Мұнай айдау станциясының магистралды сорғысының реттелетін электр жетегін жобалау

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 66 бет
Таңдаулыға:

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;

м/сағ. ; SIMATIC S7 -200;

= 2700 м/сағ. ;

= 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

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

3. 3

Қозғалтқыштың

және өндірістік механизмнің механикалық

сипаттамасы. Жетектің бірлескен механикалық сипаттамасы

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

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

г/см3. 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

11

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