nechetnye

По 7.6

С0 = 2170244 102 +86=97коп.

По 7.2

Др=0,97 3873776=3757563 р.

По (7.11) определяем максимально возможное значение Кт:

Эта сумма является пределом при котором внедрение ТПЧ является выгодным. (Срок окупаемости не превышает примерного срока морального износа).

В дипломном проекте рассматривается внедрение преобразователя частоты типа ПЧСВ стоимостью 5603000 руб.

Kт =5603000+5603000 (0,03+0,05+0,05)=6331390 р,

Ар=15 6331390 =949708 р, 100

Bор= 5 6331390 =316570 р. 100

Bз= 3 6331390 =189942 р, 100

90

Диаграмма изменения денежных потоков наличности приведена в приложении Ж.

92

8 Безопасность и экологичность проекта

Темой данного дипломного проекта, как уже отмечалось ранее, является проектирование частотно-регулируемого синхронного электропривода магистрального насоса на базе двухзвенного преобразователя.

Рассматриваемый в дипломном проекте автоматизированный синхронный электропривод с преобразователем частоты устанавливается на приводных СД насосных агрегатов магистральных нефтепроводов. Насосная представляет собой крытое здание, в котором расположены четыре однотипных магистральных насосных агрегата. Главные электродвигатели привода основных насосов применяются в обычном исполнении с видом взрывозащиты типа «p» (продувание под избыточным давлением воздухом или инертным газом) и устанавливаются отдельно от насосов в соседнем помещении.

С целью обеспечения безопасности производства при монтаже, эксплуатации и ремонте преобразователя частоты, в данном разделе необходимо дать характеристику производственной среды, провести анализ производственных опасностей. Безопасность производства и экологическая безопасность должны соблюдаться при всех видах работ, связанных с монтажом, эксплуатацией и ремонтом преобразовательной техники.

Несоблюдение требований безопасности производства при монтаже, ремонте и эксплуатации преобразователя частоты может привести к производственным травмам, а экологической безопасности – загрязнению окружающей среды.

8.1 Характеристика производственной среды и анализ опасностей и производственных вредностей

Объекты нефтеперекачивающей станции как носители опасных и вредных факторов относятся к объектам повышенной опасности. При монтаже, эксплуатации и ремонте преобразователя частоты на НПС может возникнуть целый ряд опасных факторов (поражение электрическим током, взрывы, пожары,

загрязнение окружающей среды).

94

снижению загрязнения окружающей атмосферы, почвы и водоёмов.

Насосная служит дляперекачкинефти, поэтомувозникает опасность, связанная с воздействием на человека паров нефти. Наличие паров нефти в воздухе может привести к отравлению. Наличие в производственной среде взрывопожароопасных газов, паров, жидкостей и веществ также представляет опасность. Согласно ГОСТ 12.1.011-91 сырая нефть относится к категории взрывоопасных смесей IIA и группеТЗ.

Классификация насосного цеха НПС по взрывопожароопасности приведена в таблице 8.2.

Таблица 8.2 - Классификация насосного цеха НПС по взрывопожароопасности

В процессе эксплуатации электропривода НПС, существует опасность поражения электрическим током обслуживающего персонала. Так как электропривод работает на высоком напряжении U = 10 кВ, а вспомогательное оборудование U = 380 В, 220 В.

Основными причинами возникновения опасности поражения персонала НПС электрическимтокомявляетсяследующее:

-случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущимчастям, находящимсяподнапряжением;

-появление напряжение на отключенных токоведущих частях, на которых работаютлюди, вследствиеошибочноговключенияэлектроустановки;

- появление напряжения на металлических конструктивных частях

96

давленияпритранспортенефтепродуктов.

Перекачивание нефтепродуктов производится по магистральному трубопроводу, который находится под давлением до 6 МПа. В связи с возможностью возникновения гидравлических ударов, существует опасность разрыва трубопроводов, насосов при возникновении и недопустимо высоких давленийвнихитравмированиелюдейразорваннымичастямиметалла.

Вращающиеся части насосных агрегатов, двигателей, вентиляторов также представляютопасностьдляобслуживающегоперсонала. Ихопасностьзаключаетсяв том, что при случайном прикосновении к ним может произойти затягивание одежды, рукавицыит.п., чтоприводитктяжелымтравмам.

Нефтеперекачивающая станция в летний, грозовой период может оказаться подвоздействиемгрозовыхэлектрических разрядов, ввидепрямыхударовмолниии ее вторичных проявлений. В результате чего, возможны разрушение изоляции электрооборудования, взрывы, поражениеобслуживающегоперсонала.

8.2 Мероприятия по обеспечению безопасных и безвредных условий труда 8.2.1 Мероприятияпотехникебезопасности.

Со всеми поступающими на работу, независимо от их образования и квалификации по данной профессии или должности, проводится вводный инструктаж и инструктаж на рабочем месте. Все рабочие, после первого инструктажа на рабочем месте, перед допуском к самостоятельной работе обучаются в установленном порядке безопасным методам и приемам работы с последующейпроверкойзнанийПБ08-624-03, ПТЭ, ПУЭ(7-еиздание2001г.).

Проверка знаний рабочих осуществляется комиссией под председательством одногоизруководителейцеха, назначенногоруководствомпредприятия.

Проводитсяпериодическаяпроверказнаний«Правилтехникибезопасностипри обслуживании электроустановок» (один раз в год). В операторной оборудован уголок по ТБ, где вывешиваются местные инструкции, схемы коммутации и инструкциипоэксплуатациитехнологическихустановок.

Для обеспечения электробезопасности, допуск к работам по обслуживанию и ремонту электрооборудования насосной производится только после проведения

98

двигатель, 4 – магистральный насосный агрегат, 5 – заземляющий проводник Защита от прямых ударов молнии выполняется отдельно стоящими

молниеотводами согласно «Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений» СО 153-34.21.122-2003, от атмосферного перенапряжения, для защитыпреобразователячастотыпримененыразрядники.

При работе на электроустановках и с электрооборудованием должны применяться средства индивидуальной защиты – резиновые диэлектрические перчатки, галоши, боты, коврики, деревянныеподставкинаизоляторах, специальный монтирующийинструмент.

8.2.2 Мероприятияпопожарнойбезопасности Мероприятия по пожарной безопасности разрабатываются в соответствии с

ППБ01-03. Здание насосной оборудовано автоматической системой пожаротушения и по пожарной безопасности соответствует СНиП 2.01.02.85. и ГОСТ 12.3.047-98. В насосной производится постоянный контроль воздушной среды посредством сигнализатора, типа СГТ-2, а также аппаратуры серии «Сигнал-мик-Д-500», способной подавать звуковой и световой сигнал и отключить насосные агрегаты при повышении концентрации газов до 40 % нижнего предела взрываемости.

Контрольно-измерительные устройства и приборы, описанные выше, имеют взрывобезопасный уровень взрывозащиты — «взрывонепроницаемая оболочка», маркировку взрывозащиты 1ЕхдВТ4 и предназначены для применения во взрывоопасных зонах.

Курение и различное использование огня на территории НПС категорически запрещено. На всех объектах установлены таблички: «Огнеопасно», «Не курить» и т.п.

В насосной имеется пожарный щит с комплектом пожарных инструментов и первичныхсредствпожаротушения.

Огнетушители, ящики для песка, ведра, бочки, щиты, ручки для лопат и топоров, футляры для кошмы должны быть окрашены в соответствии с требованиями государственного стандарта.

100

применяют фильтрующие противогазы по ГН 2.2.5.1313-03 «О предельно допустимых концентрациях(ПДК) вредныхвеществввоздухерабочейзоны».

Для удаления из производственного помещения насосной загрязненного и перегретого воздуха и подачи вместо него чистого, сделана принудительная вентиляция, включениевентиляторовспультауправления, илиавтоматически.

При проектировании и сооружении вентиляции соблюдены санитарногигиенические и технические требования, в соответствии с СНиП 2.05.05.86 и

ГОСТ12.1.005-91.

Нормы освещенности для НПС, помещения которой по СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» относятся к группе I по задачам зрительной работы (так как производится контроль за показаниями приборов и датчиков) составляют 100 лк (шкалы измерительных приборов) и 75 лк (для помещения насосной). Обеспечивается данная освещенность за счет установки стационарныхсветильниковиокраскистенипотолковвсветлыетона.

Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений составляют - температура воздуха 17 – 23 °С, влажность воздуха 75%, скорость движения воздухадолжнабытьнеболее0,3 м/с.

Для защиты персонала от шума и вибрации на НПС применяются центробежные насосы, которые нагнетают жидкость равномерно без пульсации. Производится постоянный контроль состояния подшипников, а также вибрации электродвигателя и насосного агрегата. К фундаменту насосный агрегат прикреплен через демпферныерезиновыепрокладки, что уменьшает вибрацию.

Допустимые уровни звукового давления и звука на рабочих местах по ГОСТ 12.1.003-91, для помещений операторныхнепревышает 75-80 дБ.

По ГОСТ 12.1.012-96 НПС по вибрации относится к категории 3 (так как машинами, генерирующими вибрацию являются насосные агрегаты). Допустимые величины параметров вибрации на рабочем месте - среднеквадратичное значение колебательной скорости 2 мм/с (92 дБ), амплитуда перемещения

0,009 мм.

102

где n =1 — коэффициент, учитывающий долю производственных вредностей, которые поступают в рабочую зону, и определяются опытным путём;

g - предельно допустимая концентрация, мг/м3; g = 300 мг/м3; к=0,002степень негерметичности технологического оборудования.

Подставляя в формулу (11.2), находим расход воздуха:

L=(1 2,49 106 ) /(300 300 0,002) 8316,6 м3/ч.

Определяем кратность воздухообмена, то есть сменяемость воздуха (число полных смен) в объеме помещения за час:

K=L/V=8316,6/4894=1,7 .

По необходимому воздухообмену и кратности воздухообмена подбираем вентилятор, который удовлетворяет рассчитанным данным: L = 8316,6 м3/ч и К=1,7.

К производственной вентиляции, рассчитанной выше предъявляются следующие требования:

- производственная вентиляции не должна быть источником дополнительной опасности и вредности;

-производственная вентиляция должна быть взрыво-пожаробезопасной;

-производственная вентиляция должна быть экономичной.

На рисунке 8.2 представлена схема приточно-вытяжной вентиляции насосного зала.

104

предусмотрены контейнеры для мусора.

Комплект ПЭВМ, входящий в состав микропроцессорной системы автоматики при работе не имеет вредных отходов и не загрязняет окружающую среду.

Загрязнение окружающей среды промышленными и другими выбросам; очень вредно сказывается на состоянии разных биологических объектов: водоёмов, лесов, почв и т.д. Воздействуя на биохимические структуры, загрязнители приводят даже к отмиранию отдельных их представителей, в том числе растений и животных. Совершенствование технологических процессов и оборудования - главное направление уменьшения выбросов в воздушную среду вредных газов, паров, пыли. Поскольку, все же, не исключено выделение в воздушную среду газов, паров, пыли, применяют вентиляцию с тем, чтобы не допустить превышения предельно допустимых концентраций.

Современные технологические процессы нефтегазовой промышленности являются весьма сложными. Они характеризуются высокими температурами и давлениями. В ряде процессов наряду с основной реакцией протекают побочные реакции, которые затрудняют получение дешёвого продукта и могут привести к созданию опасных ситуаций.

Для обеспечения безопасного ведения технологического процесса применяют приборы, предназначенные для управления и контроля расхода, давления и температуры. Они обеспечивают сигнализацию при аварийном превышении давления, при резком увеличении температуры, что в итоге может предотвратить тяжелые последствия на производстве.

Автоматизированный электропривод насосной станции должен включать защиту от:

-аварийной загазованности - превышения предельно допустимой концентрации паров нефтепродуктов в насосном зале, помещении регуляторов давления;

-пожара в насосной, помещении регуляторов давления, электрозале;

-затопления насосной;

106

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Дипломный проект содержит 8 разделов, 137 страниц, 45 рисунков,

9таблиц, 33 источника.

Вдипломного проекте предлагается замена нерегулируемого привода магистрального насоса на ЛПДС «Черкассы» ОАО «Уралосибирские магистральные нефтепроводы» частотно-регулируемым.

Втехнологическом разделе рассмотрены вопросы, связанные с особенностями работы центробежных насосов на нефтеперекачивающих станциях, технологией работы нефтеперекачивающей станции, проведен анализ режимов работы ЛПДС «Черкассы» на технологическом участе «ЧеркассыСалават».

Далее проведен анализ современных, перспективных технологий в области полупроводниковых преобразователей частоты, способов управления скоростью двигателя. На основе проведенных исследовании электропривода нефтеперекачивающей станции «Черкассы» и сопоставительных анализов существующих систем предложены наиболее приемлемый вид частотного регулирования магистральных насосов на основе ТПЧ-СД. Рассмотрены предлагаемые, на российском и зарубежном рынке, преобразователи частоты, выбран наиболее оптимальный по своим технико-экономическим

характеристикам преобразователь типа ПЧСВ. Приведен состав электропривода на базе ПЧСВ, принцип построения функциональной схемы.

Далее произведен расчет регулирования частоты вращения ротора насоса

иприведено обоснование необходимости частотного регулирования электропривода насоса.

Для анализа частотно-регулируемого электропривода была разработана его математическая модель в среде MatLab Simulink с использованием метода преобразования трехфазной машины к эквивалентной двухфазной и уравнений Парка-Горева. В разработанной модели рассчитаны и построены механические

идинамические характеристики электропривода.

108