Скачать:  ref.zip [1,8 Mb] (cкачиваний: 18)  

Введение.

За 2004 год наше НГДУ накопило достаточный опыт эксплуатации Устройств Плавного Пуска. Они зарекомендовали себя с лучшей стороны – при плавном пуске электродвигатель не испытывает таких ударных нагрузок как при прямом пуске, что сказывается на его техническом состоянии, так например увеличивается межремонтный период и объёмы технического обслуживания, также плавный пуск сглаживает отрицательные последствия скачков пускового тока для коммутационной аппаратуры и силовых кабелей, поэтому УПП установлены на объектах с частыми переключениями.

Проведем краткий анализ внедрения УПП:

На объектах НГДУ «Ямашнефть» в основном установлены УПП зарубежного производства, у них обширные возможности, но они в полном объеме не используются. Поэтому я предлагаю их использовать на объектах включенных в перечень регулировочных мероприятий. Согласно регламента регулировочных мероприятий в перечень включены объекты с большими удельными мощностями, которые возможно отключить в часы максимума электрических нагрузок. Для полного раскрытия смысла регулировочных мероприятий рассмотрим общую схему расчета за потребленную электроэнергию.

Схема расчета за потребленную электроэнергию.

Расчет за эл.энергию по дифференцированным тарифам имеет довольно сложную структуру. Во-первых, предприятия делятся на одноставочников и двухставочников. Одноставочники делятся в свою очередь на две категории по мощности : до 750 кВА и свыше 750 кВА. Одноставочники до 750 кВА имеют тариф 0,747 руб за кВт*ч, свыше 750 ква – 0,937 руб.за кВтч. Двухставочники - это предприятия с установленной мощностью свыше 750 кВА, которые рассчитываются по двум тарифам : за эл.энергию – 0,527 руб за квтч и за мощность, потребленную в часы максимума энергосистемы – 215 руб за квт.

На формирование двухставочного тарифа в свою очередь влияет на какой ступени напряжения составлен акт о границе раздела потребителя с энергоснабжающей организацией. Таких ступеней существует четыре. Чем выше ступень напряжения, тем ниже тариф. В этом плане НГДУ «ЯН» находится в очень выгодном положении, рассчитываясь только по высокой ступени напряжения.

С установкой на ПС НГДУ Альфа-счетчиковпоявилась возможность оплачивать тариф за электроэнергию в зависимости от распределения по зонам суток.

Время пиковых нагрузок изменяется по кварталам: В I и IV кварталах утренний максимум с 8-00 до 10-00, вечерний с 16-00 до 19-00; во II и III кварталах утренний с 8-00 до 10-00, вечерний с 19-00 до 22-00час. Ночной тариф с 23-00 до 6-00 и все выходные и праздничные дни. Полупик - все остальное время суток. За 1 квт –215 руб. в месяц.

В двухставочном тарифе НГДУ «ЯН» тариф за кВт*ч 0,527 руб показан основной, т.е. в часы полупик. Фактическая стоимость формируется исходя из потребления электроэнергии по зонам суток. Например за январь текущего года она составила 0,485 руб за кВт*ч. Все тарифы на электроэнергию устанавливаются Постановлением Правления Республиканской Энергетической Комиссии Республики Татарстан.

Одноставочный тариф.

С 1 января 2005 года Республиканской Энергетической Комиссией Республики Татарстан была представлена возможность оплаты за электроэнергию по одноставочному тарифу т.е без оплаты за заявленную мощность. Энергетической службой НГДУ «Ямашнефть» были проведены предварительные расчеты по экономической целесообразности перехода на оплату по одноставочному тарифу. Из двух вариантов одноставочного тарифа нашему предприятию наиболее подходит оплата с дифференцированием по зонам суток, т.к электрооборудование в основном работает в повторно-переменном режиме, т.е стоимость кВт*ч меняется в зависимости от времени суток как и в двухставочном тарифе.

Ниже приведен сравнительный расчет оплаты за электроэнергию по одноставочному и двухставочному тарифу за 1 квартал 2005 г.

При переходе на одноставочный тариф экономия составит:

17 078 799 руб. – 16 045 422 руб. = 1 033 337 руб.

Экономия за год по НГДУ «Ямашнефть», ориентировочно, составит 3,2 млн руб.

Экономия по НГДУ по сравнению с годовой оплатой конечно небольшая, но в масштабах ОАО «Татнефть» экономия может быть значительной.

Динамика основных показателей по энергопотреблению.

За 2004 год общее потребление эл.энергии составило 84 948 тыс.кВт.ч. на сумму 51 903 тыс.рублей, за 2003 год – 83 986 тыс. кВт.ч на 41 523 тыс. рублей. Удельная норма эл.энергии на 1 тонну добытой нефти за 2004 год составила 54,1 кВт.ч., при плане 57,6 кВт.ч (II показатель по ОАО «ТН»), за 2003 – 54,2 кВт.ч.

В структуре эксплуатационных затрат НГДУ, затраты на эл.энергию в прошедшем году составили 4%, против 4,1 % в 2003 году. Это самый низкий показатель среди всех НГДУ, и он снижается ежегодно.

За 2004 год общее снижение затрат за электропотребление по отношению к расчетному уровню за счет проведения регулировочных мероприятий составило 9 млн. рублей, в процентном соотношении снижение достигло

13,4%. Экономия позволила скомпенсировать дефицит оплаты за эл.энергию, возникший из-за повышения тарифов в 2004 году.

Из общей экономии снижение затрат за счет расчетов по диф.тарифам составляет 5 815 тыс.руб. (в 2003 году – 5 920 тыс.руб).

В структуре эксплуатационных затрат НГДУ, затраты на эл.энергию в прошедшем году составили 3%. Это самый низкий показатель среди всех НГДУ.

Регулировочные мероприятия и методы их реализации на объектах перекачки нефти.

Для регулирования работы электрооборудования в часы максимума энергосистемы разработаны регулировочные мероприятия с указанием объектов и режима их работы с целью уменьшения мощности нагрузок в эти часы. Но данные мероприятия не всегда всеми соблюдаются. Если на одних объектах оборудование работает согласно регламента, например с минимально включенной нагрузкой, примеру рассмотрим график электрических нагрузок:

При проведении регулировочных мероприятий нагрузку надо отключать за 5-10 минут до часов максимума и 5-10 мин после. При отключении нагрузки в 8-05 счетчик успел зафиксировать максимальную мощность и дальнейшее проведение регулировочных мероприятий сводится к нулю.

К примеру на объекте из-за несоблюдения режима бывает допущен серьезный скачок нагрузки, который фиксирует Альфа-счетчик и берется за основу при расчете за мощность:

Один из основных путей снижения энергозатрат – это включение дополнительных объектов в регулировочные мероприятия по снижению нагрузок в часы максимума. Нашей энергетической службой были выбраны 7 наиболее подходящие с точки зрения времени работы откачки поотношению к графикам нагрузок объекты.

Кроме этого увеличивается МРП эл двигателей из-за сокращения кол-ва включений и отключений, что сокращает затраты на текущий и капитальный ремонт. Для объективного анализа МРП ЭД их необходимо разобьем на три группы по среднему количеству запусков в сутки:

А) от 0 до 2 запусков в сутки;

Б) от 2 до 10 запусков в сутки;

В) от 10 и более запусков в сутки;

Из графика видно, что происходит резкое сокращение срока службы ЭД при возрастании количества запусков. Из-за сокращения МРП растут затраты на капитальный и текущий ремонт.

На 2005-2006 г.г разработаны мероприятия по снижению нагрузки в часы максимума энергосистемы включающие следующие объекты:

На четырех из этих объектов установленны УПП:

·ГЗНУ-110

·ДНС-2с

·ГЗНУ-4625

Технические возможности применения устройства плавного пуска

электродвигателей в регулировочных мероприятиях.

В настоящее время насосные агрегаты но объектах перекачки нефти запускаются автоматом откачки в произвольное время суток по мере накопления жидкости до верхнего уровня буллитов. Зачастую получается, что в часы минимума нагрузки энергосистемы агрегаты стоят в ожидании, а при наступлении времени утренних или вечерних пиковых нагрузок в системе начинается откачка жидкости. С целью сокращения оплаты за эл.энергию во время пиковых нагрузок на объектах откачки нефти используется программное реле времени РРВП-1.

На ГЗНУ и ДНС таймер реле настраивается индивидуально (В зависимости от режима откачки) для каждого объекта с таким расчетом что бы за определенное время достаточного для откачки буллита до нижнего уровня агрегат запускался в работу и перед наступлением времени максимума нагрузок в системе он останавливался в ожидании наполнения буллита.

Однако программное реле времени не учитывает множество технологических факторов, т.к реле не является логическим устройством.

Поэтому рассмотрим коммуникационные возможности УПП:

Как видно на схеме УПП комплектуется коммуникационным модулем (предназначен для подключения софтстартера к информационной сети) через интерфейс MODBUS и RS485. На основе этого коммуникационного модуля возможно реализовать автоматический запуск и останов агрегата. Аппаратным обеспечением данного процесса предлагаю использовать промышленный программируемый контроллер, который имеет обширные возможности и общий интерфейс связи с УПП. Техническая связка «УПП – промышленный контроллер» позволит более широко использовать преимущества плавного пуска и останова агрегата, а также уложится в жесткие рамки регулировочных мероприятий, незначительно меняя технологический режим перекачки.

Нужно отметить, что коммуникационные модули имеются у всех УПП применяемых на объектах нефтесбора и нефтеперекачки (за исключением ГЗНУ-110) и которые можно и нужно использовать.

Промышленные контроллеры. Область применения.

Не существует отрасли промышленности, в которой не было бы потребности применения АСУТП. Одними из главных преимуществ АСУТП являются снижение, вплоть до полного исключения, влияния так называемого человеческого фактора на управляемый процесс, сокращение персонала, минимизация расходов сырья, улучшение качества исходного продукта, и в конечном итоге существенное повышение эффективности производства.

Основные функции, выполняемые подобными системами, включают в себя контроль и управление, обмен данными, обработку, накопление и хранение информации, формирование сигналов тревог, построение графиков и отчетов.

Наиболее распространенные конфигурации контроллеров (промышленных и непромышленных) Промышленные контроллеры отличаются от компьютеров и рабочих станций отсутствием обычно стандартных устройств ввода-вывода, ПЗУ с управляющей программой на плате или кристалле контроллера и, как следствие, очень узкой специализацией. Достаточно сложно выделить основные конфигурации этих контроллеров, так как они очень похожи одна на другую (управляющая программа, процессорный блок, порты ввода-вывода для снятия сигналов с датчиков и передачи сигналов управления).

Основные области применения промышленных и непромышленных контроллеров:

·контроллеры производственных процессов (наиболее распространенные)

·контроллеры для управления бытовыми приборами и электроникой · контроллеры для управления сложными транспортными средствами (самолеты, космические спутники и т.п.)

·контроллеры для управления стандартными транспортными средствами.

Это, конечно, не все области применения контроллеров, но наиболее основные. Наиболее часто контроллеры используются для управления производственными процессами совместно с, например, PC, или самостоятельно. Основная причина их использования - достаточно сложные управляющие действия, не позволяющие обойтись простыми схемами, и в то же время, достаточно простые, чтобы использовать управляющий PC.

Рассмотрим основные особенности промышленных контроллеров, которые согласно зарубежной терминологии делятся на три категории:

·программируемые логические контроллеры (ПЛК)

·распределенные управляющие системы (distributed control systems DCS)

·контроллеры на базе РС- технологий (PC-based).

ПЛК представляют собой устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления. Они реализованы на базе микропроцессорной техники и работают в локальных и распределенных системах управления в РВ в соответствии с заданной программой. От небольших до мощных и высокоскоростных систем ПЛК обеспечивают самых требовательных заказчиков исчерпывающими возможностями и гибкостью при реализации современных сетевых решений в распределенных системах управления и контроля. По техническим возможностям, которые определяют уровень решаемых задач, ПЛК делятся на классы: нано-, микро-, малые, средние и большие. Первоначально они предназначались для замены релейно-контактных схем, собранных на дискретных компонентах – реле, счетчиках, таймерах, элементах жесткой логики.

Принципиальное отличие ПЛК от релейных схем заключается в том, что все его функции реализованы программно. На одном контроллере можно реализовать схему, эквивалентную тысячам элементов жесткой логики. При этом надежность работы схемы не зависит от ее сложности.

Программировать ПЛК, как правило, можно на пяти языках стандарта IEC-61131.3.
Для тех, кто привык к релейно-контактным схемам, будет удобно работать с языком, созданном на их основе (Ladder Diagram), тем, кому понятней электронные схемы, могут воспользоваться языком функциональных блоковых диаграмм (Functional Block Diagram). Опытные программисты могут использовать возможности всех языков. Современный ПЛК может обрабатывать дискретные и аналоговые сигналы, управлять клапанами, шаговыми двигателями, сервоприводами, преобразователями частоты, осуществлять регулирование (ПИД регулятор). Высокие эксплуатационные характеристики делают целесообразным применение ПЛК везде, где требуется логическая обработка сигналов от датчиков. Применение ПЛК обеспечивает высокую надежность,
простое тиражирование и обслуживание устройств управления, ускоряет монтаж и наладку оборудования, обеспечивает быстрое обновление алгоритмов управления (в том числе и на работающем оборудовании).

Кроме прямых выгод от применения ПЛК, обусловленных низкой ценой и высокой надежностью, есть и косвенные. Появляется возможность реализовать дополнительные функции, не усложняя и не увеличивая стоимость готовой продукции, которые помогут полнее реализовать возможности оборудования. Быстрое развитие микроэлектроники позволяет ожидать дальнейшего снижения цен и улучшения характеристик ПЛК, что является дополнительным стимулом к их применению. Большой ассортимент ПЛК, выпускаемых различными фирмами, позволяет найти оптимальное решение как для несложных задач, так и для комплексной автоматизации производства.

Другой подход основан на использовании промышленных контроллеров, представляющих собой специализированные вычислительные устройства, так называемые DCS системы. Они предназначены для управления процессами (объектами) в реальном времени. Промышленные контроллеры имеют вычислительное ядро и модули ввода/вывода, воспринимающие информацию (сигналы) с датчиков, переключателей, преобразователей, а также от других контроллеров, осуществляющие управление процессом или объектом путем выдачи управляющих сигналов на приводы, клапаны, переключатели и другие ИУ. Современные контроллеры часто объединяются в сеть (RS-485, Ethernet, различные типы полевых шин), а программные средства, разрабатываемые для них, позволяют в удобной для оператора форме программировать и управлять ими через компьютер, находящийся на верхнем уровне SCADA-системы – ДП управления.

Основными преимуществами контроллеров является:

1.Надежность;

2.Простота инсталляции и установки;

3.Гибкость и способность к взаимодействию;

4.Совместимость с существующими системами;

5.Долговечность;

6.Легкая расширяемость и перестраиваемость.

Расчет экономической эффективности. Предложения по

разработке технологической схемы перекачки нефти с

учетом регулировочных мероприятий.

Расчет времени работы агрегатов в часы максимума энергосистемы.

В зависимости от поступления жидкости и производительности насосных агрегатов по каждому объекту время работы агрегатов в часы максимума энергосистемы разное.

Расчет электроэнергии и оплачиваемой мощности в часы пик системы:

где - расход электроэнергии, кВт.ч;

- мощность установленного электродвигателя;

- коэффициент загрузки оборудования;

- время работы эл.двигателя в месяц равное 744 часам.

где - оплачиваемая мощность в часы пик системы.

Проведем расчет годового потребления электроэнергии без регулировочных мероприятий и со 100% соблюдением регулировочных мероприятий:

где - суммарная стоимость э/э потребленной за год;

- стоимость кВт*ч

где - стоимость э/э за заявленную мощность за год;

- стоимость кВт заявленной мощности.

Прибыль от внедрения мероприятия составит:

рублей.

Чистая прибыль с учётом налога на прибыль (24%):

рубля.

Срок окупаемости составит:

года.

Проведем расчет годового потребления электроэнергии в одноставочном тарифе без регулировочных мероприятий и со 100% соблюдением регулировочных мероприятий:

где - суммарная стоимость э/э потребленной за год;

- стоимость кВт*ч

Прибыль от внедрения мероприятия составит:

рублей.

Чистая прибыль с учётом налога на прибыль (24%):

рубля.

Срок окупаемости составит:

года.

Вывод.

В стратегии развития экономики России в третьем ты­сячелетии важная роль отводится энергетической безопас­ности страны, которую невозможно обеспечить без ста­бильного положения в отраслях топливно-энергетического комплекса. Для любого государства запасы недр, полезные ископаемые, топливно-энергетические ресурсы - страте­гическая категория. Сегодня топливно-энергетический комплекс - это без преувеличения стержень экономики страны. Нефтяная и газовая промышленности являются одними из базовых отраслей экономики. Без надежной и бесперебойной работы этих отраслей невозможен эконо­мический рост в стране.

В течение многих лет нефтегазовый комплекс является основой энергоснабжения страны и одним из ее важнейших народнохозяйственных комплексов. Для обес­печения основных экономических целей развития НТК необходимо наличие эффективных, конкурентоспособных нефтегазовых компаний. Продукция НТК должна быть конкурентоспособной на внутреннем и внешнем товарных рынках. Важным фактором, обеспечивающим конкуренто­способность предприятия, является эффективность произ­водства. В этой связи как за рубежом, так и у нас понима­ют необходимость использования современных техноло­гий на различных уровнях управления предприятием. Не­обходимость быть конкурентоспособным производителем ставит на передний план вопрос автоматизации технологических процессов и ис­пользования на предприятиях современных информаци­онных технологий для более высокого уровня управления производственным процессом. Эффективное управление позволит повысить качество продукции, уменьшить общие затраты.

Автоматизация технологических процессов является неотъемлемой частью корпоративной информационной системы нефтегазово­го предприятия. Основными объектами автоматизации являются нефтяные и нагнетательные скважины, групповые замерные установки и узлы коммерческого учета нефти и газа, установки подготовки нефти, промысло­вые и магистральные нефтепроводы, нефтепродуктопроводы, водоводы, нефтеперерабатывающие установки и производства, нефтегазохранилища, системы распре­деления нефтепродуктов.

Список использованной литературы:

1."Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования " Н.А. Акимова, Н.Ф. Котеленец, Н.И. Сентюрихин. Москва Изд-во Мастерство 2001г.

2."Пути совершенствования системы тарифов на электрическую энергию для нефтегазодобывающих предприятий " В.Я. Чаронов, Е.П. Забелло Альметьевск 1998 г.

3."Тарифы и режимы электропотребления" Михайлов В.В. Изд-во "Энергоатомиздат" Москва 1986

4."Промысловый транспорт нефти и газа" Е.С. Коршунов, С.Г. Едигаров Москва "Недра" 1975 г.

4. Кузнецов А. Genesis for Windows – графическая scada-система для разработки АСУ ТП. // Современные технологии автоматизации.- 1997.- №3.