ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
В настоящее время на всех стадиях добычи, первичной переработки и транспортировки углеводородного сырья в основном применяются электроприводы переменного тока с асинхронными и синхронными электродвигателями.
Основные направления развития электропривода технологических установок нефтегазовой промышленности совпадают с общей тенденцией развития электропривода на со - иременном этапе — все более широким применением регулируемого электропривода и компьютерных средств автоматизации при создании нового и модернизации действующего технологического оборудования. Также следует отметить специфические для нефтегазовой промышленности направления дальнейшего совершенствования электропривода — повышение надежности и взрывозащищенности. Перечислим эти направления.
1. Широкое применение полупроводниковых преобразователей для регулирования координат (скорости, положения, момента) электроприводов.
2. Стандартизация и унификация силового электрооборудования, повышение степени его заводской готовности.
3. Повышение КПД, коэффициента мощности и других технико-экономических показателей.
4. Создание серии комплектных электроприводов, включающих силовое электрооборудование, системы автоматического управления, контроля, защиты и диагностики.
5. Унификация и миниатюризация аппаратуры управления.
6. Применение средств вычислительной техники, использование модульного принципа построения систем управления.
7. Разработка типовых структур электроприводов.
8. Совершенствование конструкции двигателей, полупроводниковых преобразователей и аппаратуры управления с целью повышения надежности, взрывозащищенности и уменьшения массогабаритных показателей.
В ближайшие годы основной объем внедрения регулируемых электроприводов в нефтегазовой промышленности будет связан с ее реконструкцией. При этом наряду с заменой изношенного или морально устаревшего оборудования возможна модернизация существующих электрических машин и систем управления полупроводниковыми преобразователями и другими компонентами регулируемого электропривода. При этом ожидаемая экономия электроэнергии за счет внедрения регулируемого электропривода может составить до 40 % от ожидаемой экономии по всей совокупности мероприятий.
Практическая безальтернативность регулируемого электропривода для тяжелых и экстремальных условий эксплуатации обусловливает особую важность создания таких электроприводов для технических средств освоения континентального шельфа.
Применение в нефтегазовой промышленности регулируемых электроприводов позволяет повысить производительность рабочих машин и механизмов, автоматизировать многие технологические процессы, уменьшить энергопотребление и другие материальные затраты.
Основными объектами применения частотно-регулируемых электроприводов в газовой отрасли являются:
1. Насосные станции водо - и теплоснабжения, котельные установки энергетических объектов промыслов и газопроводов.
Применение регулируемого электропривода на этих установках обеспечивает:
плавный частотный пуск электродвигателей; автоматическое регулирование параметров при изменениях нагрузок, климатических факторов и режимов работы основного технологического оборудования;
автоматический ввод в работу резервных агрегатов, в том числе пожарных насосов и др.;
снижение энергопотребления собственных нужд.
2. Компрессоры газоперекачивающих станций, разгонные устройства газотурбинных агрегатов, вентиляторы воздушного охлаждения газа и масла, насосы перекачки газового конденсата.
Применение регулируемого электропривода на этих установках обеспечивает:
автоматическое частотное управление производительностью компрессоров и насосных агрегатов взамен дросселирования, регулирование давления при изменениях подачи продукта;
плавный безударный пуск мощных электродвигателей; значительное снижение пусковых токов; автоматическое регулирование температуры сжатого газа; энергосбережение.
3. Компрессоры ступенчатого повышения давления газа, насосы откачки и перекачки газового конденсата, вентиля - горы воздушного охлаждения сжатого газа технологических установок переработки газа и газового конденсата.
Применение регулируемого электропривода на этих установках обеспечивает:
автоматическое регулирование давления, температуры газа, подачи газового конденсата и других параметров; плавный безударный пуск мощных электродвигателей; повышение качества продукции; увеличение производительности; уменьшение потребления электроэнергии.
Основными объектами применения частотно-регулируемых электроприводов в нефтедобывающей отрасли являются:
1. Технологические установки механизированной добычи нефти.
Применение частотно-регулируемого электропривода на этих установка обеспечивает:
оптимизацию работы скважины;
увеличение объема добычи нефти и коэффициента нефтеотдачи;
увеличение времени рентабельной эксплуатации скважин; исключение ударных нагрузок на электродвигатель и механическое оборудование;
предотвращение гидроударов в трубопроводах; увеличение срока службы насосного оборудования, арматуры и трубопроводов;
улучшение экологической обстановки; автоматическую защиту, контроль и управление технологической установкой.
2. Насосные станции поддержания пластового давления. Применение частотно-регулируемого электропривода для
насосов поддержания пластового давления обеспечивает: увеличение объема добычи нефти; экономию электрической энергии;
оптимизацию воздействия на пласт путем регулирования в широком диапазоне давления и расхода воды, поступающей в нагнетательные скважины;
снижение пусковых токов и плавный безударный пуск электродвигателей;
увеличение срока службы насосного оборудования и трубопроводов;
снижение провалов напряжения в системе электроснабжения при пусках насосных агрегатов.
3. Технологические установки внутрипромысловой и меж - промысловой перекачки нефти.
Применение частотно-регулируемого электропривода для этих установок обеспечивает:
повышение надежности, увеличение межремонтного периода, увеличение срока службы оборудования; экономию электрической энергии; увеличение ресурса оборудования;
снижение капитальных затрат при применении мульти- фазных насосов, обеспечивающих перекачку нефтегазовой смеси с содержанием попутного газа до 98 %, и в связи с этим в отказе от строительства промежуточных установок по сепарации газа.
4. Технологические установки магистрального транспорта нефти.
Применение частотно-регулируемого электропривода для установок магистрального транспорта нефти обеспечивает: экономию до 20 — 30 % электроэнергии, потребляемой насосными агрегатами;
автоматическую синхронизацию и оптимизацию последовательно работающих станций магистрального нефтепровода;
увеличение за счет этого пропускной способности нефтепровода;
устранение условий возникновения гидравлических ударов и аварийных разрывов трубопровода;
устранение пульсаций потока, возникающих вследствие неравномерности расхода и отрывного течения в местных гидравлических сопротивлениях, а также образования двухфазных газожидкостных потоков;
щадящие режимы работы и увеличение ресурса работы трубопровода и насосного оборудования;
облегчение режима самозапуска электропривода при кратковременных исчезновениях напряжения в системе электроснабжения
5. Основные механизмы (лебедка, ротор, буровые насосы, регулятор подачи долота) и ряд вспомогательных механизмов (циркуляционная система, вспомогательная лебедка и др.) буровых установок наземного и морского бурения.