книги из ГПНТБ / Азимов, Б. А. Совершенствование методов проектирования и эксплуатации нефтепромысловых электроустановок

и осредненные значения coscp по всем одноименным меся­ цам исследуемого периода

(9)

в) коэффициент летнего снижения нагрузки

где Ц/у и р,;- -- среднемесячные мощности активной и реак­ тивной нагрузки г-го месяца, /-го года иссле­ дования;

нефтяных районов и промыслов использование общеприня­ того понятия «коэффициент летнего снижения нагрузок» не всегда оправдано.

Ввиду специфических условий работы некоторых устано­ вок нефтяной промышленности электропотребление в летние

установок, ввиду ее зависимости от погодных условий, в лет­ ние месяцы года выше, чем в зимние. В этих случаях а л > 1 .

На основе собранных и обработанных данных были пост­ роены графики, демонстрирующие изменение годового элек­ тропотребления и его составляющих за пяти- и десятилетний период по каждому НГДУ в отдельности. На основе этих же данных были построены графики, показывающие изменение электропотреблеиия по месяцам, полученные путем усредне­ ния данных, относящихся к одноименным месяцам всего ис­ следуемого периода.

Для иллюстрации характера изменения электропотребле­ ния по годам и месяцам на рис. 1 и 2 приводятся графики, построенные по материалам НГДУ «Кировнефть». Анало­ гичные графики были построены для всех остальных НГДУ. На графиках приняты следующие обозначения:

10

11

Анализ основных показателей, полученных при статисти­ ческой обработке материалов, показал, что электропотребле­ ние нефтяных промыслов имеет равномерный характер.

Коэффициент формы годового графика потребления ак­ тивной мощности изменяется в достаточно узких пределах (1,0002—1,004), а среднее его значение (1,0008) близко к единице. Значение коэффициента формы годового графика потребления реактивной мощности изменяется в более широ­ ких пределах (1,003—1,03), а среднее его значение (1,004) не­ сколько выше среднего значения коэффициента формы гра­ фика потребления активной мощности.

Равномерный характер графиков электропотребления нефтяных промыслов является следствием специфических ус­ ловий работы нефтепромысловых электроустановок (кругло­ суточная работа с практически постоянной нагрузкой подав­ ляющего большинства токоприемников). Количество электро­ энергии, потребляемой посторонними организациями, пигаю-

12

грузки объясняется, главным образом, тем, что в летнее вре­ мя года из-за высокой температуры окружающей среды ста­ тические конденсаторы, установленные на промыслах, перио­ дически отключаются.

Коэффициент летнего снижения активной нагрузки по НГДУ в целом, включая посторонние потребители, ыла =0,98,

промыслов в отличие от годовых графиков электрической на­ грузки других отраслей промышленности не наблюдается летнего снижения нагрузки, а скорее имеет место некоторое повышение как активной, так и реактивной нагрузки.

Анализ показателей расхода активной и реактивной элек­ троэнергии различных нефтедобывающих районов Азербайд­ жана за многолетний период показал, что в летнее время го­ да (нюнь—август) наблюдается определенное снижение соэф нефтепромысловых электроустановок. Как уже отмеча­ лось выше, это происходит, главным образом, из-за того, что

13

в жаркие дни при недостаточной вентиляции помещений при­ ходится отключать батареи статических конденсаторов.

На рис. 3 представлены графики, характеризующие изме­ нение коэффициента мощности за исследуемый период по НГДУ «Кировнефть». График изменения coscp по месяцам получен путем усреднения данных, относящихся к одноимен­ ным месяцам исследуемого периода.

Полученные в результате статистической обработки дан­ ные об электропотреблении и добыче нефти были использо­

мое электропотребление нефтяных промыслов. Использова­ ние при нахождении эмпирических зависимостей средних обоб­ щенных данных электропотребления и добычи нефти по семи НГДУ с падающей добычей нефти позволило получить достаточно универсальные формулы, пригодные для прогно­ зирования электропотребления во всех НГДУ Азербайджана.

Предлагаемые для прогноза электропотребления эмпири­

где Лож — ожидаемое электропотребление в относительных

Лоп — ожидаемое электропотребление в прогнозируемом году, kBi ■ч;

Л0 — среднегодовое электропотребление в базисном го­ ду, кВт-ч\

Qox — суммарная планируемая по НГДУ в целом добы­

Q0 — суммарная добыча нефти в базисном году, т.

14

Для оценки достоверности эмпирических формул (11) и (12) были произведены расчеты ожидаемого электрапотребления по каждому из семи МГДУ Азербайджана и резуль­ таты расчетов сопоставлены с фактическими расходами элек­ троэнергии, имевшими место в эти годы. Расхождение меж­ ду фактическими расходами электроэнергии и расчетными, полученными с помощью формулы (11), находилось в пре­ делах от 1 до 4,7%. Средняя погрешность при использова­ нии этой формулы получилась равной 3,5%. Еще лучшие ре­ зультаты были получены при использовании формулы (12); расхождение составляло от 0,8 до 5,7%, а среднее значение погрешности равнялось 3,1%.

Как видно из вышеизложенного, эмпирические формулы (11) и (12), предлагаемые для прогнозирования электропо­ требления на пятилетие, вполне пригодны для практическо­ го использования в условиях Азербайджана. Проверка, про­ изведенная с целью определения возможности расширения области применения этих формул (использования их для прогнозирования электропотребления на десятилетний пери­ од), не дала положительных результатов. Получающиеся при этом средние величины погрешностей оказались высо­ кими. Это вызвало необходимость поиска эмпирических зави­ симостей, полнее учитывающих особенности динамики электро­ потребления и ее связь с динамикой нефтедобычи.

Имеющиеся по двум НГДУ («Азизбековнефть» и «Кировнефть») данные об электропотреблении и добыче нефти за десятилетний период позволили найти и предложить для долгосрочного прогнозирования электропотребления (в пре­ делах десяти лет) следующие эмпирические формулы:

этих формул, не выходит за допустимые для практических целей пределы. Так, при использовании формулы (13) сред­ няя погрешность равна 5,2%, а формулы (14) — 4,2% -

Анализ электропотребления НГДУ с увеличивающейся добычей нефти показал, что зависимости электропотребле­ ния от времени и добычи нефти имеют нелинейный характер

Формулы (15) и (16) были получены на основе сравни­ тельно небольшого по объему статистического материала (НГДУ «Сиазаньнефть»). Поэтому, несмотря на то, что про­

ко для ориентировочных расчетов. Накопление и обобщение статистических данных по нефтяным районам с ежегодно по­ вышающейся добычей нефти позволят в будущем предло­ жить для прогнозирования электропотребления таких райо­ нов более точные эмпирические зависимости.

Анализ динамики добычи нефти и удельного электропо­ требления (расхода электроэнергии на 1 тонну добытой неф­ ти) показал, что между ними существует определенная зави­ симость. Чем значительнее снижение добычи нефти, тем выше удельный расход электроэнергии (при прочих равных услови­ ях). Одному и тому же значению удельного расхода электро­ энергии соответствуют различные значения добытой нефти. Такой род зависимости, носящий в известной степени слу­ чайный характер, объясняется технологическими особенно­ стями эксплуатации нефтяных месторождений. Если считать эту зависимость в известных пределах случайной, то можно путем обработки имеющихся данных определить коэффици­ ент корреляции между средним удельным расходом электро­

где Уож— удельный расход электроэнергии; Qojk— добыча нефти.

Как и в предыдущих формулах, все величины выражены

еотносительных единицах.

Взаключение следует подчеркнуть, что формулы, пред­ ложенные для прогноза электропотребления, как и всякие другие эмпирические зависимости, имеют ограниченную об­ ласть применения. Изменение условий эксплуатации нефтя­ ного месторождения, внедрение новых технологических про­

цессов и режимов требуют периодического пересмотра этих

16

зависимостей. Для этой цели заинтересованные организации должны обеспечить накопление материалов но электропотребленпю и систематически проводить статистическую обра­ ботку и анализ этих материалов.

Глава 11

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ УСТАНОВОК

ние потребителей электроэнергией должного качества. В на­ стоящее время еще у многих специалистов, запятых проек­ тированием и эксплуатацией электроустановок, основным кри­ терием качества напряжения является степень близости его к номинальному. Такой подход к оценке качества напряже­ ния совершенно неприемлем, так как номинальное напря­ жение не всегда является оптимальным.

Оценку качества напряжения по степени его близости к номинальному молено применять только в отдельных част­ ных случаях, например, при определении оптимального на­ пряжения для электродвигателей, работающих с нагрузкой, близкой к номинальной. Следует отметить, что к оптимиза­ ции напряжения еще сравнительно недавно подходили не­ сколько односторонне, рассматривая ее только с точки зре­ ния уменьшения потерь электроэнергии. В действительности вопрос выбора оптимального напряжения более сложен, так как качество напряжения оказывает влияние не только на энергетические, но и на технико-экономические показатели производственных установок. При этом, как показывает опыт, влияние уровни напряжения на изменение производитель­ ности установки зачастую более существенно, чем изменение (рост или снижение) электропотребления. С влиянием на­ пряжения на производительность технологических установок приходится особенно считаться в тех случаях, когда установ­ ки выпускают дорогостоящую продукцию или работают круглосуточно и недоотпуск продукции, вызванный сниже­ нием уровня напряжения, не может быть компенсирован сверхурочной работой.

Неслучайно в последнее время много внимания уделяет­ ся вопросу построения экономических характеристик техно­ логических установок и электроприводов. Эти характеристи­

t

к одному экономическому показателю (рублю) и дать ему количественную оценку. Построение экономических характе­ ристик технологических установок, показывающих зависи­ мость экономичности работы этих установок от изменения качества напряжения на зажимах электроприемников, явля­ ется достаточно сложной задачей. При их построении при­ ходится учитывать большое число факторов, зависящих от специфических особенностей технологических установок, ре­

менения напряжения хорошо изучена. Эти трудности возра­ стают при экономической оценке других показателей, кото­ рые характеризуют изменение срока службы электрообо­ рудования, качество продукции, производительности ма­ шин в связи с изменением скорости вращения электроприво­ да и др.

Поэтому при построении экономических характеристик прибегают к некоторым упрощениям, допускают, что изме­ нение производительности происходит пропорционально из­ менению скорости при изменении напряжения, а влияние на­ пряжения па ряд малоизученных показателей вообще не учитывают.

Вместе с тем следует отметить, что наличие даже таких приближенных экономических характеристик позволяет зна­ чительно улучшить качество проектирования электроснабже­ ния, правильно ориентироваться в вопросе выбора оптималь­ ного напряжения для узлов нагрузки и отдельных однород­ ных групп электроприемников. Наличие экономических ха­ рактеристик дает возможность рационально разместить средства регулирования напряжения и компенсации реактив­ ной мощности.

Методика построения экономических характеристик на­ ходится еще в стадии становления. Накопление количествен­ ных данных о влиянии качества напряжения на работу тех­ нологических установок и электроприводов, их анализ позво­ ляет в будущем выязить основные специфические для разных потребителей электроэнергии факторы, которые необходимо учесть при построении экономических характеристик. В на­ стоящее время при построении экономических характерис­ тик используются методики, близкие к той, что изложена в данной работе. Здесь же приводятся повсеместно принятые при расчетах нормативы.

18

Для разработки на современном техническом уровне ра­ циональной методики проектирования электроснабжения нефтяных месторождений необходимо иметь экономические характеристики основных нефтепромысловых потребителей электроэнергии. Без этих характеристик нельзя организовать и технически грамотную эксплуатацию действующих устано­ вок.

Экономические характеристики основных нефтепромысло­ вых электроприводов, приведенные в данной работе, не пре­ тендуют на большую точность и призваны в известной сте­ пени восполнить существующий пробел в этой области.

Стоимость продукции, необходимая для построения эко­ номических характеристик различных установок, определя­ лась по данным финансовых отчетов МНДП Азербайджан­ ской ССР с учетом норм, опубликованных в работе [2]. Эти данные приведены в табл. 2.

Таблица 2

При построении экономических характеристик использо­ вались основные методические указания, приведенные в ра­ ботах [1, 3]. Экономические характеристики строились для наиболее часто встречающихся типов электродвигателей ос­ новных нефтепромысловых установок. Технические и эконо­ мические данные этих двигателей приведены в табл. 3.

Характеристики строились для двух режимов: полной за­ грузки и средней эксплуатационной загрузки электродвига­ телей.

Величина средней эксплуатационной загрузки электродви­ гателей у различных групп нефтепромысловых потребителей

19