықтың реттеуі дәл іске асырылуға рұқсат береді және
байсалды реттеу. Құбыр қолданудың арқасында айналу жылдамдықтың
реттеуі олардыңның қызмет ету мерзімі артқан кіші жүктемелер алады, және
олардыңның қызмет етуінде қажеттiлiктi азайтады, қозғалтқыштың көлемдерi
10-20%-ке азаюға болады. Айналу жылдамдықтың өзгерiсi реттеу жолымен
қуаттың үнемдеуiн іске асырылуға рұқсат береді.
Реттелетін электр жетектер келесідей артықшылықтарға ие:
- жылдамдықты реттеудің кең диапазоны;
- қуат коэффициентінің жоғары болуы;
- жоғары сенімділік пен аз көлемді габариттік көрсеткіштер;
Ең перспективалық және жылдамдық тозақтың реттеуінің тәсілдері кең
пайдаланылатын қазіргі уақытта жиілік тәсілі болып табылады.
Қазіргі уақытта реттелетін электр жетегінің негізгі түрі жиілік бойынша
реттелетін асинхронды электр жетегі болып табылады. Жетек ретінде қысқа
тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқышты алады. Оның төмендегідей
себептері бар:
1. жоғары сенімділік;
2. бағасының арзандығы;
3. ПӘК жоғары.
Асинхронды қозғалтқыштардың келесідей кемшіліктері болады:
1. Моменттің кернеуден квадратты тәуелділігі. Желіде кернеу көп
мөлшерде төмендесе, критикалық момент және қосылу моменті азаяды;
2. Кернеу төмендеген кезде ротордың, ал кернеу жоғарылаған кезде
статордың күйіп кету қауіпі;
Асинхронды қозғалтқыштың жылдамдығын жиілік арқылы басқару
экономикалық жағынан тиімді әдіс. АҚ жиілігін өзгерту арқылы
жылдамдығын реттеу келесі формуладан шығады:
(1.1)
мұндағы
- статор ормасындағы кернеу жиілігі;
- қозғалтқыштың полюстар жұбының саны.
Статор кернеуінің жиілігін өзгерту арқылы идеалды бос жүрістің әр
түрлі мәндерін алуға болады. Жылдамдықтың жиіліктен тәуелділігі сызықты
функция. Аталған жүйенің сұлбасы төмендегі суретте көрсетілген:
20
Сурет 1.2 - ЖТ - АҚ жүйесінің күштік тізбегінің сұлбасы
ЖТ - АҚ жүйесінің құрамына кернеудің үш фазалы автономды
инверторы (КАИ) және қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыш
кіреді. КАИ ретінде кірісінде коммутациялық реакторы бар, ал шығысында
LC-фильтры орналасқан басқарылмайтын түзеткіш жұмыс істейді. Статордың
сұлбасы нөл сымы жоқ жұлдызша болып табылады.
Магистралды центрден тепкіш сорғыларда ЖТ - АҚ жүйесінің басты
жұмыс талабы - асинхронды қозғалтқышты баяу іске қосу және жарылыс
қауіпін болдырмау.
1.6 Мұнайды тасымалдауға дайындау
Мұнай кен орындарын өңдеудің бастапқы кезеңі, әдетте, шапшып
атқылайтын ұңғымалардан мұнайды сусыз шығарумен сипатталады. Алайда
әрбір кен орнында жер қыртысынан мұнаймен бірге бастапқыда аз мөлшерде,
содан кейін көп мөлшерде судың шығатын кезеңі де келеді. Шамамен бүкіл
мұнайдың 60 -75 % суланған қалыпта шығарылады.
Әртүрлі кен орындарынан келетін қабатты сулар құрамы жағынан, және
олардағы ерітілген минералды тұздардың концентрациясы бойынша,
құрамындағы газ бен микроағзалардың болуына қарай едәуір айрықшалануы
мүмкін. Мұнайдың қабатты сулармен араласуы ұлғайғанда эмульсия түзіледі,
оған акі ерімейтін сұйықтықтардың (мұнай және су) механикалық қоспасы
ретінде қарау керек, олардың бірі екіншісінің көлемінде әртүрлі мөлшердегі
тамшы түрінде таралады. Мұнайда судың болуы тасымалданатын сұйықтық
көлемінің өсуі мен оның тұтқырлығының артуына байланысты көліктің
қымбаттауына әкеледі. Мұнайда тіпті 0,1% судың болуы оның мұнай өңдеуші
зауыттардың тазартушы бағаналарында қарқынды көбіктелуіне әкеледі, бұл
өңдеудің технологиялық тәртіптерін бұзады, сонымен қатар, конденсациялық
аппаратураны ластайды.
21
Шығарылатын өнімнің сапасы көбінесе бастапқы шикізаттың, яғни
мұнайдың сапасына тәуелді келеді. Егер жақын өткен заманда мұнай өңдеуші
зауыттардың технологиялық қондырғыларында құрамында минералды тұздар
бар мұнай (бір литрге 100 - 500 миллиграмм) келген болса, қазіргі кезде
тереңірек тұзсыздандырылған мұнай қажет, ал мұнайды өңдеу алдында
көбінесе оның құрамын тұздан тазалау қажет болады.
Мұнайда механикалық қоспалардың (құм пен балшық бөлшектері)
болуы құбырлардың, мұнай қотарушы жабдықтың абразивті тозуына әкеледі,
мұнайды өңдеуді қиындатады, мазут пен гудрондардың күлін арттырады,
тоңазытқыштарда, пештер мен жылу алмастырғыштарда қатпарлар түзеді, бұл
жылу берілісінің коэффициентін төмендетеді де, олардың тез істен шығуына
себеп болады. Механикалық қоспалар күрделі бөлінетін эмульсиялардың
түзілуіне себепкер болады. Мұнайда кристалл тәрізді минералды тұздардың
және судағы ерітіндінің болуы мұнай өңдейтін, сондай - ақ мұнай қотаратын
жабдық пен құбырлар металының қатты тотығуына әкеледі, эмульсиялардың
тұрақтығын арттырады, мұнайды өңдеуді қиындатады.
Жоғарыда көрсетілген себептер мұнайды тасымлдауға дайындау
қажеттігін көрсетеді. Мұнайды дайындауға мыналар кіреді: мұнайды судан
және тұздан тазарту және оны толық немесе жартылай газсыздандыру.
2 Электр жетек жүйесін таңдау
2.1 Сорғы агрегаттары электр қозғалтқыштарының айналу
жиілігін реттеу тәсілдерін талдау.
Сорғы агрегаты деп бір тізбекке қосылған сорғы, қозғалтқыш және
энергияны қозғалтқыштан сорғыға жеткізетін құрылғыларды айтады.
Энергия үнемдеудің аса тиімді мүмкіндіктерінің бірі жетек
механизмінің жұмысының параметрлері мен өзгешелігін барынша ескеретін
электрлі жетектерді жасау болып табылады. Сорғы агрегаттарына арналған
сол немесе басқа тұрпаттағы реттелетін электр жетекті таңдағанда жалпы
қабылданған критерийлерімен (салмақ және көлем көрсеткіштері, құны,
сенімділігі және т.б.) қатар мынадай ерекшеліктерін ескерген жөн:
- НПС сорғылары өнімділігін ретке келтіргенде шекті дәлдікті және
жоғары тез әрекет етуді қажет етпейді;
- жылдамдықты ретке келтірудің жұмыс ауқымы басым көпшілік
жағдайларда үлкен емес;
- НПС агрегаттарының елеулі (10 МВт-қа дейін) орнатылған қуаты мен
ұзақ жұмыс істеу режимін электрлі жетектің энергетикалық көрсеткіштеріне
қойылатын жоғары талаптар белгілейді.
Сондықтан ретке келтірудің ықтимал нұсқаларынан сенімділігі, құны,
салмағы мен көлемі жағынан айнымалы ток машиналарына орын беретін
тұрақты ток қозғалтқыштарын алып тастаған жөн. Әрі қарай асинхронды
22
және синхронды қозғалтқыштар арқауындағы сорғы агрегаттарды ретке
келтіру тәсілдері қарастырылатын болады.
Айнымалы ток электр
қозғалтқышы роторының айналу жиілігін былайша анықтауға болады
(2.1)
мұндағы f - қоректендіру тогының жиілігі;
р -полюстер жұбының саны;
s - сырғу.
Сорғының агрегаты пайдалы қуатының - ол қоршаған ортаға сорғы
агрегатынан берілетін қуат:
(2.2)
мұндағы
─ сораптық агрегатының тұтынатын қуат;
─ күштеп әкелу пайдалы
әрекет еселiгi; жетек
қозғалтқышының және қозғалтқыштан сорғыға берілу пайдалы әсер
коэффициенті;
─ қозғалтқыштан жiберудiң еселiгi сорамын.
Сорғы агрегатының тұтынатын қуаты қозғалтқыштан алынатын
энергияны өлшеу арқылы табылады.
Сорғы агрегатының ПӘК - ол агрегаттың пайдалы қуатының қатынасы:
(2.3)
Сорғының кавитациалық қоры сорғының кавитациалық сапасын
сипаттайды:
(2.4)
мұндағы
─ сұйықтықтың қаныққан буының қысымы.
2.2 Орталықтан сыртқа тебетін сорғылардың жиілікті-реттелетін
электрлі жетегі
Жиілікті электр қозғалтқышты қоректендіру жиілікті вентильді
түрлендіргішпен (ЖТ) жүзеге асырылады, онда f1 қоректендіру желісінің
тұрақты жиілігі f2 айнымалыға түрленеді. Түрлендіргіштің шықпасына
жалғанған электр қозғалқыштың айналу жиілігі f2 жиілігіне өзгереді. Қазіргі
кезде айнымалы ток машиналарын жиілікті басқаруды іске асыру үшін
қолданылу қағидатымен, схемалық шешімдерімен, басқару алгоритмдерімен
және т.с.с. ерекшеленетін жиілікті түрлендіргіштердің (ЖТ) сан алуан
23
нұсқалары қолданылады. Бұрын қолданылған, кемшіліктері белгілі электр
машиналарының ЖТ қарастырудан алып тастай отырып, қазіргі заманғы
статикалық түрлендіргіштерге тоқталайық.
Шығыс кернеуінің немесе тогының түзілу қағидаты бойынша ЖТ-ні
жиілікті тікелей түрлендіргіштер (ЖТТ немесе циклоконверторлар) және
тұрақты ток буыны бар ЖТ деп бөлуге болады.
ЖТТ-ндегі қажетті жиіліктегі, амплитудадағы және фазадағы айнымалы
кернеудің (немесе токтың) шығыс қисығы кірістегі айнамалы токтың
көпфазалы жүйесінің қисық кернеулерінен түзіледі. Осы тұрпатты
құрылғылардағы жүйе кернеуін түзету және оны қажет етілетін кернеу немесе
токқа түрлендіру қызметтері бір құрылғыда атқарылады. Бұл энергияның бір
еселік түрленуіне және ПӘК жоғары мәніне, шағын көлемдер мен салмаққа
байланысты. Тікелей байланысы бар жиілікті түрлендіргіштер түзеткіштер
(бірфазалы, көпфазалы, нөлдік, төсемелі) секілді схемалар бойынша
орындалуы мүмкін.
ЖТТ-нің кемшілігі шығыс жиілігінің шектеулі ауқымы болып
табылады. 50 Гц тең қоректендіру желісінің жиілігі кезінде f2 ретке келтірудің
жоғарғы шегі 25 Гц-ті құрайды. Жиіліктің әрі қарай артуы вентильдердің
табиғи коммутациясынан бас тартуға, қоректендіру фазаларының ұлғаюымен
немесе түрлендіргішке асқан жиілікті кернеуді берумен байланысты.
Сондықтан ретке келтірілетін электрлі жетекте ЖТТ-ні қолдану аясы тыныш
жүретін редукторсыз электрлі жетектермен және ротор тізбегін бойлап
басқару схемаларымен (қосарлы қоректенетін машиналар) шектелген.
Тұрақты ток буыны бар ЖТ-ін басқарылатын түзеткіштері және
автономды кернеу немесе ток инверторлары бар (АИ бар ЖТ - 2.1, а сурет)
және басқарылмайтын түзеткіштері және түзетілген кернеудің ендік-
импульстік модуляциясы бар (КИМ бар ЖТ - 2.1,б сурет) түрлендіргіштер
деп бөлуге болады.
Келтірілген схемалардың ретке келтіру деректері іс жүзінде біркелкі,
КИМ пайдалану шығыс кернеуінің үйлесімді құрамын сапалық тұрғыда
жақсартуға септігін тигізеді, алайда КИМ бар ЖТ-ндегі вентильдердің
коммутациясы жиілігінің ұлғаюы түрлендіргіштегі шығындардың артуына
әкеледі.
АИ бар ЖТ-нде және
КИМ
бар ЖТ-нде пайдаланылатын
түрлендіргіштердің күштік бөлімінің жеткілікті орныққан схемалық
шешімдері - бұл әдетте классикалық үш фазалы төсемелік схемалар.
Қоректендіру желісінің жоғары гармоник тогын және түзетілген кернеуін
азайту үшін көп фазалы түзету схемалары қолданылады.
Түрлендіргіштердің пульстілігінің мейлінше артуы (18, 24 пульсті
схемалар) олардың құнына және конструктивтік күрделілігіне байланысты
болғандықтан әдетте екі 6 пульстік схеманы кезектестіріп немесе
қабаттастырып қосумен алынатын 12 пульстік схемалармен шектеледі.
Мәселен, SIMOVERT MV (Siemens) және ACS түрлендіргіштерінде
24
басқарылмайтын түзеткіштің екі төсемелі вентильдік топтарын
қоректендіретін "жұлдыз - жұлдыз - үшбұрыш" схемасы бойынша жалғанған
үш орамалы трансформатор пайдаланылады.
Негізінен АҚ жиілікті басқарудың іргелі мәселелері мен ең алдымен
қозғалтқышты ағын бойымен бағдарлап басқару қағидаты жеткілікті терең
зерттелген, элементті базаның және басқару техникасының дамуы, жаңа
датчиктердің пайда болуы, микропроцессорлық басқаруды қолдану жиілікті
асинхронды электр жетекті үздіксіз жетілдіруге байланысты болады.
ЖТ - АҚ жүйесінң қасиеттеріне мыналарды жатқызуға болады:
- АҚ жылдамдығын реттеудің кең ауқымындағы ПӘК жоғары, өйткені
ол барлық реттеу ауқымында ротордың сырғуының аз шамасымен (сырғудың
аз шығындарымен) жұмыс істейді;
- жылдамдықты бірқалыпты реттеу және қажетті сипаттамаларды және
реттеу заңдарын қалыптастыру мүмкіндігін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ
МИНИСТРЛІГІ
Коммерциялық емес акционерлік қоғамы
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС
УНИВЕРСИТЕТІ
Электрэнергетика
Электрэнергетикасы
Өндірістік қондырғылардың электр жетегі және автоматтандырылуы
Жобаны орындауға берілген
ТАПСЫРМА
факультеті
мамандығы
кафедрасы
Студент
Жоба тақырыбы
Нұрғалиев Думан ______________________________
(аты - жөні)
Мұңай айдау станциясының магистралды автоматтырылған электр
жетегі.
ректордың _29_ _қыркүйек_______№_124_ бұйрығы бойынша бекітілген.
Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі: _22__мамыр__2015 ж.
Жобаға
бастапқы деректер (талап етілетін
жоба
нәтижелерінің
параметрлері және нысанның бастапқы деректері):
400 кВт; 20 НДС;
мсағ.; SIMATIC S7 -200;
= 2700 мсағ.;
= 39 м; 1Д1250-63а; 740
Диплом жобасындағы
әзірленуі
тиіс
сұрақтар тізімі немесе диплом
жобасының қысқаша мазмұны:
Дипломдық жұмыста мұнай айдау станциясының магистралды
сорғысының реттелетін электр жетегін жобалау мәселесі қарастырылған.
Технологиялық бөлімде тұтқырлығы жоғары және төменгі температурада
қататын мұнай мен мұнай өнімдерін айдаудың негізгі әдістеріне шолу
жасалған. Арнайы бөлімде МАС- да магистралды сорғылық станцияларымен
мұнайды айдаудың технологиялық сұлбалары , центрден тепкіш сорғылар
және олардың негізгі параметрлері, оларда сорғы агрегаттарының
режимдері, магистралды сорғы станциясының шығысында қысымды
өзгерту және реттеу сипатталған. Басқарылатын түзеткіштің
элементтерін таңдау және есептеу жүргізілді.
2
Сызба материалдарының (міндетті
түрде
дайындалатын
сызуларды
көрсету) тізімі:
Магистралдық мұнай құбырының сызбасы; магистралды (МС1-МС4)
және тірек сорғы (ТС) агрегаттарын мұнай құбырларының сорғы
станцияларына қосу сызбасы; ЖТ- АҚ жүйесінің күштік тізбегінің сұлбасы;
орталықтан сыртқа тебетін сорғылардың жиілікті -реттелетін электрлі
жетегі; жиілікті тікелей түрлендіргіш; ЖТТ шығыс кернеуі; автономды
инверторы бар жиілікті түрлендіргіш; КИМ бар жиілікті түрлендіргіш;
вентильді топтарды іске қосудың қарама -қарсы сызбасы; вентильді
топтарды іске қосудың қанаттас сызбасы; 12 пульсті түзеткіші және
нөлдік нүктелі инверторы бар ЖТ; АИ бар ЖТ шығыс кернеуі, р=6; АИ бар
ЖТ- нің шығыс кернеуі, р=12; АИ бар ЖТ - нің шығыс кернеуінің спектралды
құрамы; КИМ бар ЖТ шығыс кернеуінің түзілуі.
Негізгі ұсынылатын әдебиеттер:
1. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводах. - М.:
Энергия, 1966. 2. Соколов П.М., Данилов П.Е. Асинхронный электропривод с
импульсным управлением в цепи выпрямленного тока. - М.: Энергия, 1972. -
72 с. 3. Сагитов П.И. Методика расчетов системы согласованного вращения
асинхронных двигателей. Изв.вузов. Электромеханика, 1979, с. 546-552.
4. Усманходжаев Н.М., Сагитов П.И. О работе системы согласованного
вращения с конденсаторами в цепи роторов. Изв.вузов. Электромеханика,
1974, с. 752-757. 5. Түзелбаев Б.И. Сала экономикасы: оқу құралы - Алматы,
2007. 6. Хакімжанов Т.Е. Еңбек қорғау. Жоғары оқу орындары үшін оқу
құралы. - Алматы: ЭВЕРО, 2008 - 240 б.___________________________
3
4
Аңдатпа
Дипломдық жұмыста мұнай айдау станциясындағы магистралды
сорғының реттелетін электр жетегін жобалау мәселесі қарастырылған.
Технологиялық бөлімде
тұтқырлығы жоғары және төменгі
температурада қататын мұнай мен мұнай өнімдерін айдаудың негізгі
әдістеріне шолу жасалған.
Арнайы бөлімде МАС-да магистралды сорғылық станцияларымен
мұнайды айдаудың технологиялық сұлбалары, центрден тепкіш сорғылар
және олардың негізгі параметрлері, оларда сорғы агрегаттарының режимдері,
магистралды сорғы станциясының шығысында қысымды өзгерту және реттеу
сипатталған. Басқарылатын түзеткіштің элементтерін таңдау және есептеу
жүргізілді.
"БЖД" бөлімінде мұнай кәсіпорындарының қоршаған ортаға зиянды
әсері және қоғану әдістері талдаңды. Кәсіпoрынның санитарлы-қoрғаныс
зoнасын oрнатылды және атмoсфераға зиянды заттардың сейілуіне есептеу
жүргізілді.
"Экономикалық" бөлімінде жиілікті түрлендіргіш - асинхронды
қозғалтқыш жүйені еңгізілді. Амортизациялық мен капитал шығындары,
жұмсалатын электр энергиясының және ағымдағы жөндеу жұмыстарына
кететін шығындары есептелінді.
5
Аннотация
В дипломной работе рассмотрена проблема проектирования
регулируемого электрического привода магистрального насоса на станции
перекачивания нефти.
Технологическая часть работы рассматривает основные методы
перекачивания нефти и нефтепродуктов с высокой вязкостью, застывающих
при низкой температуре.
В специальной части исследованы технологические модели перекачки
нефти со станциями с магистральным насосом на СМП, центробежные насосы
и их основные параметры, режимы на их насосных агрегатах, а так же
охарактеризованы изменения и регулирования давления на выходе станции
магистрального насоса. Проведены выборка и вычисление элементов
контролируемого выпрямителя.
В части "БЖД" проанализированы негативное влияние предприятий на
окружающую среду и методы защиты. Установлена санитарно-охраняемая
зона предприятия и проведено вычисление рассеивания вредных веществ в
атмосферу.
В "Экономической" части внедрена система двигателя частотного
асинхронного преобразователя. А также были вычислены амортизационные и
капитальные расходы, и расходы на текущий ремонт и на электроэнергию.
6
Annotation
This thesis work deals with the problem of designing a regulated electric
drive of the main pump on the oil pumping station.
The technological part of the work examines the main methods of pumping
oil and oil products with high viscosity,which are solidifying at low temperatures.
In a special part had been studied the technical models of oil pumping on the
stations with the main pump in the SMP, centrifugal pumps and their basic
parameters, modes of their pumping units, also characterized changes and
regulations of the outlet pressure of the main pump station. It has been conducted
sampling and calculation of controlled rectifier elements.
In the security and livelihoods section it has been analyzed the negative
impact of businesses on the environment and methods of protection. Installed
sanitary protection zone of the enterprise and calculated the dispersion of pollutants
into the atmosphere.
In the economic section was implemented the system of motor of frequency
asynchronous converter. In addition, it was calculated depreciation and capital
costs, and the cost of repairs and electricity.
7
Мазмұны
Кіріспе
10
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
2
2.1
2.2
2.3
3
3.1
3.2
Магистралдық мұнай құбыры автоматтандыру нысаны ретінде
Құбыр желісін топтастыру
Мұнай тасымалдау құбырларын автоматты басқару жүйесінің
міндеттері
Магистралдық мұнай құбырларының құрылысы
Электр жетектін сапалығын таңдау
Мұнайды тасымалдауға дайындау
Электр жетек жүйесін таңдау
Сорғы агрегаттары электр қозғалтқыштарының айналу жиілігін
реттеу тәсілдерін талдау
Орталықтан сыртқа тебетін сорғылардың жиілікті-реттелетін электрлі
жетегі
SIEMENS фирмасының серіктестерінің сорғылардың жетегін қайта
жаңғырту үлгісі
Жиілікті түрлендіргіштен қоректенетін асинхронды қозғалтқыштың
жұмысы
Асинхронды қозғалтқыштарды басқаруға арналған жиілікті
түрлендіргіштер
Автономды инверторлары бар жиілікті түрлендіргіштердің шығыс
кернеуін гармоникалық талдау
14
14
14
16
19
21
22
22
23
27
27
27
32
3.3
Қозғалтқыштың
және өндірістік механизмнің механикалық
сипаттамасы. Жетектің бірлескен механикалық сипаттамасы
39
3.4
3.5
3.6
4
4.1
4.2
4.3
5
5.1
5.2
5.3
5.4
Электр жетегін MATLAB ортасында модельдеу
Сорғылық қондырғының асинхронды қозғалтқышының автоматты
басқару жүйесін(АБЖ) құру
Сорғылық қондырғының асинхронды электржетегінің АБЖ-ң
параметрлік синтезі
Қоршаған орта және еңбек қорғау бөлімі
Мұнай кәсіпорындарының қоршаған ортаға зиянды әсерін талдау.
Қорғану өдістері
Кәсіпoрынның санитарлы-қoрғаныс зoнасын oрнату. Атмoсфераға
зиянды заттардың сейілуін есептеу
Кәсіпорындағы өртке қарсы шараларға талдау жасау
Экономикалық бөлім
Жиілікті түрлендіргіш - асинхронды қозғалтқыш жүйені еңгізудің
экономикалық негіздемесі
Амортизациялық мен капитал шығындары
Жұмсалатын электр энергиясының шығыны
Ағымдағы жөндеу жұмыстарына кететін шығыны
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер тізімі
8
41
42
54
58
58
62
66
68
68
71
73
73
76
77
Белгілеулер мен қысқартулар
ҚНжЕ - құрылыс нормалары мен ережелері
МС - магистралды сорғы
ТС - тірек сорғы
СҮҚҮ - синхронды, үшфазалық, артық қысыммен үрленетін
ЖТ - жиілікті түрлендіргіш
ЖТТ - жиілікті тікелей түрлендіргіш
АҚ - асинхронды қозғалтқыш
АИК - автономды инверторлар кернеуі
КИМ - кең - импульсті модуляция
ПӘК - пайдалы әсер коэффициенті
АБЖ - автоматтандырылған басқару жүйесі
СА - сорғы агрегаты
СҚ - сорғы қондырғысы
КАЭЖ - көпқозғалтқышты асинхронды электржетегі
СА КАЭЖ - синхронды айналатын көпқозғалтқышты асинхронды
электржетегі
АҚ - асинхронды қозғалтқыш
АЖТ - асинхронды жиілік түрлендіргіш
ЭЖБ - электрлік жұмысшы білік
ТКТ - тиристорлы кернеу түрлендіргіші
ИФБЖ - импульстік-фазалық басқару жүйесі
ЖДАБ - жүктелу деңгейін анықтау блогы
ЖР - жылдамдық реттегіші
ТД - ток датчигі
КД - кернеу датчигі
ФТ - функционалды түрлендіргіш
ЭМТ - электрмеханикалық түрлендіргіш
БМ - беріліс механизмі
ОМ - орындаушы механизм
КАИ - кернеудің автономды инверторы
ЭЕМ - электронды-есептеуіш машина
ЭҚК - электр қозғаушы күш
9
Кіріспе
Мұнай - көмірсутектер қоспасы болып табылатын, жанатын майлы
сұйықтық; қызыл-қоңыр, кейде қара түске жақын, немесе әлсіз жасыл-сары,
тіпті түссіз түрі де кездеседі; өзіндік иісі бар; жерде тұнбалық қабатында
орналасады;пайдалы қазбалардың ең маңызды түрі.
Негізінен алғанда
көмірсутектерінен (85 % -ға дейін) тұратын бұл заттар дербес үйірімдер
шоғыры түрінде жекеленеді: метанды және ароматты (хош иісті) тізбектер.
Мұнайдың түсі қызғылт, қоңыр қошқыл, кейде ол ашық сарғыш түсті,
ақшыл болып та келеді. Мысалы, Әзірбайжанның Сурахана алқабында ақшыл
түсті мұнай өндіріледі.Мұнай судан жеңіл, оның меншікті салмағы 0,65-0,95
гсм3. Мұнай өз бойынан электр тогын өткізбейді. Сондықтан ол
электроникада изолятор (айырушы) ретінде қолданылады. Осы кезеңде мұнай
құрамынан екі мыңнан астам халық шаруашылығына керекті заттар алынып
отыр: бензин, керосин, лигроин, парафин, көптеген иіссу түрлері, кремдер,
парфюмериялық жұмсақ майлар, дәрі-дәрмектер, пластмасса,
машина
дөңгелектері тағы басқа. Ол қуатты әрі арзан отын -- бір тонна мұнай үш
тонна көмірдің, 1,3 тонна антрациттың, 3,3 тонна шымтезектің қызуына тең.
Қазір "Қара алтын" деп бағаланатын мұнайдың өзіндік мол тарихы
бар. 1539 жылы ол тұңғыш рет Америка құрлығынан Еуропаға тасылатын
тауарлардың тізіміне кіріпті.
Сол жылы Венесуэладан Испанияға жөнелтілген мұнай тасымалының
алғашқы легі бірнеше темір құтыға ғана құйылған жүк екен. Ол кезде
дәрігерлер оны тек артрит ауруын емдеуге ғана пайдаланатын болған.
Мұнай айдаушы елдер
Бұрынғы КСРО-ны қосқанда үздік мұнай айдаушы елдер 1960 - 2014
Мұнай айдау саласында өнім ұғымы бөлініп алынған мұнай өнімдерін емес
кен орнынан өндірілген шикі мұнай көлемін айтады.
10
# Өндіруші ел
3
10 bbld
(2006)
3
10 bbld
(2008)
3
10 bbld
(20012)
3
10 bbld
(2014)
Қазіргі
үлесі
1
1Сауд Арабиясы
(OPEC)
10,665
10,234
10,782
9,760
11.8%
2
2 1
Ресей
9,677
9,876
9,789
9,934
12.0%
3
3 1
АҚШ
8,331
8,481
8,514
9,141
11.1%
4
4
Иран (OPEC)
4,148
4,043
4,174
4,177
5.1%
11
# Өндіруші ел
3
10 bbld
(2006)
3
10 bbld
(2008)
3
10 bbld
(20012)
3
10 bbld
(2014)
Қазіргі
үлесі
5
5
Қытай
3,846
3,901
3,973
3,996
4.8%
6
6 2
Канада
3,288
3,358
3,350
3,294
4.0%
7
7 1
Мексика
3,707
3,501
3,185
3,001
3.6%
8
2
БАӘ (OPEC)
2,945
2,948
3,046
2,795
3.4%
9
9
Кувейт (OPEC)
2,675
2,613
2,742
2,496
3.0%
10
1 1
Венесуэла (OPEC)
2,803
2,667
2,643
2,471
3.0%
11
1 1
Норвегия
2,786
2,565
2,466
2,350
2.8%
12
1
Бразилия
2,166
2,279
2,401
2,577
3.1%
13
1
Алжир (OPEC)
2,122
2,173
2,179
2,126
2.6%
14
1
Нигерия (OPEC)
2,443
2,352
2,169
2,211
2.7%
15
Ангола (OPEC)
1,435
1,769
2,014
1,948
2.4%
16
1
Либия (OPEC)
1,809
1,845
1,875
1,789
2.2%
17
Біріккен Королдік
1,689
1,690
1,584
1,422
1.7%
18
1
Қазақстан
1,388
1,445
1,429
1,540
1.9%
19
2
Қатар (OPEC)
1,141
1,136
1,207
1,213
1.5%
20
2
Индонезия
1,102
1,044
1,051
1,023
1.2%
21
2
Үндістан
854
881
884
877
1.1%
22
2
Әзірбайжан
648
850
875
1,012
1.2%
1
2
Осы елде мұнай айдау шыңын асып кеткен.
Канада мұнай айдау көлемі төмендегенімен оның жалпы мұнай айдау
көлемі құмды мұнай айдау есебінен өсуде.
Мұнай өнімдері
Мұнай өнімдері - көмірсутектер мен олардың туындыларының қоспасы;
мұнай мен мұнай газдарынан алынатын жеке химиялық қосылыстар. Мұнай
өнімдері отын, майлар, битумдар, ауыр көмірсутектер және әр түрлі мұнай
өнімдері сияқты негізгі топтарға бөлінеді. Отын негізіндегі мұнай өнімдеріне
көмірсутекті газдар мен бензин, лигроин, керосин, дизель отыны, мазут, т.б.
жатады. Мұнайға серік газдар пайда болуы жөнінен табиғи газдарға жатады.
Олардың бұлай ерекше аталуы мұнай кенімен бірге кездесуіне байланысты -
олар мұнайда еріген күйде болады немесе мұнай кенінің үстін "бүркеп"
жатады. Мұнай жоғары көтерілгенде, қысым кенет төмендейді, газдар сұйық
мұнайдан бөлініп
шығады. Ертерек кезде мұнайға серік газдар
пайдаланылмайтын, мұнай өндіретін жерде оны жағып жіберетін. Қазір ондай
газдарды жинап алады, өйткені олар, табиғи газ сияқты жақсы отын және
бағалы химиялық шикізат болып табылады. Құрамында метанмен бірге басқа
да көмірсутектер: этан, пропан, бутан, пентанның едәуір мөлшері
болғандықтан, серік газды пайдалану мүмкіндігі табиғи газға қарағанда тіпті
едәуір кең. Сондықтан табиғи газға қарағанда химиялық өңдеу жолымен серік
газдан заттарды көп мөлшерде алуға болады. Серік газдарды тиімді пайдалану
үшін оларды құрамдары жақын қоспаларға бөледі. Пентан, гексан және басқа
көмірсутектердің қалыпты жағдайда сұйық күйде болатын қоспалары газды
бензин түзеді(олар мұнайдан ішінара газбен бірге ұшып шығады). Одан кейін
пропан мен бутанның қоспасы бөлінеді. Газды бензин мен пропанбутан
қоспасын бөліп алғаннан кейін құрғақ газ қалады, оның басым көпшілігі
метан мен этан қоспасынан құралады. Газды бензин құрамында өте ұшқыш
сұйық көмірсутектер бар, сондықтан оны двигательдерді от алдырған кезде
тез тұтандыру үшін бензинге қосады. Пропан мен бутан сұйылтылған газ
түрінде, жанармай ретінде тұрмыста пайдаланылады. Құрамы жөнінде табиғи
газға ұқсас құрғақ газ ацетилен, сутегі және басқа да заттар алу үшін, сол
сияқты отын ретінде пайдаланылады. Мұнайға серік газдар химиялық өңдеуге
арналған және жеке көмірсутектер - этан, пропан, н-бутан, т.б. бөлініп
алынады. Ал олардын қанықпаған көмірсутектер алады. Мұнай
-
молекулалық массалары әр түрлі, қайнау температуралары да бірдей емес
көмірсутектердің қоспасы болғандықтан, айдау арқылы оны жеке
фракцияларға(дистиляттарға бөледі, мұнайдың құрамында С5
-
Сn
көмірсутектері бар және 40-200°С аралығында қайнайтын бензин құрамында
С8-С14 көмірсутектері болатын 150-200°С аралығында қайнайтын лигроин,
құрамында С12-С18 көмірсутектері болатын және 180-300°С аралығында
қайнайтын керосин алады, бұлардан кейін газойль алынады. Бұның бәрі -
12
ашық түсті мұнай өнімдері. Бензин ұшақ пен көліктердің поршенді
двигательдері үшін жанармай ретінде қолданылады. Сол сияқты бензин
майды, каучукты еріткіш ретінде, матаны тазартуға, т.б.
қолданылады. Лигроин трактор үшін жанармай болады. Керосин -
трактор, реактивті ұшақтар мен зымырандардың
жанармайы.
Ал газойльден дизель жанармайы өндіріледі. Мұнайдан ашық түсті
өнімдерді бөліп алғаннан кейін қара түсті тұтқыр да қоймалжың сұйықтық
қалады, ол - мазут.
Қосымша айдау арқылы мазуттан автотрактор майы, авиация майы,
дизель майы, т.б. жағармайлар алады. Мазутты өңдеп жағрмай алумен қатар
оны химиялық әдіспен өңдеу арқылы бензинге айналдыруға болады, бу
қазаны қондырғыларында сұйық отын ретінде пайдаланылады. Мұнайдың
кейбір сорттарынан қатты көмірсутектер қоспасы - парафиндер алынады;
Қатты және сұйық көмірсутектерді араластырып вазелин алады. Табиғи газ -
жер қойнауында анаэробты органикалық заттарндың ыдырауынан пайда
болған газдар қоспасы.
Майлар - мұнайдың қалдық фракциялары мен ауыр дистилляттарын
арнайы тазартудан алынады. Ауыр көмірсутектерге парафиндер, церезиндер,
озокериттер және олардың майлармен қоспасы жатады. Битумдер - гудронды
ауамен тотықтыру арқылы немесе гудронды тереңдетіп айдау арқылы алынған
май фракцияларынан кейін қалатын жартылай қатты және сұйық күйдегі
өнімдер.
13
1 Магистралдық мұнай құбыры автоматтандыру нысаны ретінде
1.1
Құбыр желісін топтастыру
Мұнай құбыры деп мұнай және мұнай өнімдерін тасымалдау үшін
арналған құбырлар желісін айтады. Мұнай өнімдері тасымалданады деп атап
айтқанда, мұнай өнімдерінің құбырларын айтады. Өзінің тағайындалуына
байланысты мұнай құбырлары мен мұнай өнімдері келесідей топтарға
бөлінеді:
- Ішкі - мұнай өңдейтін зауыттар мен мұнай базаларында түрлі
нысандар мен құрылғыларды байланыстыратын құбырлар.
- Жергілікті - ішкілермен салыстырғанда, айтарлықтай ұзындықта
болады (бірнеше ондаған киллометрге дейін) және мұнай өңдейтін
зауыттарды бас магистралдық мұнай бекетімен немесе теміржолдв құйу
пунктымен немесе құйы судаларымен байланыстырады.
- Магистралдық - ұзаққа созылуымен ерекшеленеді (жүзедеген және
мыңдаған киллометр), сондықтанда сору жұмыстары бір ғана емес, біренеше
трасса бойы орналасқан бекеттерден жүргізіледі. Мұнай құбырларының
жұмыс тәртібі - үздіксіз (қысқа мерзімді тоқтаулар - кездейсоқ сипатта
немесе жөндеумен байланысты болады).
ҚНжЕ 2.05.06-85 сәйкес магистралдық мұнай құбырлары немесе мұнай
өнімдерінің құбырлары құбырлардың шартты диаметріне байланысты төрт
классқа бөлінеді (миллимиетрмен):
І - 1000-1200;
І І - 500-1000;
І І І - 300-500;
ІV - 300 ден кем.
Мұнай құбырларын салуды әрекеттегі немесе жобаланған магистралдық
құбырлармен параллельді немесе жалғыз салуға болады - техникалық дәлізде.
ҚНжЕ 2.05.06-85 сәйкес техникалық дәліз деп бір трассада салынған
параллельді орналасқан мұнай немесе газдарды тасымалдау үшін арналған
құбырлар желісін айтады. Жеке жағдайларда бір техникалық дәлізде мұнай
құбырларын немесе газ құбырларын біріктіріп салуға рұқсат етіледі.
1.2 Мұнай тасымалдау құбырларын автоматты басқару жүйесінің
міндеттері
Құбыр
тасымалдау жүйелеріне әртүрлі сипаттаға ішкі қатты
(технологиялық, экономикалық, ақпараттық) және сыртқы (отын-
энергетикалық кешенімен және мұнай өңдеуші салаларымен) байланысты.
Технологиялық байланыс игеру үрдістерінің үздіксіз болуымен шартталған,
мұнайды алысқа тасымалдауға дайындау, тасымалдау, мұнайды өңдеу.
14
Экономикалық және ақпараттық байланыстар жобалау, жоспарлау,
басқару міндеттерін шешу кезінде
тығыз байланыста болады.
Тұтынушыларды үздіксіз мұнаймен қамтамасыз ету реттеудің өзара
байланысқан мәселелерінің кешенін кезекті жүзеге асыруын және де
жасалуын талап етеді. Мұнаймен қамтамасыз етуге сенімділік пен сапаға
үнемі өсіп отыратын талап, үнемдеу мен шығындарды төмендету реттеудің
ішкі жүйелерін анық бөлінуіне және оның салаларының ішінде максималды
оңтайландыруға әкеледі.
Мұнаймен қамтамасыз етудегі құбыр жүйелерінде реттеудің міндеттері
көлік құбырларының жүйелерінің дамуының жобалауы мен жоспаралауының
тиімді кезеңіндегідей шешіледі, сол сияқты қызмет ету үдерісінде де.
Құбыр жүйелерін басқарудың автоматттандырылған жүйелері келесідей
үдерістерді автоматтандыру үшін арналған:
- Өзіндік қажеттіліктеріне қажетті энерегия шығындарын азайту
кезінде, қажеттіліктерді максималды қанағаттандыруды мақсатқа сай мұнай
ағындары мен жұмыс тәртібін шұғыл жоспарлау.
- Апаттық жағдайларды шеттету мен жоспарлы тәртіптерді қамтамасыз
ету мақсатында құбыр тасымалдауының негізгі нысандарын шұғыл басқару.
- Қызмет ету ережелерінің тиімділігін талдау және техникалық
жағдайын бақылау мақсатымен құбыр жүйелерінің жұмысының нақты тәртібі
туралы ережелі-технологиялық ақпараттар қайта жаңғырту, өңдеу және
жинақтау.
- Мұнайды тұтыну және тасымалдау, игеру жоспарының нақты
орындалғандығы туралы ақпараттарды жоспарлы-есептік қайта жаңғырту,
өңдеу және жинақтау.
- Құбырлық
тасымалдау жүйелері нысанының ережелік және
жоспарлық көрсеткішін, техникалық сипаттамаларын, құрылымы туралы
мәліметтерді, мәліметтер банкының салалық ақпараттық енгізілуі және
құрылу.
Автоматтандырылған басқару жүйесінің тағайындалуына сәйкес бес
функционалдық бейімделген және ақпараттық өзара байланысқан кешендер
міндеті үшін құбыр тасымалдау жүйесін шешеді:
- Жұмыстар ережесінің шұғыл жоспарлануы;
- Жұмыстар тәртібінің талдауы мен диспечерлік бақылауы;
- Жұмыс ережесінің шұғыл басқарылуы;
- Құрылымның шұғыл реконструкциясы мен басқарылуы;
- Игеру, тасымалдау және реттеу жоспарын орындауды емсепке алу
және бақылау.
Құбырлық жүйені үлкен жүйе сияқты жүйешелерге былайша бөлгенде,
олардың әрқайсысының жағдайы көптеген ішкі және сыртқы параметрлермен
сиптталатын болады, сонымен қатар жүйешелер арасындағы өзара байланыс
жүйе төңірегінде тек былайша жүзеге асырылатын болады. Сыртқы
15
параметрлер арқылы, олардың жартысы жүйешелерге байланыстырылмаған
күйде болуы мүмкін.
Шектеулер жүйешелерін екі топқа бөлуге болады біріншісі - сыртқы
параметрлерге шектеу, екіншісі - әрбір жүйешені сыртқы және ішкі
параметрлерге шектеу.
Оңтайландыру мәселесі бірнеше кезеңде шешіледі.
1 кезең
Сыртқы параметрлер үшін өзгерістің рұқсат етілген облыстарын құру.
Әрбір жүйеше үшін сыртқы параметрлер облысының өзгерісін, әрбір сыртқы
параметрлер мәндерінің жиынтығы үшін ішкі параметрлер мәндерінің
жиынтығы болуы керек. Сонымен қатар ішкі және сыртқы параметрлер
берілген жүйе үшін екінші жоспардағы шектеулер жүйесін қанағаттандыру
керек. Сонымен қатар рұқсатты болмауы керек, яғни екінші жоспардың
шектеуін қанағаттандыратын, сыртқы және ішкі параметрлер жиынтығы,
солардың ішінде сыртқы параметрлер құрылған рұқсатты облысқа кірмеуі
керек.
Мысалға жұйеше ретінде соратын бекеттерді алғанда рұқсат етілген
облыс кординаттарда үш өлшемді болуы мүмкін: қысым кіре берісте, қысым
шыға берісте, берілуі. Ол қысым мен берілістің технологиялық шешімдердің
бұзылмау мүмкіндігін жүзеге асыратын берілісті қамтиды.
2 кезең
Жүйешелердің агрегирленген сипаттмаларын құру. Агрегирленген
сипаттама рұқсат етілген облыстан жүйешелердің сыртқы параметрлерінің
әрбір векторға сәйкес қойылатын қызметі болып табылады, құрама
критериясының берілген жүйеше бойынша, дегенмен оңтайландыру барлық
ішкі параметрлердің мәндері бойынша жүргізіліп отырған технологиялық
шектеулерді есепке ала отырылуы.
Мысалға жүйеше ретінде соратын бекетті алғанда агрегирленген
сипаттама МӨБ мен олардың берілісінде кірісі мен шығысында қысымның
түрлі жиынтықтарында көрінетін минималды ережелі-рұқсат етілген
шығындар қызметін сипаттайтын болады.
1.3 Магистралдық мұнай құбырларының құрылысы
Магистралдық мұнай құбырларының құрамына, 1.3.1 суретінде көріп
отырғанымыздай: сызықты құрылғылар, құбыр болып көрсетілген, каррозияға
қарсы қорғаныс жүйесі, байланыс желілері және т.б.; соратын және жылулық
бекеттері; құбыр бойымен келген өнімді қабылдайтын, мұнай құбырының
соңғы пункты және де оны тұтынушылар арасында таратады, қайта өңдеу
үшін зауытқа береді немесе басқа да көлік түрлерімен жібереді.
16
Сурет 1.1 - Магистралдық мұнай құбырының сызбасы
Кейбір жағдайларда магистралдық мұнай құбырына келтіретін
құбырларда кіреді, олар арқылы мұнай айырғыштан құбырдың бас
құрылғыларына беріледі.
Магистралдық құбырлардың негізгі элементтері - үздіксіз тізбекке
пісірілген құбырлар, олар құбырды сипаттайды. Магистралдық құбырлар
топырақтың ішіне 0,8 метр тереңдікке дейін жоғарғы құрайтын құбырды
құрайды. Магистралдық құбырлар үшін толық тартылған немесе пісірілген
диаметрі 300-1420 миллиметр болатын құбырларды алады. Құбырлар
қабырғасының қалыңдығы құбырдың жобалық қысымымен анықталады, ол 10
мегапаскальға дейін жетеді. Үнемі қатып жататын топырақтарға немесе
батпақты жерлерге орналастырылған құбыр тіректерге немесе жасанды
жабындармен жауып қойған дұрыс болады.
Ірі өзендердің қиылысында кейбір жағдайларда мұнай құбырлары
құбырларға бекітілген жүктермен немесе тұтас бетондық жабындармен және
де өзен түбіне төмен қарай тереңдетіледі. Негізгіден басқа өтпенің резервтік
тармағын сол диаметрде салады. Темір және шосселік жолдар қиылысындағы
құбырлар патронды құбырлардан өтеді, олардың диаметрі құбырлардың
диаметрінен 100-200 миллиметрге дейін үлкен болады. Мұнайға
қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін қосымша мұнай өңдеуші зауыттарда
немесе басқа көлік түрі үшін мұнайды қабылдау орынында, трассаның
қасында орналасқан, олардан ағымдарды салады немесе құбырлардан
тарамдар жасайды, солар арқылы мұнай пунктерге таралады. Трассаның
бетінен байланысты 10-30 киллометр интервалында құбырларда желілік
крандарды орналастырады немесе апат және жөндеу кезінде бекіту аймақтары
үшін желілік крандар немесе бекітпелерді орнатады.
Трассаның бойынан байланыс желісі өтеді (телефондық, радиорелелік),
негізінен диспетчерлік атауға ие. Оны белгілерді телеөлшеу және телебақылау
17
белгілерін беру үшін қолдануға қолданылады. Трассаның бойында
орналастырылған катодтық және дренаждық қорғаныстағы бекеттер, сол
сияқты проекторлар құбырларды сыртқы коррозиядан сақтап тұрады,
құбырдың жабынын оқшауландыратын коррозияға қарсы қосымша болып
табылады. Бір бірінен 10-20 киллометр қашықтықта трассаның бойында
желілік қараушылардың үйлері орналасқан, олардың міндеттеріне өзінің
аумағына кіретін құбырлардың дұрыстығын және құбырлардың электрлік
қорғанысының құрылысын коррозиядан қорғау бақылау кіреді.
Тасымалдайтын станциялар 50-150 киллометр интервалда
орналастырылады. Мұнай
құбырларының тасымалдайтын
сорғылық
станциялары орталықтан келетін электр келтіргіші бар жабдықтармен
жабдықталған. Магистралдық сорғының қазіргі уақытта қолданылатын
берілістері сағатына 12500 куб метрге жетеді. Мұнай құбырының басында
негізгі сорғылық бекет орналасқан, бұл жақындағы мұнай айырғышының
маңында орналасқан немесе келтіретін құбырлардың соңында орналасады,
егер магистралдық мұнай құбыры бірнеше айырғыштарға немесе бірнешеуіне
қызмет көрсетсе, үлкен аумақта шашыраңқы орналасқан. Негізгі нысандардан
басқа, әрбір сорғылық бекетте көмекші құрылғылар кешені орнаасқан:
трансформаторлық подстанция, желіге берілетін токтың электр берілістерінің
ПО немесе 35 тен 6 киловатқа дейін кернеуін төмендетеді, қазандық, сонымен
қатар сумен қамтамасыз ету жүйесі, канализция, суыту және т.с.с. Егер мұнай
құбырларының ұзындығы 800 киллометрден артық болатын болса, оны
ұзындығы 400-800 метр болатын қолданыстық аумақтарға бөледі, олардың
шегінде сорғылық жабдықтардың тәуелсіз жұмыстары жүргізіледі. Аралық
сорғылық бекеттер аудандардың аймақтарында резервуарлық парк көлемін
қамтуы керек, құбырдың өткізу мүмкіндігі 0,3-1,5 тәулікке тең болуы керек.
Жылу станцияларын тез қататын және тұтқырлығы жоғары мұнайларды
тасымалдайтын құбырларға орнатады, кейде оларды сорғы станцияларымен
біріктіреді. Қотарылатын өнімді қыздыру үшін бу немесе от (пештер)
қыздырғыштар қолданылуы мүмкін. Жылудың жоғалуын төмендету үшін
мұндай құбырлар жылу оқшаулайтын қаптамамен жабдықталуы мүмкін.
Мұнай құбырының ақырғы орны - мұнай өндіруші зауыттың шикізат
паркі, болмаса әдетте теңізде орналасқан мұнай тиейтін база болып табылады,
ол жерден мұнай танкерлермен мұнай өндіруші зауыттарға тасымалданады
немесе шетелге экспортталады.
1.4 Сорғы станциялары туралы жалпы мәліметтер
Жабдық құрамы, демек, сорғы станцияларында автоматтандыру көлемі
де мұнайды мұнай құбыры арқылы қотару тәсіліне тәуелді.
Қотарудың үш түрі қолданылады: станция аралық, қосылған сұйық
қойма арқылы, сорғыдан сорғыға. Станция аралық қотаруда бас немесе
аралық сорғы станциялары мұнайды кезекті станцияның сұйық қоймасына
18
құяды, ал мұнай басқа сұйық қоймадан тартылып алынады, сонымен бірге
станцияда сұйық қойма саны екіден кем болмауы керек. Көрсетілген тәсілдің
негізгі жетіспеушілігі - мұнай өнімінің сұйық қоймаларда булану себебінен
жоғалуы болып табылады.
Қосылған сұйық қойма арқылы қотаруда жіберуші сорғы станциясынан
келетін сұйықтық кезектегі станцияның сорғыларына тікелей барады.
Құбырға параллельді қосылған сұйық қойма көршілес станциялар үшін
олардың үйлеспеген жұмысын түзейтін буфер ролін атқарады. Мұндай қотару
тәсілінде құбыр оның қатысушыларының бірі бұзылған жағдайда да өзінің
жұмысын жалғастырады. Бұзылған жерді сөндіреді де, ал қалғандары аралық
станциялардың ыдыстарынан келетін мұнай арқасында жұмыс істейді.
Сорғыдан
сорғыға
қотаруда бірінші станциядан мұнай келесі
станцияның сорғысына тікелей барады. Аралық станцияларда сұйық қоймалар
жоқ, бұл өнімнің булану арқылы жоғалуын болдырмайды. Бұл қотару тәсілі
бірінші станцияның тіреуін қолдануға мүмкіндік береді де, станция аралық
және қосылған сұйық қойма тәсілдері арқылы қотарумен салыстырғанда тірек
сорғыларды орнатуды қажет етпейді.
Әдетте үш- төрт кезекпен жалғастырылған сорғыларды орнатады,
олардың бірі сақтық сорғы болады (МС1 - МС4). Бірсатылы шиыршық тәрізді
тірек сорғылары ( ТС ) параллельді түрде жалғасады - біріншісі жұмыс істейді,
екіншісі сақтық сорғы болып табылады. Әрбір сораптың соруы мен сықуында
ысырма орнатылады, ал сорапқа параллель - айналмалы клапан орнатылады,
бұл сорғы тоқтап, оның ысырмалары жабылып қалған кезде мұнай ағыны
автоматты түрде айналма құбыр арқылы келесі сорғыға немесе магистралды
мұнай құбырына баруы үшін қажет. Нәтижесінде сорғыларға параллельді
айналмалы клапанды сорғы станциясының айналма құбыры жасалады, әдетте
олар сорап станциясының коллекторы деп аталады. Бұл коллектордың
соңында сықу жағынан сорғы станциясының сору және сықуындағы қысымды
автоматты реттейтін реттегіш дроссельдейтін органдар құрастырылады.
Негізгі сорғылардың жетегі ретінде алшақ және тұйық желдету циклды ,
асинхронды және қалыпты жасалған, қуаттылығы 4000 кВт синхронды электр
қозғалтқыштары қолданылатын. Соңғы жылдарда мұнай құбырларында
СҮҚҮ типінің (синхронды, үшфазалық, артық қысыммен үрленетін)
қуаттылығы 4000 және 6300 кВт электр қозғалтқыштары қолданылады.
1.5 Электр жетектін сапалығын таңдау
Таралу өнеркәсiптiк кәсiпорындарға ең үлкен дроссель орнатудың
реттеуiн тәсiлдi алды. Реттеу бұл әр түрлi жапқыштарды торапқа енгізу
жолымен жүзеге асады. Едәуiр аз дроссель орнатудың реттеуін ПӘК-і
қарағанда айналу жылдамдық арналған реттеудiң ПӘК-i. Бұл тәсiл аз қуатты
қондырғылар үшiн қолданылады және шағын реттеу ауқым сипатталады.
Мынау тәсiлдi артықшылық өткiзудiң қарапайымдылығын болып көрiнедi.
19
Айналу жылдамдықтың реттеуі дәл іске асырылуға рұқсат береді және
байсалды реттеу. Құбыр қолданудың арқасында айналу жылдамдықтың
реттеуі олардыңның қызмет ету мерзімі артқан кіші жүктемелер алады, және
олардыңның қызмет етуінде қажеттiлiктi азайтады, қозғалтқыштың көлемдерi
10-20%-ке азаюға болады. Айналу жылдамдықтың өзгерiсi реттеу жолымен
қуаттың үнемдеуiн іске асырылуға рұқсат береді.
Реттелетін электр жетектер келесідей артықшылықтарға ие:
- жылдамдықты реттеудің кең диапазоны;
- қуат коэффициентінің жоғары болуы;
- жоғары сенімділік пен аз көлемді габариттік көрсеткіштер;
Ең перспективалық және жылдамдық тозақтың реттеуінің тәсілдері кең
пайдаланылатын қазіргі уақытта жиілік тәсілі болып табылады.
Қазіргі уақытта реттелетін электр жетегінің негізгі түрі жиілік бойынша
реттелетін асинхронды электр жетегі болып табылады. Жетек ретінде қысқа
тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқышты алады. Оның төмендегідей
себептері бар:
1. жоғары сенімділік;
2. бағасының арзандығы;
3. ПӘК жоғары.
Асинхронды қозғалтқыштардың келесідей кемшіліктері болады:
1. Моменттің кернеуден квадратты тәуелділігі. Желіде кернеу көп
мөлшерде төмендесе, критикалық момент және қосылу моменті азаяды;
2. Кернеу төмендеген кезде ротордың, ал кернеу жоғарылаған кезде
статордың күйіп кету қауіпі;
Асинхронды қозғалтқыштың жылдамдығын жиілік арқылы басқару
экономикалық жағынан тиімді әдіс. АҚ жиілігін өзгерту арқылы
жылдамдығын реттеу келесі формуладан шығады:
(1.1)
мұндағы
- статор ормасындағы кернеу жиілігі;
- қозғалтқыштың полюстар жұбының саны.
Статор кернеуінің жиілігін өзгерту арқылы идеалды бос жүрістің әр
түрлі мәндерін алуға болады. Жылдамдықтың жиіліктен тәуелділігі сызықты
функция. Аталған жүйенің сұлбасы төмендегі суретте көрсетілген:
20
Сурет 1.2 - ЖТ - АҚ жүйесінің күштік тізбегінің сұлбасы
ЖТ - АҚ жүйесінің құрамына кернеудің үш фазалы автономды
инверторы (КАИ) және қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыш
кіреді. КАИ ретінде кірісінде коммутациялық реакторы бар, ал шығысында
LC-фильтры орналасқан басқарылмайтын түзеткіш жұмыс істейді. Статордың
сұлбасы нөл сымы жоқ жұлдызша болып табылады.
Магистралды центрден тепкіш сорғыларда ЖТ - АҚ жүйесінің басты
жұмыс талабы - асинхронды қозғалтқышты баяу іске қосу және жарылыс
қауіпін болдырмау.
1.6 Мұнайды тасымалдауға дайындау
Мұнай кен орындарын өңдеудің бастапқы кезеңі, әдетте, шапшып
атқылайтын ұңғымалардан мұнайды сусыз шығарумен сипатталады. Алайда
әрбір кен орнында жер қыртысынан мұнаймен бірге бастапқыда аз мөлшерде,
содан кейін көп мөлшерде судың шығатын кезеңі де келеді. Шамамен бүкіл
мұнайдың 60 -75 % суланған қалыпта шығарылады.
Әртүрлі кен орындарынан келетін қабатты сулар құрамы жағынан, және
олардағы ерітілген минералды тұздардың концентрациясы бойынша,
құрамындағы газ бен микроағзалардың болуына қарай едәуір айрықшалануы
мүмкін. Мұнайдың қабатты сулармен араласуы ұлғайғанда эмульсия түзіледі,
оған акі ерімейтін сұйықтықтардың (мұнай және су) механикалық қоспасы
ретінде қарау керек, олардың бірі екіншісінің көлемінде әртүрлі мөлшердегі
тамшы түрінде таралады. Мұнайда судың болуы тасымалданатын сұйықтық
көлемінің өсуі мен оның тұтқырлығының артуына байланысты көліктің
қымбаттауына әкеледі. Мұнайда тіпті 0,1% судың болуы оның мұнай өңдеуші
зауыттардың тазартушы бағаналарында қарқынды көбіктелуіне әкеледі, бұл
өңдеудің технологиялық тәртіптерін бұзады, сонымен қатар, конденсациялық
аппаратураны ластайды.
21
Шығарылатын өнімнің сапасы көбінесе бастапқы шикізаттың, яғни
мұнайдың сапасына тәуелді келеді. Егер жақын өткен заманда мұнай өңдеуші
зауыттардың технологиялық қондырғыларында құрамында минералды тұздар
бар мұнай (бір литрге 100 - 500 миллиграмм) келген болса, қазіргі кезде
тереңірек тұзсыздандырылған мұнай қажет, ал мұнайды өңдеу алдында
көбінесе оның құрамын тұздан тазалау қажет болады.
Мұнайда механикалық қоспалардың (құм пен балшық бөлшектері)
болуы құбырлардың, мұнай қотарушы жабдықтың абразивті тозуына әкеледі,
мұнайды өңдеуді қиындатады, мазут пен гудрондардың күлін арттырады,
тоңазытқыштарда, пештер мен жылу алмастырғыштарда қатпарлар түзеді, бұл
жылу берілісінің коэффициентін төмендетеді де, олардың тез істен шығуына
себеп болады. Механикалық қоспалар күрделі бөлінетін эмульсиялардың
түзілуіне себепкер болады. Мұнайда кристалл тәрізді минералды тұздардың
және судағы ерітіндінің болуы мұнай өңдейтін, сондай - ақ мұнай қотаратын
жабдық пен құбырлар металының қатты тотығуына әкеледі, эмульсиялардың
тұрақтығын арттырады, мұнайды өңдеуді қиындатады.
Жоғарыда көрсетілген себептер мұнайды тасымлдауға дайындау
қажеттігін көрсетеді. Мұнайды дайындауға мыналар кіреді: мұнайды судан
және тұздан тазарту және оны толық немесе жартылай газсыздандыру.
2 Электр жетек жүйесін таңдау
2.1 Сорғы агрегаттары электр қозғалтқыштарының айналу
жиілігін реттеу тәсілдерін талдау.
Сорғы агрегаты деп бір тізбекке қосылған сорғы, қозғалтқыш және
энергияны қозғалтқыштан сорғыға жеткізетін құрылғыларды айтады.
Энергия үнемдеудің аса тиімді мүмкіндіктерінің бірі жетек
механизмінің жұмысының параметрлері мен өзгешелігін барынша ескеретін
электрлі жетектерді жасау болып табылады. Сорғы агрегаттарына арналған
сол немесе басқа тұрпаттағы реттелетін электр жетекті таңдағанда жалпы
қабылданған критерийлерімен (салмақ және көлем көрсеткіштері, құны,
сенімділігі және т.б.) қатар мынадай ерекшеліктерін ескерген жөн:
- НПС сорғылары өнімділігін ретке келтіргенде шекті дәлдікті және
жоғары тез әрекет етуді қажет етпейді;
- жылдамдықты ретке келтірудің жұмыс ауқымы басым көпшілік
жағдайларда үлкен емес;
- НПС агрегаттарының елеулі (10 МВт-қа дейін) орнатылған қуаты мен
ұзақ жұмыс істеу режимін электрлі жетектің энергетикалық көрсеткіштеріне
қойылатын жоғары талаптар белгілейді.
Сондықтан ретке келтірудің ықтимал нұсқаларынан сенімділігі, құны,
салмағы мен көлемі жағынан айнымалы ток машиналарына орын беретін
тұрақты ток қозғалтқыштарын алып тастаған жөн. Әрі қарай асинхронды
22
және синхронды қозғалтқыштар арқауындағы сорғы агрегаттарды ретке
келтіру тәсілдері қарастырылатын болады.
Айнымалы ток электр
қозғалтқышы роторының айналу жиілігін былайша анықтауға болады
(2.1)
мұндағы f - қоректендіру тогының жиілігі;
р -полюстер жұбының саны;
s - сырғу.
Сорғының агрегаты пайдалы қуатының - ол қоршаған ортаға сорғы
агрегатынан берілетін қуат:
(2.2)
мұндағы
─ сораптық агрегатының тұтынатын қуат;
─ күштеп әкелу пайдалы
әрекет еселiгi; жетек
қозғалтқышының және қозғалтқыштан сорғыға берілу пайдалы әсер
коэффициенті;
─ қозғалтқыштан жiберудiң еселiгi сорамын.
Сорғы агрегатының тұтынатын қуаты қозғалтқыштан алынатын
энергияны өлшеу арқылы табылады.
Сорғы агрегатының ПӘК - ол агрегаттың пайдалы қуатының қатынасы:
(2.3)
Сорғының кавитациалық қоры сорғының кавитациалық сапасын
сипаттайды:
(2.4)
мұндағы
─ сұйықтықтың қаныққан буының қысымы.
2.2 Орталықтан сыртқа тебетін сорғылардың жиілікті-реттелетін
электрлі жетегі
Жиілікті электр қозғалтқышты қоректендіру жиілікті вентильді
түрлендіргішпен (ЖТ) жүзеге асырылады, онда f1 қоректендіру желісінің
тұрақты жиілігі f2 айнымалыға түрленеді. Түрлендіргіштің шықпасына
жалғанған электр қозғалқыштың айналу жиілігі f2 жиілігіне өзгереді. Қазіргі
кезде айнымалы ток машиналарын жиілікті басқаруды іске асыру үшін
қолданылу қағидатымен, схемалық шешімдерімен, басқару алгоритмдерімен
және т.с.с. ерекшеленетін жиілікті түрлендіргіштердің (ЖТ) сан алуан
23
нұсқалары қолданылады. Бұрын қолданылған, кемшіліктері белгілі электр
машиналарының ЖТ қарастырудан алып тастай отырып, қазіргі заманғы
статикалық түрлендіргіштерге тоқталайық.
Шығыс кернеуінің немесе тогының түзілу қағидаты бойынша ЖТ-ні
жиілікті тікелей түрлендіргіштер (ЖТТ немесе циклоконверторлар) және
тұрақты ток буыны бар ЖТ деп бөлуге болады.
ЖТТ-ндегі қажетті жиіліктегі, амплитудадағы және фазадағы айнымалы
кернеудің (немесе токтың) шығыс қисығы кірістегі айнамалы токтың
көпфазалы жүйесінің қисық кернеулерінен түзіледі. Осы тұрпатты
құрылғылардағы жүйе кернеуін түзету және оны қажет етілетін кернеу немесе
токқа түрлендіру қызметтері бір құрылғыда атқарылады. Бұл энергияның бір
еселік түрленуіне және ПӘК жоғары мәніне, шағын көлемдер мен салмаққа
байланысты. Тікелей байланысы бар жиілікті түрлендіргіштер түзеткіштер
(бірфазалы, көпфазалы, нөлдік, төсемелі) секілді схемалар бойынша
орындалуы мүмкін.
ЖТТ-нің кемшілігі шығыс жиілігінің шектеулі ауқымы болып
табылады. 50 Гц тең қоректендіру желісінің жиілігі кезінде f2 ретке келтірудің
жоғарғы шегі 25 Гц-ті құрайды. Жиіліктің әрі қарай артуы вентильдердің
табиғи коммутациясынан бас тартуға, қоректендіру фазаларының ұлғаюымен
немесе түрлендіргішке асқан жиілікті кернеуді берумен байланысты.
Сондықтан ретке келтірілетін электрлі жетекте ЖТТ-ні қолдану аясы тыныш
жүретін редукторсыз электрлі жетектермен және ротор тізбегін бойлап
басқару схемаларымен (қосарлы қоректенетін машиналар) шектелген.
Тұрақты ток буыны бар ЖТ-ін басқарылатын түзеткіштері және
автономды кернеу немесе ток инверторлары бар (АИ бар ЖТ - 2.1, а сурет)
және басқарылмайтын түзеткіштері және түзетілген кернеудің ендік-
импульстік модуляциясы бар (КИМ бар ЖТ - 2.1,б сурет) түрлендіргіштер
деп бөлуге болады.
Келтірілген схемалардың ретке келтіру деректері іс жүзінде біркелкі,
КИМ пайдалану шығыс кернеуінің үйлесімді құрамын сапалық тұрғыда
жақсартуға септігін тигізеді, алайда КИМ бар ЖТ-ндегі вентильдердің
коммутациясы жиілігінің ұлғаюы түрлендіргіштегі шығындардың артуына
әкеледі.
АИ бар ЖТ-нде және
КИМ
бар ЖТ-нде пайдаланылатын
түрлендіргіштердің күштік бөлімінің жеткілікті орныққан схемалық
шешімдері - бұл әдетте классикалық үш фазалы төсемелік схемалар.
Қоректендіру желісінің жоғары гармоник тогын және түзетілген кернеуін
азайту үшін көп фазалы түзету схемалары қолданылады.
Түрлендіргіштердің пульстілігінің мейлінше артуы (18, 24 пульсті
схемалар) олардың құнына және конструктивтік күрделілігіне байланысты
болғандықтан әдетте екі 6 пульстік схеманы кезектестіріп немесе
қабаттастырып қосумен алынатын 12 пульстік схемалармен шектеледі.
Мәселен, SIMOVERT MV (Siemens) және ACS түрлендіргіштерінде
24
басқарылмайтын түзеткіштің екі төсемелі вентильдік топтарын
қоректендіретін "жұлдыз - жұлдыз - үшбұрыш" схемасы бойынша жалғанған
үш орамалы трансформатор пайдаланылады.
Негізінен АҚ жиілікті басқарудың іргелі мәселелері мен ең алдымен
қозғалтқышты ағын бойымен бағдарлап басқару қағидаты жеткілікті терең
зерттелген, элементті базаның және басқару техникасының дамуы, жаңа
датчиктердің пайда болуы, микропроцессорлық басқаруды қолдану жиілікті
асинхронды электр жетекті үздіксіз жетілдіруге байланысты болады.
ЖТ - АҚ жүйесінң қасиеттеріне мыналарды жатқызуға болады:
- АҚ жылдамдығын реттеудің кең ауқымындағы ПӘК жоғары, өйткені
ол барлық реттеу ауқымында ротордың сырғуының аз шамасымен (сырғудың
аз шығындарымен) жұмыс істейді;
- жылдамдықты бірқалыпты реттеу және қажетті сипаттамаларды және
реттеу заңдарын қалыптастыру мүмкіндігін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz