книги / Электрификация предприятий нефтяной и газовой промышленности

ники, откуда самотеком проходит в масляный бак. Масло может охлаждаться водой или нефтью.

Кроме основного технологического оборудования насосных станций, работа которого требует подвода электрической энер­ гии, существуют другие ее потребители: вспомогательные ус­ тройства самой насосной (вентиляции, освещение, котельная, механические мастерские и др.), водяные насосные производст­ венного и питьевого водопроводов, насосы пожаротушения, по­ требители резервуарного парка и устройств налива (если та­ ковые имеются), коммунальные нужды жилого поселка и др. Мощность, необходимая для питания всех потребителей голов­ ной насосной станции, достигает 30 МВт и более. В районах Западной Сибири, где берут начало многие магистральные неф­ тепроводы, на одной площадке монтируются три-четыре НПС. В этом случае установленная мощность электродвигателей только основных насосов првышает 100—110 МВт [5].

Управление всеми основными и вспомогательными техноло­ гическими процессами НПС автоматизировано. Система авто­ матики обеспечивает следующие операции:

автоматический пуск вспомогательных механизмов для под­ готовки к включению насосных агрегатов при открытой за­ движке на входе станции;

дистанционное программно-автоматическое включение каж­ дого основного насосного агрегата;

автоматическое регулирование максимального давления на­ гнетания станции и минимального давления всасывания основ­ ных насосов;

контроль режима охлаждения двигателей насосных агре­ гатов;

автоматическое управление приточно-вытяжной вентиля­ цией с ограничением содержания паров нефти в воздухе насос­ ного отделения на уровне не выше 20 % от нижнего предела взрываемости и с поддержанием температуры в помещении на­ сосов в пределах, требуемых для нормальной работы оборудо­ вания и аппаратуры;

автоматическое управление погружными насосами и насо­ сами откачки утечек в зависимости от уровня в резервуарахсборниках;

автоматическое отключение каждого из работающих агре­ гатов при нарушении нормального режима работы любого из его узлов;

автоматическое включение резервного агрегата любой вспо­ могательной системы при выходе из строя основного;

автоматическое отключение одного из работающих насос­ ных агрегатов в случае чрезмерного повышения давления нагне­ тания до и после регулирующего органа, а также чрезмерного понижения давления на входе основных насосов;

автоматическое выключение всех агрегатов и отключение станции от магистрали в случае аварийного повышения давле­

304

ния нагнетания или понижения давления на входе основных насосов, а также при долговременном сохранении повышенной концентрации паров нефти в воздухе насосного отделения и при максимальном аварийном уровне нефти в резервуарахсборниках;

дистанционное отключение НПС от магистрального нефте­ провода с одновременным отключением вспомогательных меха­ низмов;

централизованный контроль за основными параметрами ра­ боты НПС, их регистрацию и необходимую исполнительную и аварийную сигнализацию.

43. ЭЛЕКТРОПРИВОД ГЛАВНЫХ И ПОДПОРНЫХ НАСОСОВ

Атмосфера машинных залов насосных для перекачки нефти и нефтепродуктов при нормальных условиях эксплуатации не содержит паров перекачиваемых жидкостей. Однако в аварий­ ных условиях или при возникновении неисправностей может появиться концентрация паров нефти или нефтепродуктов, при которой помещение относится к взрывоопасным. Обычно машин­ ные залы НПС относятся к помещениям класса В-Ia, и уста­ навливаемое здесь электрооборудование должно быть во взры­ возащищенном исполнении.

Главные электродвигатели привода основных и подпорных насосов применяются как во взрывозащищенном, так и в нор­ мальном исполнении. В первом случае их устанавливают в од­ ном помещении с насосами, во втором случае — в помещении, отделенном от помещения насосов негорючей перегородкой. В последнее время отдается предпочтение двигателям нормаль­ ного исполнения, так как, кроме меньшей стоимости этих дви­ гателей, большое значение имеют и такие факторы: уменьша­ ется объем и площадь взрывоопасного помещения, улучша­ ются условия пожарной безопасности при ремонте двигателей, связанном с необходимостью пайки, сварки, в случае установки двигателей в общем помещении с насосами приходится отклю­ чать остальные агрегаты для предотвращения опасности взрыва, что вызывает остановку всей насосной станции. Установка дви­ гателей в отдельном помещении позволяет производить ремонт двигателя непосредственно на месте без отключения остальных агрегатов.

Для привода насосов на станциях, построенных до 1970 г., применены синхронные и короткозамкнутые асинхронные дви­ гатели на 3000 синхронных об/мин. В последнее время преиму­ щественное применение находят синхронные двигатели

(табл. 30).

Синхронные двигатели типа СТД можно устанавливать на высоте до 1000 м над уровнем моря при относительной влаж­ ности до 80% при +25°С. Они обеспечивают длительную работу с номинальной нагрузкой при следующих условиях: тем­ пература охлаждающего воздуха от —40 до +40 °С, темпера­

305

тура окружающей среды от +5 до +40 °С, запыленность охлаждающего воздуха не выше 0,2 мг/м3 для двигателей с разомкнутым циклом вентиляции; температура охлаждаю­ щей воды от +5 до +30 °С для двигателей с замкнутым цик­ лом вентиляции. Допустимая температура нагрева обмотки статора, измеренная термометром сопротивления, +120°С; об­ мотки ротора, измеренная методом сопротивления, +130°С.

Схемы вентиляции двигателей СТД показаны на рис. 128 и 129.

Рис. 128. Схема одноструйной вентиляции но замкнутому циклу двигателей серии СТД с бесщеточной системой возбуждения:

Допустимая мощность двигателя изменяется в зависимости от температуры входящего воздуха:

Допустимые режимы при отклонении напряжения сети от номинального приведены в табл. 31.

Работа при напряжении выше 110% от номинального не­ допустима.

Двигатели типа СТД мощностью 1250—8000 кВт изготов­ ляют на стояковых подшипниках скольжения с циркуляцион­ ной смазкой под давлением.

Для установки вне помещения насосов применяются син­ хронные двигатели без взрывозащиты марки СТД (см. табл. 30). Для установки в одном помещении с насосами могут быть при­ менены взрывозащищенные двигатели марки СТДП, выпускае­ мые промышленностью, как и двигатели серии СТД, для мощ-

306

Со

30

в том числе более высокий к. п. д. (на 0,5—2 %) при снижении массы в 1,5—2 раза.- Это стало возможным благодаря приме­ нению в серии новых эффективных технических решений: в ре­ зультате использования термореактивной изоляции типа «Мо- нолит-2» для обмотки статора вместо микалентной компаунди­

что дало возможность уменьшить расход активных материалов. Ступенчатые пакеты сердечника статора (в зоне ярма на 5 мм шире, чем в зоне зубцов) увеличили активное сечение

в среднем в 1,3 раза увеличить относительную площадь обмо­ точных пазов ротора, т. е. повысить коэффициент заполнения пазов ротора медью.

Торцевые ступеньки бочки ротора (увеличение длины сер­ дечника ротора в зоне углубления разновысоких пазов) спо­ собствовали оптимальному использованию конструкции разно­ высоких пазов, уменьшению потерь на возбуждение до 18 % (при заданных габаритах), снижению объема активных частей машины примерно на 4,5 %.

Немагнитные роторные бандажи из ковкого алюминиевого сплава вместо стальных магнитных бандажей уменьшили на 7—11 % поток рассеяния в роторе и увеличили в 1,45 раза входной асинхронный момент.

Литые вентиляторы с вращающимся входным направляющим аппаратом увеличили к. п. д. вентиляторов в 1,5 раза и соот­ ветственно уменьшили механические потерн на вентиляцию

310

в электродвигателях при значительном снижении трудоемкости изготовления.

Использование новых технических решений и прогрессив­ ных методов проектирования двигателей серии СТД и СТДП подняло их на более высокий уровень по сравнению с лучшими мировыми образцами.

Возможность прямого асинхронного пуска (рис. 130) син­ хронных двигателей от полного напряжения сети определяется

Рис. 130. Механические характеристики электродвигателей и насосов при пуске на открытую напорную задвижку:

путем сопоставления их пусковых характеристик (с учетом по­ нижения напряжения на зажимах статора) и механических ха­ рактеристик насосов (табл. 33). Сопоставляя эти характери­ стики, можно заметить, что электродвигатели серии СТД обес­ печивают прямой пуск от полного напряжения сети при от­ крытой задвижке на выходе насоса.

Для привода главных насосов НПС, построенных до 1970 г., устанавливались и находятся в эксплуатации двухполюсные асинхронные двигатели серии АТД в нормальном и взрыво­ защищенном исполнениях (продуваемом под избыточным дав­ лением) (табл. 34).

311

Двигатели серии АТД имеют разомкнутый цикл вентиляций и замкнутый цикл вентиляции с расположением водяных ох­ ладителей в яме фундамента. Кратность По отношению к но­

Все сказанное об исполнении и установке двигателей при­ вода главных насосов относится и к двигателям подпорных на­ сосов, так как эти двигатели отличаются от первых только мощностью и частотой вращения.

Для мощных синхронных двигателей привода насосов пре­ дусматривают обычно следующие виды электрических релей-

Таблица 34

Технические данные электродвигателей серии АТД

312