Разработка системы электропривода насосных агрегатов

Технологические требования, предъявляемые к электроприводу насосов НПС

Исходя из вышеописанной технологии работы НПС можно сформулировать следующие требования, предъявляемые к электроприводу силового насоса:

— обеспечить постоянство подачи;

• — необходимо регулирование скорости ;
• — должно, быть обеспеченно пожарои взрывобезопасность;
• — ограничение уровня давления на выходе насосного агрегата;
• — установка подпорных насосов, для исключения кавитации;
• — возможность работы в продолжительном режиме;
• — в связи с большой мощностью приводных электродвигателей, необходимо ограничить пусковые токи двигателей, исключить глубокое понижение напряжения при их пуске;
• — привод нереверсивный.

Качественный выбор системы электропривода

До недавнего времени основным способом регулирования давления в нефтепроводе являлось дросселирование с помощью задвижек. Для управления задвижками применяются асинхронные электродвигатели небольшой мощности. Установлено что более экономичным способом регулирования давления в нефтепроводе является регулирование скорости вращения приводного двигателя насосного агрегата.

Опыт применения регулируемых по частоте вращения электродвигателей переменного тока для привода насосов, компрессоров и других механизмов, кроме экономии электроэнергии, указывает на необходимость учета дополнительных факторов:

возможность на различных стадиях работы оборудования выбирать оптимальную производительность механизма;

исключение тяжелых пусковых режимов;

исключение неуправляемости механизма при выключении;

обеспечение частот вращения, невозможных для двигателей с непосредственным подключением к питающей сети;

оптимизация режимов сопредельных и вспомогательных механизмов, трубопроводов, арматуры и как следствие, уменьшение их износа, повышение долговечности и надежности;

снижение затрат на резервирование, ремонт и обслуживание;

возможность полной автоматизации насосных агрегатов.

В целом современный уровень развития преобразовательной техники, а также опыт разработки и эксплуатации частотно-регулируемых электроприводов переменного тока позволяют в полной мере реализовать перечисленные выше преимущества и возможности.

В проекте рассматривается подход, согласно которому в насосной станции устанавливается одно пускорегулирующее устройство на основе тиристорного преобразователя частоты (ТПЧ), которое осуществляет поочерёдный разгон насосных агрегатов до номинальной частоты вращения с последующим «мягким» непосредственным подключением их приводных электродвигателей к питающей сети. Тиристорный преобразователь частоты устанавливается один на всю НПС. Электродвигатели поочерёдно подключаются к ТПЧ на время пуска. С помощью ТПЧ можно регулировать скорость вращения одного электродвигателя и в процессе работы, а значит и напор жидкости в трубопроводе. При этом ТПЧ в цепи питания одного электродвигателя насосного агрегата обеспечивает общее регулирование напора в трубопроводе в соответствии с заданным значением.

Пуск насосных агрегатов посредством ТПЧ исключает протекание сверхтоков в обмотках двигателей относительно номинальных значений и, таким образом, снимает ограничения на допустимое количество их пусков за определённый промежуток времени. При временной неисправности ТПЧ сохраняется возможность прямых пусков приводных двигателей и работа их в нерегулируемом по частоте вращения режиме.

Частотный способ регулирования электроприводов обладает целым рядом преимуществ по сравнению с другими способами регулирования, то есть при применении ТПЧ регулирование скорости двигателя насоса, а значит и давления, является плавным, имеет широкий диапазон изменения скорости как вверх, так и вниз от основной и характеризуется малыми потерями в процессе регулирования.

Кроме этого, если при «дросселировании» количество потребляемой из сети электроэнергии остается постоянным, и в процессе регулирования значительная ее часть рассеивается в виде потерь, то при использовании частотного регулирования давления количество потребляемой электроэнергии значительно снижается.