книги / Электрификация предприятий нефтяной и газовой промышленности
..pdf303
|
495* |
10 000 |
89 |
26,3 |
8950 |
СТД-6300-2 |
6300 |
6; |
10 |
21 390; |
21 100 |
|
495* |
||||||||||
|
485 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НМ-10000-210 |
506* |
7 000 |
87 |
21,3 |
8950 |
СТД-6300-2 |
6300 |
6; |
10 |
21 390; |
21 100 |
|
486* |
5 000 |
85 |
19,8 |
8950 |
СТД-6300-2 |
6300 |
6; |
10 |
21 390; |
21 100 |
|
475*/455* |
||||||||||
10Н-8Х4 |
390 |
500 |
72 |
— |
3800 |
АТД-1600 |
1600 |
|
6 |
7280 |
|
|
|
|
|
|
|
АЗП-1600 |
|
|
|
8395 |
|
10НД-10Х 2 |
|
800 |
78 |
— |
2740 |
АТМ-500-2- |
500 |
|
6 |
5390 |
|
|
|
|
|
|
|
АРП-500/6000 |
500 |
|
|
3535 |
|
|
|
|
|
|
|
АРП-630/6000 |
630 |
|
|
3800 |
|
|
|
|
|
|
|
АРП-800/6000 |
800 |
|
|
4215 |
|
14Н-12Х 2 |
430 |
1 100 |
76 |
— |
5370 |
АЗП-1600 |
1600 |
6 |
|
2980 |
|
|
|
|
|
|
|
АРП-1600 |
|
|
|
|
|
8НДвНМ |
525/500/470 |
360 |
79 |
— |
865 |
12НДсн |
400/430/400 |
900 |
87 |
— |
1400 |
14Дсн |
540 |
1 100 |
86 |
— |
1554 |
20НДсн |
765 |
2 200 |
85 |
— |
4037 |
ы.у |
|
|
|
|
|
32НД-8Х 1 |
935 |
3 000 |
82 |
— |
7835 |
НМП-2500-74 |
710 |
2 500 |
85 |
252 |
_ |
НМП-3600-78 |
750 |
3 600 |
87 |
280 |
7775 |
НМП-5000-115 |
760 |
5 000 |
83 |
90 |
9383 |
П р и м е ч а н и е - |
Цифры со звездочкой обозначают сменный |
ротора. |
МА-36-51-6 |
100 |
' 0,38 |
1250 |
МА-36-51-6 |
100 |
0,38 |
1250 |
МА-36-51-6 |
100 |
0,38 |
1250 |
МА-36-61-6 |
160 |
|
1960 |
АП 12-52-8 |
320 |
6 |
3090 |
АЗ 12-52-8 |
|
|
|
АН14-59-8 |
1000 |
6 |
5550 |
АП13-46-6 |
800 |
6 |
— |
ДС-118-44-6 |
|
6; 10 |
3810 |
АП 13-59-6 |
|
|
— |
ДС-118/44-6 |
800 |
6 |
|
|
|
— |
4460 |
СДН15-39-6 |
1600 |
10 |
— |
СДН2-16-59-6 |
1600 |
6 |
— |
СДН-16-74-6 |
2000 |
6 |
— |
ники, откуда самотеком проходит в масляный бак. Масло может охлаждаться водой или нефтью.
Кроме основного технологического оборудования насосных станций, работа которого требует подвода электрической энер гии, существуют другие ее потребители: вспомогательные ус тройства самой насосной (вентиляции, освещение, котельная, механические мастерские и др.), водяные насосные производст венного и питьевого водопроводов, насосы пожаротушения, по требители резервуарного парка и устройств налива (если та ковые имеются), коммунальные нужды жилого поселка и др. Мощность, необходимая для питания всех потребителей голов ной насосной станции, достигает 30 МВт и более. В районах Западной Сибири, где берут начало многие магистральные неф тепроводы, на одной площадке монтируются три-четыре НПС. В этом случае установленная мощность электродвигателей только основных насосов првышает 100—110 МВт [5].
Управление всеми основными и вспомогательными техноло гическими процессами НПС автоматизировано. Система авто матики обеспечивает следующие операции:
автоматический пуск вспомогательных механизмов для под готовки к включению насосных агрегатов при открытой за движке на входе станции;
дистанционное программно-автоматическое включение каж дого основного насосного агрегата;
автоматическое регулирование максимального давления на гнетания станции и минимального давления всасывания основ ных насосов;
контроль режима охлаждения двигателей насосных агре гатов;
автоматическое управление приточно-вытяжной вентиля цией с ограничением содержания паров нефти в воздухе насос ного отделения на уровне не выше 20 % от нижнего предела взрываемости и с поддержанием температуры в помещении на сосов в пределах, требуемых для нормальной работы оборудо вания и аппаратуры;
автоматическое управление погружными насосами и насо сами откачки утечек в зависимости от уровня в резервуарахсборниках;
автоматическое отключение каждого из работающих агре гатов при нарушении нормального режима работы любого из его узлов;
автоматическое включение резервного агрегата любой вспо могательной системы при выходе из строя основного;
автоматическое отключение одного из работающих насос ных агрегатов в случае чрезмерного повышения давления нагне тания до и после регулирующего органа, а также чрезмерного понижения давления на входе основных насосов;
автоматическое выключение всех агрегатов и отключение станции от магистрали в случае аварийного повышения давле
304
ния нагнетания или понижения давления на входе основных насосов, а также при долговременном сохранении повышенной концентрации паров нефти в воздухе насосного отделения и при максимальном аварийном уровне нефти в резервуарахсборниках;
дистанционное отключение НПС от магистрального нефте провода с одновременным отключением вспомогательных меха низмов;
централизованный контроль за основными параметрами ра боты НПС, их регистрацию и необходимую исполнительную и аварийную сигнализацию.
43. ЭЛЕКТРОПРИВОД ГЛАВНЫХ И ПОДПОРНЫХ НАСОСОВ
Атмосфера машинных залов насосных для перекачки нефти и нефтепродуктов при нормальных условиях эксплуатации не содержит паров перекачиваемых жидкостей. Однако в аварий ных условиях или при возникновении неисправностей может появиться концентрация паров нефти или нефтепродуктов, при которой помещение относится к взрывоопасным. Обычно машин ные залы НПС относятся к помещениям класса В-Ia, и уста навливаемое здесь электрооборудование должно быть во взры возащищенном исполнении.
Главные электродвигатели привода основных и подпорных насосов применяются как во взрывозащищенном, так и в нор мальном исполнении. В первом случае их устанавливают в од ном помещении с насосами, во втором случае — в помещении, отделенном от помещения насосов негорючей перегородкой. В последнее время отдается предпочтение двигателям нормаль ного исполнения, так как, кроме меньшей стоимости этих дви гателей, большое значение имеют и такие факторы: уменьша ется объем и площадь взрывоопасного помещения, улучша ются условия пожарной безопасности при ремонте двигателей, связанном с необходимостью пайки, сварки, в случае установки двигателей в общем помещении с насосами приходится отклю чать остальные агрегаты для предотвращения опасности взрыва, что вызывает остановку всей насосной станции. Установка дви гателей в отдельном помещении позволяет производить ремонт двигателя непосредственно на месте без отключения остальных агрегатов.
Для привода насосов на станциях, построенных до 1970 г., применены синхронные и короткозамкнутые асинхронные дви гатели на 3000 синхронных об/мин. В последнее время преиму щественное применение находят синхронные двигатели
(табл. 30).
Синхронные двигатели типа СТД можно устанавливать на высоте до 1000 м над уровнем моря при относительной влаж ности до 80% при +25°С. Они обеспечивают длительную работу с номинальной нагрузкой при следующих условиях: тем пература охлаждающего воздуха от —40 до +40 °С, темпера
305
тура окружающей среды от +5 до +40 °С, запыленность охлаждающего воздуха не выше 0,2 мг/м3 для двигателей с разомкнутым циклом вентиляции; температура охлаждаю щей воды от +5 до +30 °С для двигателей с замкнутым цик лом вентиляции. Допустимая температура нагрева обмотки статора, измеренная термометром сопротивления, +120°С; об мотки ротора, измеренная методом сопротивления, +130°С.
Схемы вентиляции двигателей СТД показаны на рис. 128 и 129.
Рис. 128. Схема одноструйной вентиляции но замкнутому циклу двигателей серии СТД с бесщеточной системой возбуждения:
/ |
— кожу.': 2 — корпус статора: 3 — статор: 4 — обмотка статора; 5 — внутренний |
щит; |
||
6 |
— наружный |
щнт; 7 — вентилятор: 8 — подшипник; |
9 — бесщеточный возбудитель; |
10 — |
|
ротор |
возбудителя; 11 — воздухоохладитель; |
12 — фундаментная плита |
|
Допустимая мощность двигателя изменяется в зависимости от температуры входящего воздуха:
Температура входящего воздуха, |
50 |
45 |
40 |
30 и меньше |
|
°С . . |
. ........................... |
||||
Допустимая мощность в % от но |
85 |
95 |
100 |
106 |
|
минальной |
при cos ф — 0,9 |
Допустимые режимы при отклонении напряжения сети от номинального приведены в табл. 31.
Работа при напряжении выше 110% от номинального не допустима.
Двигатели типа СТД мощностью 1250—8000 кВт изготов ляют на стояковых подшипниках скольжения с циркуляцион ной смазкой под давлением.
Для установки вне помещения насосов применяются син хронные двигатели без взрывозащиты марки СТД (см. табл. 30). Для установки в одном помещении с насосами могут быть при менены взрывозащищенные двигатели марки СТДП, выпускае мые промышленностью, как и двигатели серии СТД, для мощ-
306
zoe
n |
r'j |
n |
П |
О n |
П |
|
H |
|
“i |
H |
H |
|
|
1=3 |
J3 |
a> |
J3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
о |
|
on |
— |
|
сл |
ю |
— |
|
о |
|
|
О |
05 |
|
|
о |
|
|
о |
о |
о |
|
о |
|
|
о |
о |
о |
|
СЛ |
Ль. |
со |
to |
to |
_ |
|
|
сл |
О) |
00 |
со |
оо |
СП |
о |
05 |
00 |
о |
о |
сл |
|
о |
о |
о |
о |
о |
СО |
СО |
СО |
со |
со |
со |
СО |
со |
со |
со |
со |
со |
со |
’сл |
J--J |
_-~4 |
-«1 |
|
- J |
|
05 |
05 |
05 |
05 |
05 |
|
05 |
|
сл |
со |
05 |
’ю |
|
00 |
“со |
05 |
“со |
сл |
|
_о |
о |
|
о |
|
о |
о |
|
|
|
|
||
“со |
’со |
’со |
"со |
со |
|
|
|
|||||
os |
сл |
to |
|
to |
оо |
|
to |
|
to |
о |
^ |
2 |
05 |
со |
05 |
05 |
|
сл |
|
- J |
05 |
to |
|||
сл |
05 |
в |
00 |
^ |
||||||||
to |
|
сл |
00 |
to |
05 |
05 |
|
|
||||
|
05 |
05 |
05 |
|
05 |
05 |
|
05 |
05 |
|||
|
О |
о |
|
о |
|
|
о |
о |
|
о |
о |
|
|
О |
о |
|
о |
|
|
о |
о |
|
о |
о |
|
|
о |
о |
|
о |
|
|
о |
о |
|
о |
о |
|
to |
to |
to |
to |
to |
to |
to |
to |
to |
to |
to |
to |
to |
S? |
со |
со |
ОО |
--4 |
05 |
05 |
сл |
СО |
со |
-vj |
|
сл |
|
|
со |
о |
со |
о |
05 |
о |
о |
со |
|
сл |
|
|
— |
— |
о |
00 |
00 --5 —4 |
СЛ |
сл |
сл |
СЛ |
Ф* |
||
|
00 |
8 |
2 |
со |
СО |
05 |
-J |
со |
со |
to |
to |
сл |
Номинальная мощность Р ц, кВт
Полная мощность кВ-А
Номинальное напряжение
Uu, кВ
Коэффициент полезного действия т|, '
Коэффициент cos ф
Номинальный ток |
А |
Номинальная частота вращения, об/мин
Ток возбуждения 1в, А
Напряжение возбуждения
В
насосов подпорных и магистральных привода для двигателей синхронных данные технические Основные
I-
с
о
Со
|
)э |
О П О О П П О П П п |
|
п |
|
о |
||||||
|
п |
)э )а }э |
}а 1а 1дЬ |
Н |
Н |
н |
|
н |
|
н |
||
|
|
а |
a s |
I |
ЕС а д |
1а 1а 1а |
|
1а |
la |
|||
|
да |
to |
СО |
со |
со ю |
а |
а |
а |
|
да |
|
сп |
|
да |
— сл <— , |
СЛto i* |
*. |
1 |
1, |
|
о |
|
со |
||
|
4^" |
|
сл |
со Р |
4>- 4>- 4^ |
|
о |
|
о |
|||
|
|
|
о |
|
о |
|||||||
|
о*. |
■о |
4*- СО со |
со да сл |
Сл |
|
4^. |
|
to |
|
to |
|
|
да |
4». |
'Pen |
СО |
да сл 'Я |
СО ср СО |
|
|
||||
|
|
да да |
да |
со да |
да да СП |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
да |
|
|
|
|
|
|
|
|
да |
to |
_ |
|
СП Q |
00 |
О |
|
оо |
СП |
||
|
о |
да да |
|
о |
со |
|||||||
|
о |
о |
о |
о |
О |
О |
О |
О |
|
о |
|
о |
|
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
|
о |
о |
|
|
да |
ю |
00 |
00 |
№ |
|
со |
|
|
СО |
|
to |
|
со |
да |
|
|
|
со |
|
|||||
|
со |
о |
-4 |
О) |
сл |
о |
4 >. |
о |
|
|
со |
|
|
сл |
о |
о |
о |
о |
о |
|
о |
|
о |
||
о |
да |
да |
о |
да |
да о |
о |
р |
5 |
да |
5 |
|
|
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
° |
|
|
|
|
со |
|
СО |
СО |
со |
|
|
СО |
со |
со |
СО |
СО |
|
to |
|
да да |
да |
|
|
да |
|
|
|
J-4 |
|
|
Vj |
|
"ю *-о |
4» |
|
|
о |
Vj |
’со |
да |
О! |
|
|
О) |
|
|
|
||||||||
|
О |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
||
|
со |
со "со |
'со |
СО |
СО СО |
СО |
СО |
|
00 |
toto |
о |
-vj |
|
о |
|
00 |
со |
|
СЛ |
|
|
|
о |
|
о |
о |
о |
о |
|
о |
о |
о |
о |
|
о |
о |
о |
ю |
|
to |
to |
to |
|
со |
да да |
||
да |
|
сл |
|
да |
to |
to |
4*- |
да |
05 |
00 |
да |
|||
сл |
да |
да |
да |
сл |
|
да СЛ |
- |
сл |
да |
4^ |
|
|
да |
со |
t o |
да |
^4 |
|
||
■о |
|
|
^4 |
о |
|
||
|
да сл |
|
|
|
|
|
|
о |
о |
о |
о |
о |
|
со |
|
|
о |
|
|||||
о |
о |
о |
о |
о |
|
о |
|
о |
о |
о |
о |
о |
|
о |
|
to |
to |
to |
to |
to |
to |
to |
t o |
со |
сл |
да |
да |
да |
сл |
||
СО о |
to |
сл |
t o |
|
со |
|
|
да |
о |
о |
|
|
|
|
|
4* |
|
|
|
СЛ |
СЛ |
с*э |
|
05 |
|
|
|
05 |
05 |
|
|
Номинальная мощность
Р н. кВт
Полная мощность S ,
кВ-А
Номинальное напряжение
U H. кВ
Коэффициент полезного действия г), %
Коэффициент |
мощности |
C0S ф |
|
Номинальный ток / н> А
Номинальная частота вращения, об/мин
Ток возбуждения |
/ в, А |
Продолжение |
|
||
В |
|
.табл |
Напряжение возбуждения |
|
30
в том числе более высокий к. п. д. (на 0,5—2 %) при снижении массы в 1,5—2 раза.- Это стало возможным благодаря приме нению в серии новых эффективных технических решений: в ре зультате использования термореактивной изоляции типа «Мо- нолит-2» для обмотки статора вместо микалентной компаунди
рованной |
увеличился коэффициент теплопроводности |
обмотки |
в пазу в |
1,6 раза, уменьшилась толщина изоляции |
на 30%, |
что дало возможность уменьшить расход активных материалов. Ступенчатые пакеты сердечника статора (в зоне ярма на 5 мм шире, чем в зоне зубцов) увеличили активное сечение
ярма статора на |
12,5 % (при заданных габаритах) и повысили |
||||||
эффективность охлаждения статора в целом. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Таблица 32 |
||
Основные технические данные электродвигателей |
серии СТДП |
|
|||||
|
Номинальная |
Номинальное |
Частота |
|
|
|
|
Двигатель |
враще |
к. П . д . |
|
|
|||
мощность, |
напряжение |
ния, |
С 05 ф |
||||
|
кВт |
статора, В |
об/мин |
|
|
|
|
СТДП-4000-2 |
4000 |
6000 |
3000 |
0,972 |
0,9 (опер) |
||
10 000 |
0,969 |
||||||
|
|
|
|
|
|||
СТДП-5000-2 |
5000 |
6000 |
3000 |
0,973 |
0,9 |
(опер) |
|
10 000 |
0,972 |
||||||
|
|
|
|
|
|||
СТДП-6300-2 |
6300 |
6000 |
3000 |
0,974 |
0,9 |
(опер) |
|
10 000 |
0,974 |
||||||
|
|
|
|
|
|||
СТДП-8000-2 |
8000 |
6000 |
3000 |
0,976 |
0,9 (опер) |
||
10 000 |
0,976 |
||||||
|
|
|
|
|
|||
Разновысокие обмоточные пазы (чередующиеся глубокие и |
|||||||
мелкие пазы) в |
бочке ротора вместо |
равновысоких |
позволили |
в среднем в 1,3 раза увеличить относительную площадь обмо точных пазов ротора, т. е. повысить коэффициент заполнения пазов ротора медью.
Торцевые ступеньки бочки ротора (увеличение длины сер дечника ротора в зоне углубления разновысоких пазов) спо собствовали оптимальному использованию конструкции разно высоких пазов, уменьшению потерь на возбуждение до 18 % (при заданных габаритах), снижению объема активных частей машины примерно на 4,5 %.
Немагнитные роторные бандажи из ковкого алюминиевого сплава вместо стальных магнитных бандажей уменьшили на 7—11 % поток рассеяния в роторе и увеличили в 1,45 раза входной асинхронный момент.
Литые вентиляторы с вращающимся входным направляющим аппаратом увеличили к. п. д. вентиляторов в 1,5 раза и соот ветственно уменьшили механические потерн на вентиляцию
310
в электродвигателях при значительном снижении трудоемкости изготовления.
Использование новых технических решений и прогрессив ных методов проектирования двигателей серии СТД и СТДП подняло их на более высокий уровень по сравнению с лучшими мировыми образцами.
Возможность прямого асинхронного пуска (рис. 130) син хронных двигателей от полного напряжения сети определяется
Рис. 130. Механические характеристики электродвигателей и насосов при пуске на открытую напорную задвижку:
а — |
электродвигателя СТД-6300-2 (1—7) и насоса НМ-1ШЮ0-210 при |
различных диамет |
||
рах |
его ротора (8—12): |
б — электродвигателя |
СТД-ЯЙ00-2 U—7) и |
насоса НМ-ШШ-2Ш |
|
яри |
различных диаметрах |
его ротора (8. 9) |
|
путем сопоставления их пусковых характеристик (с учетом по нижения напряжения на зажимах статора) и механических ха рактеристик насосов (табл. 33). Сопоставляя эти характери стики, можно заметить, что электродвигатели серии СТД обес печивают прямой пуск от полного напряжения сети при от крытой задвижке на выходе насоса.
Для привода главных насосов НПС, построенных до 1970 г., устанавливались и находятся в эксплуатации двухполюсные асинхронные двигатели серии АТД в нормальном и взрыво защищенном исполнениях (продуваемом под избыточным дав лением) (табл. 34).
311
Двигатели серии АТД имеют разомкнутый цикл вентиляций и замкнутый цикл вентиляции с расположением водяных ох ладителей в яме фундамента. Кратность По отношению к но
минальному: |
пускового тока — 4,8—6,3; пускового |
момента — |
|||
0,7—1,3; максимального момента — 1,9—2,7. |
|
||||
Для привода подпорных насосов применяют синхронные и |
|||||
асинхронные двигатели мощностью до 1600 кВт |
на 1000— |
||||
1500 синхронных |
об/мин. |
Например, для подпорных насосов |
|||
|
|
|
|
Пусковые характеристики |
|
|
|
|
|
|
Сколь |
Электродвигатель |
|
1 |
0.8 |
0.6 |
|
|
|
|
|||
СТД-1250-2 |
|
|
6,48/2,07 |
6,22/2,14 |
5,85/2,20 |
СТД-1600-2 |
|
|
6,79/2,16 |
6,51/2,24 |
6,12/2,32 |
СТД-2000-2 |
|
|
6,91/2,23 |
6,62/2,32 |
6,21/2,4 |
СТД-2500-2 |
|
|
6,16/1,75 |
5,94/1,84 |
5,64/1,93 |
СТД-3200-2 |
|
|
6,63/1,85 |
6,4/1,96 |
6,07/2,07 |
СТД-4000-2 |
|
|
6,69/1,92 |
6,45/2,03 |
6,11/2,14 |
СТД-5000-2 |
|
|
7,22/2,07 |
6,96/2,2 |
6,59/2,35 |
СТД-6300-2 |
|
|
6,28/1,62 |
6,09/1,73 |
5,81/1,86 |
СТД-8000-2 |
|
|
6,93/1,76 |
6,72/1,78 |
6,42/2,05 |
|
|
|
П р и м е ч а н и е . В числителе приведены |
||
с подачей |
2500 |
м3/ч |
применяют |
синхронные |
двигатели |
ДС-118/44—6 мощностью |
по 800 кВт, |
1000 об/мин. |
|
Все сказанное об исполнении и установке двигателей при вода главных насосов относится и к двигателям подпорных на сосов, так как эти двигатели отличаются от первых только мощностью и частотой вращения.
Для мощных синхронных двигателей привода насосов пре дусматривают обычно следующие виды электрических релей-
Таблица 34
Технические данные электродвигателей серии АТД
|
|
f- |
О . |
|
|
|
“ |
X |
|
||
|
О |
о |
|
||
Электро |
|
|
= |
X |
|
| |
н |
R о |
|
||
двигатель |
= |
О |
|
|
|
|
а |
о |
|
|
|
|
s Я |
|
|
|
|
|
z |
г |
s |
= |
т |
|
£ |
о |
О £ |
||
|
— |
X |
Е |
= |
* |
д |
-о |
частота вращения, |
об/мин |
SE 1 о Ж ток Я статора, A g
tr s
эй нагрузи |
е |
= |
|
4 |
|
|
|
||||
|
|
е |
|
г . |
|
|
|
“ |
К |
С " |
|
ч |
|
« |
5 |
|
|
с |
& |
с “ |
|||
о |
Ь |
||||
|
|||||
|
О |
в |
* |
S ^ |
|
ъс |
S |
t t o ^ |
|||
О |
АТД-800 |
800 |
6 |
2980 |
92 |
94,5 |
0,89 |
4 835 |
АТД-1000 |
1000 |
6 |
2975 |
115 |
94,0 |
0,39 |
6 315 |
АТД-1250 |
1250 |
6 |
2980 |
140,5 |
96,3 |
0,89 |
6 925 |
АТД-1600 |
1600 |
6 |
2975 |
177 |
96,5 |
0,90 |
7 720 |
АТД-2500 |
2500 |
6 |
2975 |
270 |
96.8 |
0,92 |
9 03о |
АТД-3200 |
3200 |
6 |
2985 |
350,5 |
96,7 |
0,91 |
12 150 |
АТД-4000 |
4000 |
6 |
2985 |
431,0 |
96,9 |
0,92 |
13 200 |
312