Пути повышения энергоэффективности в нефтедобыче
Применение простого диодного многофазного компенсированного выпрямителя обеспечивает надежную полную компенсацию реактивной мощности в питающей сети при малой установленной мощности компенсирующего устройства за счет работы его на частотах 250 и 350 Гц непосредственно в месте потребления реактивной плотности. Уровень гармонического воздействия на питающую сеть снижается до нормируемой величины. За счет включения компенсирующего устройства внешняя характеристика выпрямителя приобретает вид характеристики источника ЭДС, что обеспечивает стабилизацию напряжения на входе инверторов, а следовательно, повышает производительность комплекса вследствие увеличения активной мощности, передаваемой на асинхронные двигатели без повышения полной мощности. Преобразование частоты при наличии двухпроводной сети постоянного тока осуществляется только инверторами, что существенно упрощает СЭС. Следует заметить, что целесообразность предлагаемого компенсированного выпрямителя подтверждена опытом эксплуатации на предприятиях цветной металлургии и химической промышленности. Производство автономных инверторов напряжения уже освоено промышленностью.
Одной из основных причин снижения качества электрической энергии в сетях В.А.Мансуров, технический директор ООО «Горизонт» (г. Екатеринбург), называет гармоники тока.
Технический прогресс привел к появлению относительно дешевых силовых диодов, тиристоров и других силовых полупроводников. Их широкое использование в выпрямительных цепях, статических преобразователях, устройствах плавного пуска изменило картину формы тока и напряжения в электросетях. Хотя твердотельные элементы существенно улучшили надежность и КПД устройств потребителя, они также создали проблему генерации гармоник тока в сети. Гармоники тока из-за сопротивления линии и трансформаторов приводят к возникновению гармоник напряжения.
Гармоники – это продолжительные возмущения или искажения в электрической сети, имеющие различные источники и проявления, такие как импульсы, перекосы фаз, броски и провалы, которые могут быть категорированы как переходные возмущения. Высшие гармоники тока и напряжения вызывают дополнительные потери активной мощности во всех элементах системы электроснабжения: в линиях электропередачи, трансформаторах, электрических машинах, статических конденсаторах, так как сопротивления этих элементов зависят от частоты.
Экономический ущерб, обусловленный низким качеством электрической энергии, условно можно разделить на две составляющие: коммерческую (учитываемую приборами учета) и технологическую. К последней можно отнести потери, связанные со снижением ресурса, отказами оборудования, погрешностью счетчиков (до 10 процентов).
Исследования влияния качества электроэнергии на работу электрооборудования показали, что при нарушении нормативных показателей качества электроэнергии (КЭ) происходит сокращение срока службы:
– силовых трансформаторов 10/0,4 – в 1,2-1,8 раза;
– асинхронных электродвигателей – в 1,5-2,5 раза;
– приводов, УПП и ПЧ – в 2,0-4 раза.
Способы снижения несинусоидальности напряжения можно разделить на три группы:
– выделение нелинейных нагрузок на отдельную систему шин или подключение нелинейной нагрузки к системе с большей мощностью короткого замыкания;
– применение оборудования, характеризующегося пониженным уровнем генерации высших гармоник, например «ненасыщающихся» трансформаторов и многофазных вентильных преобразователей;
– использование фильтров: пассивных узкополосных резонансных фильтров, фильтрокомпенсирующих или фильтросимметрирующих устройств.
Фильтр гармоник – это устройство, которое подавляет и потребляет гармоники, генерируемые различным оборудованием. В общем случае он состоит из резистора, катушки индуктивности (реактора) и конденсатора. Типовой фильтр гармоник состоит из одиночных шунтирующих фильтров для гармоник низкого порядка (3-15-го). Эти фильтры настроены на частоту гармоники, которую они подавляют. (На практике фильтр настраивают на более низкую частоту ~ до 4-7 процентов, для сохранения работоспособности при уходе параметров элементов фильтра за счет старения или температуры). Для гармоник более высокой частоты устанавливаются дополнительные RC-фильтры. Так как на частоте 50 Гц фильтр ведет себя как конденсатор, его емкость должна учитываться в общей емкости конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности.
К энергосберегающим технологиям В.С.Мамутин отнес электрообогрев трубопроводов ДНС, КНС, УПСВ и других нефтегазопромысловых систем нефтесбора и закачки воды в пласт. Данная технология имеет значительное преимущество перед обогревом водяными теплоспутниками. Затраты на энергоносители, приведенные к 1 п.м. трубы, меньше в 2 раза, эксплуатационные затраты на обслуживание и ремонт сведены к минимуму, значительно снижаются теплопотери с поверхности трубы (в среднем в 15 раз), процесс полностью автоматизирован. Для снижения энергопотерь необходимо также использовать качественную изоляцию.
По теме качества изоляционных материалов, применяемых для изоляции трубопроводов, выступил В.П.Префилов, первый заместитель генерального директора ЗАО «Сибпромкомплект», г.Тюмень).
Наибольшее распространение в мировой практике теплоизоляции нефтегазотранспортных систем получили вспененные полимерные материалы. ЗАО «Сибпромкомплект» применяет для этой цели наиболее качественные и сравнительно недорогие пенополиуретаны отечественного производства, не уступающие по эффективности зарубежным аналогам.
Материал химически стоек к нефти, природному газу, газовому конденсату, нефтепродуктам всех видов, надежно работает в интервале температур от –110 до +146 ° С, прочен, обладает высокими теплоизоляционными свойствами, малой водо- и паропроницаемостью (то есть выполняет частично и функции антикоррозионного покрытия), повышенной адгезией к поверхности изолируемых изделий.
Неслучайно трубопроводы с таким покрытием сохраняют свою дееспособность в течение 30 и более лет, о чем свидетельствует опыт эксплуатации аналогичных систем в западноевропейских странах.
ОАО «НТЦ «Энергосбережение» совместно с ЗАО «Сибпромкомплект» разрабатывает и производит трубопроводы в заводской изоляции с предварительно смонтированной на них системой электрообогрева, основанной на принципе «скин-эффекта», а также индукционно-резистивного нагрева. Результатом работы конференции стал итоговый документ, который разрабатывался специалистами управления энергетики ОАО «Сургутнефтегаз» и «СургутНИПИнефть», утвержденный А.Н.Булановым.
В числе решений, принятых ОАО «Сургутнефтегаз» по результатам конференции, прозвучали следующие:
1. На основании информации от энергетических предприятий и доклада НТЦ «Приводная техника» «Предотвращение аварий электродвигателей при их питании через преобразователи частоты» следует:
а) провести энергообследование правильности применения существующих частотных преобразователей для питания электродвигателей насосных агрегатов на объектах нефтедобычи ОАО «Сургутнефтегаз»;
б) по результатам обследования в целях сокращения числа аварий и непредвиденных остановок технологического оборудования разработать по каждому объекту мероприятия по устранению выявленных нарушений, приводящих к выходу из строя электродвигателей, преобразователей частоты и кабелей. Это значительно снизит потери финансовых ресурсов, затрачиваемых на ремонты, и повысит энергоэффективность в нефтедобыче.
2. В качестве пилотного проекта провести модернизацию одной буровой установки с переводом всех ее приводов на питание от инверторов напряжения, запитав их от компенсированного выпрямителя с фильтрацией в коммутирующие конденсаторы нечетнократных гармоник токов. Такая модернизация позволит:
а) увеличить производительность буровой установки и ее надежность;
б) снизить энергопотребление в бурении и увеличить длину питающей ЛЭП от подстанции до буровой, соответственно для этого необходимо установить дополнительные опоры ЛЭП, тем самым увеличив длину линии в 1,5 раза;
в) улучшить условия работы бурильщика.
3. Для борьбы с паразитными гармониками в электрических сетях 6÷10 кВ, основным источником которых являются электроприводы буровых установок и регулируемый привод погружных насосов на кустах скважин, необходимо планировать и финансировать работы по оперативным комплексным измерениям гармонических составляющих и их форм в непосредственной близости от потребителей и в узлах нагрузок одновременно, с интервалом в доли секунд.
На основе обработки полученной информации подобрать или разработать типовые фильтрокомпенсирующие устройства, подавляющие и потребляющие гармоники, при этом уменьшающие перетоки реактивной мощности в сети, не допускающие появления резонансов между индуктивностями и емкостями в системе.
Эти меры повысят качество сети питания, у потребителей доведут параметры напряжений и токов до значений ГОСТ 13109-97, обеспечат компенсацию реактивной мощности, продлят срок службы электрооборудования, исключат дополнительные (до 30 процентов) потери мощности в сети и расходы на оплату электроэнергии.
Оцените новость
5 из 5
рейтинг
рейтинг
1
голосов
голосов
3433
просмотров
просмотров
Понравилась новость?
Похожие новости: