sbornik_FTT_2015_1__1

401

F1 иF2 площади поверхностей излучателя и теплоприемника, принято F1/F2

=1/6.

Доля излучения рассчитывалась как отношение коэффициента теплоотдачи излучением к суммарному коэффициенту теплоотдачи.

В результате опытов и последующих расчетов были получены результаты, приведенные в таблице 1.

	Таблица 1 - Результаты измерений и расчетов				Коэффициент теплоотдачи,
		Темп.		Плот-
	Темп.			ность		Вт/(м2-0С)		Доля
		окруж.	Мощ-
	пленки, tc,			тепл. по-			суммар	излуче-
		среды, Ъ,	ность, Вт		излуче-	конвек-
	°С			тока,			мар-	ния
		°С			нием	цией
				Вт/м2			ный
	46	23	24	292	5,94	6,76	12,70	0,47
	69,5	23	56	657	6,68	7,46	14,14	0,47
	83	23	74	895	7,13	7,78	14,91	0,48
	98	23	97	1169	7,67	7,91	15,58	0,49
	133	23	152	1826	9,04	7,56	16,60	0,54

Таким образом, получено что доля излучения от слаботочного нагревательного элемента «Карбонтек» в рабочем интервале температур составила 4754 % в зависимости от поданного напряжения и с ростом температуры поверхности лучистая составляющая возрастает.

УДК 62-52-83:656.56

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫМ ТРАНСПОРТОМ УГЛЕВОДОРОДОВ

А.С. Хлынин, О.В. Крюков, ОАО «Гипрогазцентр», г. Нижний Новгород, С.Е. Степанов, АО "Транснефть Верхняя Волга", г. Нижний Новгород

Внастоящее время возможности частотно-регулируемого электропривода магистральных насосов и газоперекачивающих агрегатов (ЭГПА) позволяют оптимизировать энергопотребление магистрального транспорта углеводородного сырья с автоматическим слежением за возмущениями [1].

Всоответствии с патентом на изобретение [2] авторами предложен способ магистрального транспорта газа (или нефти), обеспечивающий наивысшую энергоэффективность при любых режимах работы магистральных трубопроводов. Это достигается тем, что, к примеру, температура и давление компримиро-

402

ванного газа (перекачиваемых нефтепродуктов) на выходе всех компрессорных (насосных) станций в начале каждого линейного участка трубопровода измеряются и автоматически регулируются из условия поддержания их на оптимальном уровне в соответствии с заданием и внешними возмущениями, действующими на параметры потоков газа или нефти.

Сопоставительный анализ данного способа с аналогами показывает, что предлагаемая парадигма отличается возможностями плавно регулируются величины давления и температуры углеводородного сырья с помощью частотнорегулируемых ЭГПА, магистральных насосов и установок охлаждения в зависимости от текущих значений и величин, чем повышается эксплуатационная надежность и минимизируются энергозатраты на перекачивание газо- и нефтепродуктов.

В качестве исходного состояния оптимизации необходимо выбрать интервалы значений непрерывно изменяющихся переменных и наборы значений дискретных переменных. Причем возможные значения переменных анализируются при постепенном построении дерева, ветви которого соединены с узлами, описывающими рассматриваемые комбинации значений, с использованием технологии разделения переменных. Таким образом, в приоритетном порядке проходят ветви с наибольшей вероятностью успешного решения, причем искомые величины рассматривают как оптимальные. При этом достигается минимум целевой функции, которая определяется факторами «режима», т.е. минимизации (максимизации) давления в определенных точках, «энергии» (минимизации потребления электроэнергии) и «цели» с максимизацией (минимизацией) расхода углеводородного сырья на участке.

Причем указанные ограничения включают в себя ограничения равенства, в число которых входят закон потери напора в трубопроводах и первое правило Кирхгофа, определяющие расчеты сетей, и ограничения неравенства и ограничения мощности ЭГПА КС. Оптимальная конфигурация активных объектов компрессорных и насосных станций магистральных трубопроводов моделируется в виде программы оптимизации [3].

403

В результате при заданном расходе давление и температурана выходе станций устанавливаются и стабилизируются на заданном оптимальном по энергопотреблению уровне с помощью инвариантных систем [4], состоящих из САР по отклонению и возмущению. При этом решается искомая задача повышения точности отработки требуемой величины давления углеводородов на выходе и стабилизации их параметров с предельной энергоэффективностью.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Электроприводы объектов ГТС: монография ОАО "Гипрогазцентр" // Под

ред. О.В. Крюкова. - Н.Новгород: Исток, в 6 тт., т.4, 2013. - 300с.

2.Пужайло А.Ф., Крюков О.В., Репин Д.Г. Способ магистрального транспорта газа // Патент на изобретение №2502914. - Бюл. №36, 2013.

3.Крюков О.В., Хлынин А.С., Цирулева Н.Н. Электропривод газоперекачивающего агрегата // Патент №143197, МПК H02P 27/04. - Бюл. №20, 2014.

4.Крюков О.В. Идентификация параметров электродвигателей турбомашин

//Труды X МНТК «SICPRO'15». М.: ИПУ РАН, 2015. - С.348-376.

УДК 621.3.026.5

МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ МНА С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ

А.В. Юдин, АО «Транснефть-Центральная Сибирь», г.Томск

Важным вопросом, связанным с повышением качества электроэнергии, решаемым как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуатации систем промышленного электроснабжения, является вопрос о компенсации реактивной мощности, включающий выбор целесообразных источников, расчет и регулирование их мощности, размещение источников в системе электроснабжения.

Практическая польза от компенсации реактивной мощности — это уменьшение нагрузки на кабельные трассы, то есть снижение опасности аварии и возможность использования кабеля меньшего сечения; увеличение срока службы трансформаторов; повышение качества электроэнергии; снижение нагрузки на коммутационные узлы; снижение расходов на электроэнергию.

404

Внастоящее время проблема компенсации реактивной мощности приобретает актуальность. Опубликовано множество распорядительных и нормативных документов, касающихся этой проблемы.

Основными потребителями электроэнергии на нефтеперекачивающих станциях (НПС)АО «Транснефть-Центральная Сибирь», являются синхронные двигатели СТД-6300 магистральных насосных агрегатов(МНА) и асинхронные двигатели подпорных насосных агрегатов(ПНА). Большую часть реактивной мощности потребляет ПНА и её можно скомпенсировать, вырабатывая реактивную мощность на НПС.

Для управления током возбуждения синхронных двигателей МНА применяются цифровые регуляторы возбуждения двигателя с тиристорной системой возбуждения(ЦРВД-Т).

Внастоящее время пуск МНА происходит следующим образом: после включения ячейки двигателя, ротор начинает раскручиваться в асинхронном режиме. После снижения полного тока статора до установки или частоты скольжения двигателя ниже установки, через 1.6 секунд подаются импульсы управления на силовые тиристоры и устанавливается ток ротора на 10-15% выше номинального. Далее регулятор ^ s ф высчитывает угол между подводимыми током и напряжением, и после подает ток ротора до уровня при котором устанавливается cos ф=1. В таком случае двигатель работает в режиме перевозбуждения и компенсирует реактивную мощность, требуемую для создания его электромагнитного поля.

Вразработке существуют модели группового регулятора реактивной мощности (ГРРМ) предназначенного для управления устройствами, способными изменять вырабатываемую (потребляемую) реактивную мощность промышленных предприятий с целью поддержания заданного уровня потребления (генерации) реактивной мощности на секции шин 6кВ в целом. То есть применение синхронных двигателей в качестве компенсаторов реактивной мощности, позволит полностью отказаться от использования других устройств компенсации.

405

Для компенсации реактивной мощности по всему ЗРУ необходимо впомещении ЗРУ расположить шкаф ГРРМ и проложить к нему: цепи трансформаторов тока первого и второго вводов ЗРУ,цепи трансформаторов тока статоров электродвигателей ицепи трансформаторов напряжения секций шин.

Получив данные, ГРРМ высчитывает cos ф, исходя из тока ввода и напряжения ТН, и подает ЦРВД сигнал "увеличить возбуждение" либо "уменьшить возбуждение" чтобы добиться требуемого cos ф.

В результате, с внедрением группового регулятора реактивной мощности, становится возможным централизованное компенсирование реактивной мощности на секциях шин 6 кВ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1 Минин Г.П. Реактивная мощность. - М.: Энергия, 1978.

2Красник В.В. Автоматические устройства по компенсации реактивной мощности в электросетях предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1983.

3Глушков В.М. Грибин В.П. Компенсация реактивной мощности в электроустановках промышленного назначения.- М.: Энергия, 1975.

406

СЕКЦИЯ «ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНЫХ

И КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ»

408

сам топлива, что позволит в целом повысить КПД процесса горения и КПД работы двигателя.

Данные предпосылки применяются в ряде авторских свидетельств на изобретение [4] и патенты[5], где для предварительной обработки воздуха с целью повышения КПД двигателей ДВС используются магнитные устройства, либо катализаторы.

В условиях ГПА при достаточно больших расходах воздуха (до 65 м3/ч) имеется возможность интенсификации подготовки воздуха к процессам окисления топливного газа за счет использования свободных электронов, концентрирующихся на поверхности кожуха входного тракта, куда идет стекание электронов из потока воздуха. Автором было разработано устройство, обеспечивающее возврат электронов в поток воздуха.

Данное решение было реализовано в ГПА-16Р «Уфа». Инструментальными замерами прибором МАС-01 подтвердилось увеличение концентрации отрицательных ионов в потоке воздуха входного тракта ГПА, что позволило повысить подготовку топливно-воздушной смеси к горению. Проведенные параметрические испытания ГПА подтвердили наличие влияния устройства на процессы подготовки горения, получены изменения основных характеристик работы: повышены КПД двигателя на 0,13%, номинальная мощности на 0,96%, снижен удельный расход топливного газа на 0,0013 кг/кВт-ч.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1 Андреев Е.И. и др. Естественная энергетика. СПб: Нестор, 2000.

Базиев Д.Х. Основы единой теории физики. М.: Педагогика, 1994.

2В. В. Евстифеев, Эмиссионные явления на поверхности твердого тела. Учеб. пособие - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2008. - 240 с.

3Авторское свидетельство СССР № 1825887, F 02 M 27/04, Бюлл. № 25 от 07.07.1993.

4Патент РФ № 2028491, F 02 M 27/00, Бюлл. № 4 от 9.02.1995.

409

УДК 625.12

ОПЫТ ТРИБОДИАГНОСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ДВИГАТЕЛЯ АЛ-31СТН, РАБОТАЮЩЕГО В СОСТАВЕ ГПА-16Р «УФА»

В.И. Акимов, Т.А. Бакиев (ИТЦ ООО «Газпром трансгаз Уфа», г. Уфа

В ООО «Газпром трансгаз Уфа», с сентября 2013 года эксплуатируется система трибодиагностического контроля масла на двигателях АЛ-31СТ в составе газоперекачивающих агрегатов ГПА-16Р «Уфа» КС-18А Москово Дюртюлинского ЛПУ МГ. Установленный комплект системы включает в себя датчики, установленные на сливе масла из опор турбины газогенератора, коробки приводов агрегата и на слив масла из опоры компрессора.

В процессе эксплуатации системы была выявлена возможность не только фиксировать появление частиц металла в масле, и тем самым предотвратить аварийный останов ГПА ст. № 33 КС-18А «Москово», но и возможность подконтрольного наблюдения за скоростью износа узлов и прогнозирования предельного износа, что позволило обеспечить принятие решения по плановой замене изношенного двигателя. Таким образом, система позволяет маневрировать сроками поставки замещяющего двигателя с ремонтного предприятия, что раньше не представлялось возможным.

Так, с 15.06.2014 количество регистрируемых ферромагнитных частиц системой начало увеличиваться и 17.06.2014 зафиксированная масса ферромагнитных частиц превысила первую предупредительную уставку, а 07.07.2014 достигла второй предельной уставки. После останова ГПА были выполнены работы по осмотру контрольных элементов маслосистемы. На фильтроэлементах линии откачки масла из двигателя обнаружена металлическая стружка, что подтверждает достоверность зарегистрированных данных.

Тренд изменения массы ферромагнитных частиц на сливе из КПА ГПА представлен на рисунке. Из которого видно, что рост массы ферромагнитных частиц зарегистрированный системой согласуется с ростом концентрации железа по результатам спектрального анализа масла. Это также дополнительно подтверждает достоверность результатов работы системы. По полученным данным и осмотрам контрольных элементов было принято решение о ремонте двигателя.