Научная статья на тему 'Передовые технологии экономии ресурсов и энергосбережения для комплексной автоматизации электроприводов промышленных агрегатов нефтегазового комплекса'

Передовые технологии экономии ресурсов и энергосбережения для комплексной автоматизации электроприводов промышленных агрегатов нефтегазового комплекса Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
159
66
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТРАНСПОРТ НЕФТИ / ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД / ELECTRIC DRIVE / ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ / FREQUENCY INVERTER / АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ / AUTOMATED PROCESS CONTROL SYSTEM / ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ / ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY / TRANSPORTATION OF OIL

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Лазарев С. А.

Рассмотрены аспекты применения частотно регулируемого электропривода для решения задач автоматизации технологического процесса и энергосбережения. Приведены осциллограммы автоматического переключение питания электродвигателя от преобразователя частоты к питанию от сети и обратно. Материалы и методы Опыт внедрений. Обработка результатов экспериментальных исследований. Итоги Внедрены системы частотно регулируемого электропривода с асинхронными и синхронными двигателями в составе автоматизированных систем управления технологического оборудования ОАО АК «Транснефть». Выводы Применение частотно-регулируемого электропривода насосного агрегата для автоматизации технологического процесса не только обеспечивает экономию электроэнергии, но и позволяет перейти на новые технологии ресурсосбережения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Лазарев С. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Advanced technology to conserve resources and energy efficiency for complex automation of electric industrial machinery oil and gas industry

Aspects of frequency controlled drive use in automation of the energy saving technical process are reviewed. Oscillograms of automatic switch of the motor power supply from the inverter to the main supply and vice versa are shown. Materials and methods Implementation experience. Processing of the experimental studies results. Results Variable frequency drives with asynchronous and synchronous motors have been introduced in the automated control systems of JSC "Transneft" technological equipment Сonclusions The use of a frequency-controlledautomation not only saves energy, but also allows to shift to new resource saving technologies.

Текст научной работы на тему «Передовые технологии экономии ресурсов и энергосбережения для комплексной автоматизации электроприводов промышленных агрегатов нефтегазового комплекса»

Установка вибрационная поверочная ВМВП

Установка ВМВП сертифицирована и занесена в Государственный реестр под № 47483-11

Переносная установка ВМВП является рабочим эталоном 2-го разряда по МИ 2070-90 и предназначена для поверки и калибровки рабочих виброметров (аппаратуры контроля вибрации), пьезоэлектрических и токовихревых вибропреобразователей в условиях эксплуатации.

Основные преимущества:

• Высокая точность воспроизведения и измерения параметров вибрации — ВМВП осуществляет воспроизведение и измерение параметров вибрации с высокой точностью благодаря метрологическим и техническим характеристикам, соответствующим эталону 2-го разряда

• Встроенный преобразователь заряда — наличие встроенного преобразователя заряда позволяет проводить поверку пьезоэлектрических вибропреобразователей с выходом по заряду и с выходом по напряжению (датчики 1СР)

• Встроенный мультиметр — наличие встроенного мультиметра позволяет проводить поверочные работы без подключения дополнительных измерительных приборов. Отображение задаваемых и измеренных сигналов осуществляется при помощи дисплея ВМВП.

• Возможность крепления любых типов датчиков — основание вибростола ВМВП позволяет при использовании переходника закрепить любые типы пьезоэлектрических вибропреобразователей, а входящее в комплект поставки универсальное устройство УКД позволяет закрепить любые типы датчиков токовихревых.

• Универсальное питание — ВМВП работает как от сети питания постоянного тока (24 ± 2,4)В, сети переменного тока (187-242)В, так и автономно при подключении модуля питания МП. Благодаря встроенному в модуль питания аккумулятору ВМВП обеспечивает работу

с аппаратурой непосредственно на объекте. Время автономной работы без подзарядки — более 4-х часов.

• Компактность — установка ВМВП является переносной благодаря небольшим размерам. ВМВП состоит из

вибрационной установки ВУ и модуля питания МП, на корпусах которых закреплены ручки для их переноса

• Эргономичность — удобство работы с установкой ВМВП обеспечивается за счет расположения панели индикации и управления в съемной крышке, гибко соединенной с корпусом ВУ.

Технические характеристики ВМВП

• Диапазон воспроизводимых параметров вибрации: виброускорения виброскорости виброперемещения

• Диапазон частот воспроизводимых параметров вибраций: виброускорения виброскорости виброперемещения

• Коэффициент гармоник воспроизводимых параметров вибраций не более 10 %

• Предел основной относительной погрешности воспроизводимых параметров вибраций:

на частоте 80 Гц и 160 Гц ±2%

в диапазоне частот от 30 до 5000 Гц ±4%

в диапазоне частот от 10 до 5000 Гц ±5%

• Максимальная нагрузочная масса 0,7 кг

• Диапазоны измерения сигналов:

постоянного тока 0,5 - 20 мА

напряжения постоянного тока 0,3 - 10 В

размаха напряжения

переменного тока 14,0 - 2000 мВ

• Относительная погрешность измерения электрических сигналов:

постоянного тока и напряжения постоянного тока ±1%

0,4 - 100 м/с2 0,8 - 200 мм/с 5 - 250 мкм

10 - 5000 Гц 10 - 1000 Гц 10 - 500 Гц

размаха напряжения переменного тока ±2%

Относительная погрешность встроенного виброметра:

на частоте 80 Гц и 160 Гц в диапазоне частот от 30 до 5000 Гц в диапазоне частот от 10 до 5000 Гц Характеристики встроенного преобразователя заряда:

Диапазон преобразуемых зарядов Коэффициент преобразования Относительная погрешность коэффициента преобразования Неравномерность АЧХ в полосе частот от 10 до 5000 Гц Электрическое питание: напряжением постоянного тока напряжением переменного тока частотой (50±1) Гц

±1,5% ±3% ±4%

5 - 500 пКл 1,0 мВ/пКл

±1,5%

21,6 - 26,4

Аппаратура сертифицирована и занесена в Государственный реестр под № 44044-10

Аппаратура контроля абсолютной и относительной вибрации ИВ-Д-ПФ

Аппаратура ИВ-Д-ПФ, предназначенная для непрерывного контроля вибрации различных агрегатов, нашла широкое применение в газовой промышленности и электроэнергетике. Одновременный контроль абсолютной и относительной вибрации позволяет обеспечить защиту всего контролируемого агрегата (двигателя, нагнетателя или редуктора). Имеющаяся статистика отказов аппаратуры является свидетельством ее надежности.

В аппаратуре решены следующие задачи:

• непрерывный контроль исправности изделий, входящих в состав каналов измерения аппаратуры: вибропреобразователей, преобразователей перемещений, блока электронного и соединительной проводки. Индикация неисправности отказавшего изделия и формирование по неисправному каналу измерения сигнала 2мА в систему защиты ГПА с целью предотвращения его аварийного останова;

• анализ отказа канала измерения с выдачей соответствующей информации;

• подавление цифровыми фильтрами высокого порядка шумов за пределами частотного диапазона с целью повышения помехоустойчивости;

• непрерывный контроль начального зазора и рабочего положения токовихревых датчиков в линейной зоне контроля при измерении виброперемещения;

• установка по цифровому табло рабочего положения токовихревых датчиков;

• настройка по цифровому табло преобразователей перемещений ВП под используемую марку материала ротора нагнетателя;

• формирование релейных сигналов при превышении вибрацией уровней предупредительных и аварийных значений уставок;

• цифровые выходы передачи полученных данных для подключения аппаратуры к ПК с установленным ПО нашей разработки с возможностью гибкого управления и настройки измеряемых параметров вибрации

Технические характеристики аппаратуры

• Максимальное количество каналов измерения абсолютной (корпусной) вибрации: виброускорение, виброскорость, виброперемещение не более 8

• Максимальное количество каналов измерения относительной вибрации: размах виброперемещения, радиальный зазор, осевой сдвиг не более 8

• Максимальное количество каналов измерения оборотов

частоты вращения ротора не более 3

• Предельные значения диапазона измерений (диапазон измерений уточняется заказчиком):

виброускорения 2,5 - 500 м/с2

виброскорости 0,35 - 141 мм/с

виброперемещения 5-300 мкм

размаха виброперемещения 10 - 500 мкм

осевого сдвига (радиального зазора) 0,25 - 2,5 мм

числа оборотов вращения ротора 240 - 9999 об/мин Предельные значения диапазона частот

измеряемых величин (диапазон частот уточняется заказчиком):

виброускорения 10 - 10000 Гц

виброскорости 10 - 2000 Гц

виброперемещения 10 - 100 Гц

размаха виброперемещения 10 - 500 Гц

Выходные сигналы, пропорциональные измеряемым параметрам

вибрации:

напряжение постоянного тока 0 - 5000 мВ

выходной постоянный ток 4 - 20 мА

Предел основной

относительной погрешности

измерения параметров абсолютной

вибрации и размаха виброперемещения ±10%

Предел основной

приведенной погрешности

измерения осевого сдвига

и радиального зазора ±7%

Предел основной относительной погрешности измерения числа

оборотов вращения ротора ±0,1%

Напряжение питания

постоянного тока 18 - 72В

187 - 242

А

Ч

ЗАО «Вибро-прибор», Санкт-Петербург, ул. Варшавская, д.5а, корп.3 Тел.: (812) 369-69-90, 369-00-90 Факс (812) 327-74-02 www.vpribor.spb.ru

• Одним из популярных видов запорной трубопроводной арматуры является стальная задвижка. Главное ее достоинство - малое сопротивление при перемещении запорного органа, так как он не преодолевает давления среды, а это позволяет уменьшить усилие, необходимое для перемещения затвора. В открытом положении, благодаря полнопроходной конструкции, малой длине, коэффициент местного сопротивления незначителен.

• Утепляющие пожаробезопасные влагозащитные мехпы УПВЧ. Применяются в топливно-энергетических комплексах, нефтяной, газовой, химической и другой промышленности и позволяют решить следующие проблемы при эксплуатации оборудования КИПиА:

- защитить от обмерзания (появление сосулек, ледяных наростов и т.п.);

- защитить от загрязнений, осадков, механических воздействий;

- поддержать комфортную температуру для работы электроники;

- в специальном исполнении защитить от наводок и помех.

Чехлы обладают хорошей шумо -теплоизоляцией, могут кратковременно выдержать температуру открытого пламени свыше 1000 С°.

IIEO

НЕО

ТЕХНОЛОГИЯ

ООО НПО «Неатехнология»

390047, город Рязань, улица Связи, дом 21 www.neotechnolagy.ru

Телефон/факс: +7 (4912) 911-502 (многоканапьный) E-mail: [email protected]

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Взрывозащищенные обогреватели типа ОША-Р. Предназначены для обогрева с заданной температурой шкафов, блоков, технологических помещений во взрывоопасных зонах.

Продукция выпускаемая DQO НПО «Неотехнология»

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА И БЕСПЕРЕБОЙНОЕ ПИТАНИЕ

О

Потребители =12 В

Н&'

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ГИБРИДНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ

Автономная система энергообеспечения

Потребители - 220 В

Солнечные модули

Потрвбит&ли = 48 В

[сю О]

¿=1 ■ Эй

■К Вход: -220 В

ООО

Компания «Неотехнология» предлагает вашему вниманию свою разработку, позволяющую избавиться от проблем с электроснабжением в офисе, на предприятии и дома. Основной принцип нашей системы — потребитель получает всю энергию, генерируемую альтернативными источниками, а недостающая добирается из общей сети . Система позволяет добиться:

• экономии энергии, потребляемой от сети;

• улучшения качества сетевого напряжения (если оно необходимо);

• бесперебойности в электроснабжении;

• независимости от сети, в местах, где она полностью отсутствует.

Система включает а себя набор устройств с высоким уровнем качества и надёжности, собранных в едином корпусе на элементной базе ведущих мировых компаний. В зависимости от требований заказчика система может включать в себя: » солнечные батареи; »ветрогенератор;

• дизель-генератор;

• мини гидроэлектростанцию; » сеть общего пользования.

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ

Гелеоэнергетика — использование света солнца для выработки электричества. Основой гелеоэнергетики являются солнечные батареи, принцип действия которых состоит в прямом преобразовании солнечного света в электрический ток.В настоящее время для генерации электрической энергии используются солнечные батареи на основе кремния: монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные панели.Солнечные панели из монокристаллических фотоэлектрических элементов более эффективны, но и более дороги в пересчете на ватт мощности. Их КПД, как правило, в диапазоне 14-18%.

Солнечные батареи из аморфного кремния обладают одним из самых низких КПД

Альтернативой монокристаллического кремния является поликристаллический кремний. У него более низкая себестоимость

ГОРЯЧАЯ ВОДА И ОТОПЛЕНИЕ ОТ СОЛНЦА

Поток солнечного излучения на земную поверхность в среднем составляет от 100 до 250 Вт/мг, причем в полдень при ясном небе, когда солнце в зените, достигает максимума и составляет около 1 кВт/м^. В средней полосе России мощность солнечного излучения , попадающего на поверхность земли, эквивалентна энергии примерно 100-150 кг условного топлива на м; в год. Используя энергию солнца, такие системы позволяют ежегодно экономить традиционное топливо:

• до 75% — для горячего водоснабжения (ГВС) при круглогодичном использовании;

■ до 95% — для ГВС при сезонном использовании;

• до 50% —для целей отопления;

• до 80% — для целей дежурного отопления.

В летний период благодаря высоким внешним температурам воздуха они способны полностью покрывать потребность в горячей воде офиса, квартиры, загородного дома или дачи, предприятий малого и среднего бизнеса, осуществлять подогрев воды в бассейне, поддерживать необходимые температурные режимы в теплицах и т. д.

24 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

УДК 681.2

Метрологические аспекты разработки и применения косвенных методов определения октанового числа

Л.В. Мачулин

старший научный сотрудник1 [email protected]

1Филиал ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Ухта, Россия

Целью работы является изучение методов и средств определения важнейшей эксплуатационной характеристики автомобильного бензина - октанового числа.

Материалы и методы

Одноцилиндровые установки для определения октанового числа УИТ-85; инфракрасный анализатор октанового числа 1Х-101С; газовые хроматографы 3700 и Цвет-800; ареометры для нефтепродуктов АНТ-2; рефрактометр ИРФ-454Б2М; эталонные топлива (изооктан, н-гептан), прямогонные газоконденсатные фракции, бензины и катализаты цеоформинга; методы инфракрасной спектрометрии, газовой хроматографии, рефрактометриии денсиметрии.

Ключевые слова

бензин, октановое число, косвенные методы, газовая хроматография, воспроизводимость, повторяемость

В работе исследованы методологические особенности и метрологические характеристики различных способов оценки детонационной стойкости. Предложена оригинальная классификация косвенных методов по количеству информационных параметров математической модели расчета. Выдвинут тезис о преобладающем влиянии адекватности математической модели на погрешность этих методов.

Дается критический анализ однофактор-ных и многофакторных методов, представлено новое направление (бинарный подход) с описанием его преимуществ. На основании проведенных исследований делается вывод об отсутствии однозначной зависимости октанового числа от физических параметров бензинов вторичной переработки при наличии возможности такой связи у прямогонных бензинов.

В статье обращается внимание на принципиальную невозможность прямогоизме-рения октанового числа и указывается на неправомочность включения приборов, предназначенных для количественной оценки этого параметра, в официальные реестры средств измерений.

Октановое число (ОЧ) традиционно считается наиболее важным эксплуатационным показателем автомобильного бензина, его номинал определяет марку бензина и указывается на заправочных станциях наряду с ценой. Актуальность ОЧ определяется тем, что оно характеризует способность бензина обеспечивать нормальный режим сгорания без возникновения взрывных (детонационных) процессов, то есть его детонационную стойкость.

Понятие «октановое число» возникло в США в конце 20-х годов прошлого века и с тех пор не претерпело принципиальных изменений, за исключением разделения ОЧ на «моторное» (для имитации езды по шоссе) и «исследовательское» (для имитации городского езды). Согласно принятой концепции, детонационная стойкость карбюраторного топлива может быть количественно оценена способом натурных испытаний на специальных двигателях с изменяемой степенью сжатия и фиксированной частотой оборотов (900 мин-1 для моторного метода и 600 мин-1 — для исследовательского) путем сравнения

детонации, вызываемой испытуемым бензином, с детонацией эталонных смесей, состоящих из различных пропорций изооктана (ОЧ = 100) и гептана (ОЧ = 0). Уровень детонации, в свою очередь, измеряется с помощью помещенного в камеру сгорания датчика, а отсчет происходит по шкале связанного с датчиком миллиамперметра. Окончательное вычисление ОЧ производится по результатам параллельных замеров детонации бензина и двух эталонных смесей, по своему детонационному поведению берущие испытуемый продукт в достаточно узкую «вилку» (по ГОСТ — не более 2 ед.).

Описанные выше методы являются универсальными арбитражными способами оценки детонационной стойкости, пригодными для любых карбюраторных топлив. Однако они не лишены существенных недостатков, к которым следует отнести значительную дороговизну, трудоемкость и продолжительность. Несмотря на это, неоднократные попытки разработки и внедрения менее затратных и более оперативных косвенных средств контроля ОЧ не привели к полному вытеснению традиционных методов из производственной и надзорной сферы.

Причина кроется в самой концепции оценки детонационной стойкости, согласно которой ОЧ — условный параметр, не являющийся физической величиной либо мерой концентрации какого-либо вещества. Следовательно, его невозможно измерить, а можно только определить, причем с помощью довольно сложной и дорогостоящей процедуры, которую и устанавливают арбитражные методы. Все разговоры о портативных приборах, способных измерять ОЧ, являются не более чем спекуляцией — на самом деле они измеряют отдельные физические параметры бензина, связь которых с ОЧ далеко не всегда однозначна. Калибруются такие приборы по экспериментальным данным, полученными традиционными стендовыми методами, и уже одно это исключает возможность существования косвенных методов в отрыве от методов, связанных с непосредственным замером детонации.

В строгом метрологическом смысле, не измеряют ОЧ напрямую и арбитражные методы. Способом прямого измерения с точки зрения метрологии считается метод, при

Предел

повторяемости

воспроизводимости

допустимого отклонения от номинала контрольного топлива

Абсолютные значения пределов, ед.

для установок УИТ-65 и УИТ-85

ГОСТ 511 (моторный)

0,5

для установок УИТ-85М и WaukeshaCFRF-1/F-2

ГОСТ 8226 ГОСТ Р 52946

(исследовательский) (моторный)

0,5 0,2

1,6

0,5

1,0

0,5

0,9

0,3-0,4

ГОСТ Р 52947 (исследовательский)

0,2 0,9

0,4-0,9

Таб. 1 — Нормативы точностных характеристик определения ОЧ моторным и исследовательским методом в соответствии со стандартами, принятыми в РФ [2-5], ед.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.