Главная страница -> Переработка мусора

Идея регулируемого привода для применения в нефтедобывающих установках развивается многими фирмами уже в течении нескольких лет. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов. Строительство

Saving big bucks with your log sheets (by John R. Puskar, CEC Consultants Ink., Ohio).

Эта статья является попыткой вызвать процесс осмысливания и побудить специалистов обновить свое видение в части того, какие данные необходимо накапливать, и что с ними нужно делать дальше.

В добрые старые дни процесс накопления информации концентрировался вокруг выявления проблем, связанных с управлением оборудованием и надежностью. Если график процесса внезапно давал всплеск, можно было надеяться, что всегда кто-нибудь это заметит и сразу же отреагирует надлежащим образом, чтобы производство продолжало работать и дальше. Однако, остальные 99% времени, когда параметры с течением времени изменяются незначительно, или когда они выглядят нормальными, никто ни о чем не беспокоится. Это происходит потому, что побудительных мотивов или Объектов, Требующих Внимания (ОТВ) в целях энергосбережения, устанавливается мало и используются они редко.

Эта статья написана с надеждой помочь выявить множество ОТВ, влияющих на стоимость энергии. Система ОТВ должна строиться индивидуально, применительно к конкретному оборудованию котельной и имеющемуся персоналу; к потребности и стоимости энергии: к порядку ремонта и технического обслуживания, а также в зависимости от многих других важных факторов. Для создания этой системы требуется всего лишь бумага, карандаши люди, которым нужна забота, мотивация, обучение и простые приборы.

Система ОТВ для котлов и паровой сети

Далее приводится развернутая система ОТВ для сокращения затрат на энергию, применительно к типичному предприятию. Освоив концепцию ОТВ, можно применить ту же стратегию для других систем, включая системы сжатого воздуха и другие.

Десять характерных энергосберегающих ОТВ для котлов и паровой сети.

1. Какова величина возврата конденсата по отношению к потребляемому пару?

2. Какую температуру имеет возвращенный конденсат?

3. Какова величина кпд для каждого котла при полной и частичной нагрузке?

4. Эффективно ли работает подогреватель воздуха?

5. Соблюдаются ли нормальные пределы продувок котлов и какова величина этих нормальных пределов?

6. Нормально ли работает экономайзер?

7. Производится ли пар в требуемом количестве для отопления помещений и какую часть года действует отопление; объем производства продукции, который обеспечивается вырабатываемым паром.

8. Сколько производится пара , когда не работает основное производство?

9. Должен ли работать электрический циркуляционный насос питательной воды или паровая турбина?

10. Каково отношение количества воды, потребляемого из внешнего источника для производства пара к количеству производимого пара?

Имея представление о перечне ОТВ, нужно, в качестве следующего шага, разработать подходящий для конкретных условий формуляр, в котором будут регистрироваться результаты проверок ОТВ.

ОТВ №1. Величина возврата конденсата.

Этот показатель записывается как отношение количества возвращенного конденсата к количеству произведенного пара. Мало кто измеряет количество поступившего конденсата. Однако, его можно вычислить обратным счетом, вычитая количество пара, выработанного из заново приготавливаемой питательной воды. Численная величина, сама по себе, ни о чем не говорит. Контролируемая предельная величина возврата конденсата или ОТВ должна определяться экспериментально для конкретных условий. Все хотели бы, чтобы эта величина была максимально высокой. Однако, каждое конкретное производство имеет практический и экономический базовый уровень потерь. Например, для системы возврата конденсата, связанной с атмосферой, характерно, что 5-8% производимого пара испаряется в атмосферу. Поэтому, возврат конденсата для такой системы, обычно не бывает выше 90%.

Есть и другие объекты, работающие с потерей конденсата, как например, небольшие удаленные потребители пара, паровые спутники, аппараты, в которых происходят коррозионные и другие редкие процессы, в результате которых конденсат загрязняется и датчики проводимости переключают его на слив.

Чтобы найти точку отсчета, лучше всего обратиться к прошлым периодам и попытаться установить документально подтвержденный низший уровень. Можно, также, провести обследование, зафиксировать как можно полнее все источники потерь (места утечек пара, поврежденные змеевики и т.д.), и использовать в качестве базового уровень, полученный после ремонта и настойки системы.

Отправная точка для начала активных действий по исправлению ситуации, вышедшей за пределы допустимого, зависит от величины системы. Например, для системы производительностью 45 тонн/час, 10%-ое уменьшение означает, что постоянно теряется около 4 500 кг/час конденсата. За год это обходится в несколько тысяч долларов дополнительных затрат на энергию, воду и ее обработку. Были отмечены случаи, когда затерянные в углах конденсатные насосы месяцами перегоняли по байпассу конденсат в канализацию. Если бы действовал мониторинг системы, то это бы продолжалось всего несколько часов или, максимум, дней.

ОТВ №2. Температура конденсата

В большинстве случаев, температура не измеряется или не регистрируется. Сделать это очень просто. Все, что требуется - это датчик температуры стоимостью 100 долларов. Повышенная температура возвращаемого конденсата является отличным заменителем индикатора неисправности конденсатоотводчиков.

Повышение температуры является другим фактором, уровень которого, определяющий отправную точку для начала активных действий, может устанавливаться только на основании опыта. Если налажен мониторинг этого фактора и можно сравнить его величину до проведения обследования или техобслуживания конденсатоотводчиков и после него, то можно создать экономическую модель прогнозирования такого периода проведения работ по проверке конденсатоотводчиков, который будет предварять возникновение убытков. Большинство программ по обеспечению надлежащей работы конденсатоотводчиков предусматривают, вместо этого, начало работ по истечению определенного количества календарных дней, прошедших после проведения последней такой работы ( например, один раз в год). Зная величину экономически оправданных интервалов между очередными обслуживаниями или ремонтами конденсатоотводчиков, можно выиграть тысячи долларов в год.

ОТВ №3. КПД котла (При полной и частичной нагрузке)

Эффективность котла для многих людей может означать множество понятий. Педанты знают, что реальное определение кпд котла (например, по методу ASME 1)) представляет собой скрупулезный процесс. Для целей, поставленных в данной статье, кпд котла может означать любое понятие, которое можно позволить использовать в этом качестве. Например, если вы управляете довольно крупным энергетическим объектом и он работает по много часов, то проведение более глубокого анализа и применение более широкого инструментария может быть оправданным, так как даже небольшое повышение эффективности означает большую экономию средств. Для небольших котельных, кпд котла могло бы просто означать количество выработанного пара, деленного на количество использованного топлива за каждый час работы.

Каждый котел является индивидуумом по своим характеристикам. Два, так называемых, идентичных котла будут иметь абсолютно разные кпд при полной и частичной нагрузке. Слежение за параметрами работы может позволить обнаружить потерявшие с течением времени первоначальную настойку регуляторы газа и тяги, которые в противном случае остались бы незамеченными.

Эти же сведения могли бы использоваться и для подтверждения того, что там, где это необходимо, применяется наиболее подходящее оборудование ( т.е. наиболее эффективное для данных условий эксплуатации).

В некоторых котельных также применяются портативные приборы для проверки через каждый час состава дымовых газов. Стоимость этих приборов резко упала за последние несколько лет. Они могли бы предоставить другую важную информацию.

ОТВ №4. Состояние подогревателя воздуха

Если для повышения эффективности процесса сгорания применяется подогреватель воздуха, то известно ли, что он нормально работает? Когда он потеряет работоспособность настолько, что стоило бы его остановить на очистку? Проследить это очень просто. Можно замерить температуры, установить величину производительности теплообменника и сравнить ее с расчетной величиной или с лучшими показателями, полученными после очистки.

Эффективность (или кпд) есть мера того, сколько тепла передается фактически по сравнению с тем, сколько тепла должно быть передано. Плохо работающий подогреватель воздуха может стоить нескольких процентов кпд и нескольких тысяч долларов в год дополнительных затрат на топливо.

ОТВ №5. Пределы продувок котла

Пределы продувок котла обычно устанавливаются в зависимости от особенностей химического состава воды. Однако, если диапазон величин уже установлен, кто следит за продувкой и каким образом? Если есть автоматический регулятор продувки, то нет вопросов. Однако, если его нет, то нужен записывающий прибор или формуляр наблюдений, чтобы убедиться, что на всех сменах продувка выполняется правильно.

Этот вопрос касается не только экономии чистой горячей воды. Он также касается накипи на трубах и падения кпд. Накипь небольшой толщины означает большое падение кпд. Датчики проводимости продувки и самописцы всегда являются отличными инструментами учета. Они, кроме того, не оставляют шансов поставщикам химикатов для обработки воды уйти от ответственности.

ОТВ №6. Работа экономайзера

Ведение таблиц учета параметров работы экономайзера означает, что вы не только учитываете фактическое количество тепла, но и делаете еще кое-что.

Для большинства экономайзеров это сводится к измерению четырех разных температур и занесению их в формуляр. Эти четыре температуры можно использовать для вычисления параметров работы экономайзера и контролируемых пределов. Такими температурами являются : температуры дымовых газов на входе и выходе и температуры воды на входе и выходе. Эти числа можно сопоставить с расчетными характеристиками.

_________________________________________

1) ASME - Американское общество инженеров-механиков.

ОТВ №7. Анализ производства пара.

Приходилось ли вам проезжать зимой мимо заводов и всюду наблюдать что-то похожее на гейзеры? Часто удивляет, представляют ли себе работники этих заводов все те места, где может происходить утечка пара. Одна из самых плодотворных возможностей относится к доведению до минимума потерь через неисправные предохранительные клапаны, РОУ, змеевики или свищи в старых трубах. Сейчас очень немногие имеют время, чтобы вести учет всех таких мест, обходя километры распределительных паропроводов на территории предприятий, занимающих десятки гектаров. Но если вы следите за имеющимися у вас данными, то они буквально выкрикнут вам ту информацию, в которой вы нуждаетесь, чтобы быть человеком «в курсе дела».

На всех предприятиях имеется взаимосвязь потребления пара с объемом произведенной продукции и/или за день отопительного сезона. Конечно, имеется множество других переменных факторов. Этот метод не является точным, но он предназначен, чтобы выявить тенденцию и указать, что пора принимать какие-то серьезные меры во время обхода.

Нельзя допускать, чтобы вам звонил директор и первым давал вам знать, что в западной части завода образовался новый маленький Йеллоустонский гейзер, пробившийся через крышу завода.

ОТВ №8. Производство пара при отсутствии нагрузки

Производство пара при отсутствии нагрузки есть тот пар, который производится и теряется. Это - тот пар, который требуется, чтобы поддерживать систему под давлением и в разогретом состоянии в то время, когда продукция не производится. Увеличение производства пара при отсутствии нагрузки означает, что плохо работающие конденсатоотводчики, утечки пара и неизолированные трубопроводы стали увеличивать потери.

Отслеживание величины производства пара при отсутствии нагрузки в сочетании с отслеживанием температуры конденсата и удельного расхода пара на единицу продукции и на день отопительного периода начинает продвигать вас ближе к тому, чтобы перед вами открылись большие возможности.

ОТВ №9. Турбины по сравнению с электродвигателями для вспомогательных механизмов

Использование отработавшего в турбине пара все-таки обеспечивает большую выгоду по сравнению с понижением давления пара при помощи регулятора до тех пор, пока большая часть этого пара действительно используется. В каждом отдельном случае нужно вычислять предел, до которого конкретное решение не будет приносить убытки. В любом случае оно зависит от величины турбины, нагрузки, возврата конденсата и расхода питательной воды, температур, стоимости энергии и многих других переменных. Однако, его стоит выразить в численном виде и оно стоит того, чтобы присутствовать в нормальном ежедневном списке проверок и задач оператора.

ОТВ №10. Потребление воды из внешнего источника по сравнению с производством пара

Хорошо ли работает система водоподготовки? Как вы это определяете? Когда наступает время замены смол или устройств для регенерации? Если вы никогда не проверяли общий расход воды, используемой для приготовления данного количества питательной воды, вы никогда это не узнаете. Системы химической обработки воды потребляют большое количество воды для обратной промывки. Если органы управления расходом воды для обратной промывки работают неправильно, вы должны стремиться сразу же узнать об этом.

Периодичность сбора данных

Должны ли данные регистрироваться каждый час, или каждую смену, или каждые сутки? Ответ «да» на каждый из этих вопросов. В некоторых случаях ОТВ изменяются незначительно и не приносят больших убытков, если они некоторое время не контролируются. Другие ОТВ, такие как удельное потребление пара на единицу продукции или сутки отопительного периода, вы должны стремиться знать, по возможности, немедленно. Это - другая, специфическая для местоположения вашего предприятия особенность, которая требует изучения применительно к конкретным условиям и затратам.

Атака на установленные пределы

Каждый знает, что нельзя управлять тем, что вы не можете измерить. Предложенные в данной статье разновидности оценок и анализа позволят вам, может быть впервые, суметь более ясно понять, что пределы не являются непоколебимыми. Например, можно начать бороться за снижение производства пара при отсутствии нагрузки.

Создание системы ОТВ для рабочих параметров позволяет численно оценивать и сравнивать родственные предприятия. Конечно, никто не может возлагать ответственность на другого за то, что у него устаревшее и изношенное оборудование, в то время как другое предприятие оснащено новым. Однако, в этом мире конкуренции, нам всем надо быть ответственными за то, чтобы делать самое лучшее из того, что мы можем, на оборудовании, которое имеем.

Куда двигаться дальше

В наши дни все труднее и труднее обосновать проекты капиталовложений даже в те проекты, которые сулят хорошую, надежную и очень осязаемую выгоду. В мире финансовых операций трудно получить финансирование, если только оно не предназначено для здравоохранения и повышения безопасности, или для повышения надежности оборудования. Особенно трудно получить средства на оборудование для сбора данных, которое как раз предназначено для того, чтобы помочь улучшить управление процессами. Именно поэтому, при помощи внедрения приведенной в этой статье концепции, можно, по крайней мере, начать получать некоторую прибыль, не затрачивая больших средств.

Чтобы создать систему ОТВ, имеющую смысл для вашего предприятия, начинайте с подходов к созданию команды. Разработайте отчеты о результатах измерения рабочих параметров и вывешивайте их на доске объявлений в котельной. Используйте методы статистического анализа процессов управления, чтобы сделать анализ данных более значительным. Вдохновляйте свою команду при помощи призов и премий за установление диапазонов ОТВ и за эффективные действия.

Не останавливайтесь на паре. Переходите к формулированию ОТВ для системы сжатого воздуха, как, например, «Каков расход сжатого воздуха при отсутствии нагрузки?» или «Когда эффективность интеркулеров понизится настолько, что им потребуется чистка?».

Система ОТВ для воды, используемой в технологическом процессе для охлаждения, могут включать параметры, позволяющие отключать насосы или градирни на период малого потребления. Кроме того, можно оценить использование воды, подготавливаемой в градирне, по отношению к перепаду температур на градирне или к расходу воды.

Если этот подход применять правильно, то можно легко сократить расходы на топливо по крайней мере на 5% за счет очень небольших затрат или вообще без них. Эта концепция применялась при техобслуживании системы вентиляции трех крупных автомобильных заводов. Подтвержденная экономия составила 200 000 долларов (10% от расходов на отопление всех заводов), при одновременном повышении комфортности всего только за один сезон. Принцип работает и определенно стоит затрачиваемых усилий.

В настоящее время широко распространены установки с асинхронным двигателем (далее АД). Подавляющее большинство этих установок работает со станциями прямого пуска. Структура станции прямого пуска показана на рис.1. Основной недостаток этой системы- большая нагрузка на сеть при пусках (3-х кратные токовые перегрузки), соответственно трехкратный пусковой момент вызывает быстрый износ погружной установки. Последствие перегрузок- разрушение подшипников, опор, уплотнений, и , что более опасно, увеличивается вероятность “полета” установки. Поэтому, при работе с такой станцией накладывается ограничение на количество пусков.

В то же время для увеличения срока службы погружного двигателя и насоса станция управления должна анализировать режим работы и выключать установку при выходе из рабочего режима. Среди основных параметров, по которым отключается установка:

режим недогрузки (газовые пробки и отсутствие пластовой жидкости приводят к перегреву и выходу из строя насоса)

режим перегрузки (присутствие песка и парафина, а также подклинивание насоса вызывают повышение тока в обмотках двигателя, что сокращает его срок службы)

неправильное чередование фаз (обратное вращение двигателя и насоса приводит к развинчиванию соединений)

несимметрия фаз входного напряжения, повышенное и пониженное напряжение питания (уменьшается срок службы двигателя)

Отключение может происходить и по сигналам погружной телеметрии, которая измеряет перепад давлений, температуру и вибрацию.

Таким образом, с одной стороны, для увеличения срока службы установки необходимо ее отключать при неблагоприятных и аварийных режимах, а, с другой стороны, повторные включения имеют нежелательные последствия.

Для решения этой проблемы существует несколько вариантов:

производить запуски установки с мобильных преобразователей или блоков мягкого пуска (не увеличит стоимость станции, но недопустимо усложнит эксплуатацию)

включить в состав станции блок плавного пуска (стоимость станции увеличится на 1000-1500$)

использовать станции с преобразователем частоты (увеличит стоимость станции на 5000$, если работать на асинхронный двигатель с номинальной частотой вращения 3000об/мин)

Помимо прочего, использование преобразователя частоты позволит регулировать расход насоса, что важно для скважин с переменным дебитом, а так же упрощает подбор оборудования под каждую скважину.

Структуры станций позволяющих плавно включать асинхронные двигатели показаны на рис.2 и рис.3.

Попытки создать управляемый привод для серийных установок с АД и насосом на 3000об/мин приводят к существенному увеличению их стоимости. Однако, комплексный подход к созданию управляемой установки позволяет достичь уровня цен установок с прямым пуском. Достигается это при увеличении рабочих частот вращения, и при использовании вентильных электродвигателей вместо асинхронных.

Специалисты ЗАО “АВАНТО” разработали ряд регулируемых вентильных электродвигателей мощностью 8, 16, 24, 32, 45, 65 кВт для привода погружных центробежных, винтовых и объемных электронасосов, применяемых при добыче нефти.

Электромеханическая часть вентильных электродвигателей выполнена с возбуждением от высокоэнергетических постоянных магнитов.

Электронный преобразователь частоты выполнен на IGBT модулях, он функционально и конструктивно совмещен со станцией управления погружными электронасосами.

Вентильные электродвигатели обеспечивают следующие функциональные возможности и преимущества:
мягкий пуск электродвигателя;
регулирование частоты вращения в широких пределах;
возможность работы на повышенных, по сравнению с традиционными погружными электродвигателями, частота вращения до 6000 об/мин и пониженных - до 300 об/мин;
уменьшение длины погружной части электропривода. При сохранении частоты вращения 2800-3400 об/мин длина погружной части электроприводов уменьшается в 2 раза по сравнению с длиной асинхронного электродвигателя. При повышении частоты вращения до 5000-6000 об/мин общая длина погружного агрегата (электродвигатель + гидрозащита + насос центробежного типа) снижается в 3 раза. Также на низких частотах вращения (300-700 об / мин) длина погружного вентильного электродвигателя меньше длины асинхронного электродвигателя в 4 раза.
ускорение вывода скважины на номинальный режим нефтедобычи;
возможность централизованного управления от компьютера с целью реализации оптимального режима эксплуатации нефтяного пласта. Электроприводы удовлетворяют стандартам, принятым в нефтедобывающей промышленности. Они прошли опытную эксплуатацию на нефтедобывающих предприятиях России. Энергетические, массогабаритные и эксплуатационные характеристики разработанных электроприводов выше, а стоимость ниже по сравнению с известными электроприводами, например, приводами фирмы «REDA», США, снабженными преобразователями частоты фирмы «CENTRILIFT» США.

Преобразователь частоты для вентильного двигателя (далее ВД) отличается от преобразователей частоты для асинхронных двигателей. Для управления вентильным электродвигателем преобразователь должен иметь датчик положения ротора (далее ДПР). Обычно ВД имеют механические ДПР, сигналы от которого по отдельным проводам поступают на систему управления преобразователя. В случае с погружной нефтедобывающей установкой, когда к двигателю подходит кабель длиной до 1,5 км, нет возможности использовать такой вариант. Наша фирма впервые применила на практике электронный ДПР, который вычислял положение ротора по силовым проводам трехпроводного кабеля. Для высоких частот вращения двигателя энергетически более выгодно использовать силовую структуру, показанную на рис.4. Промысловые испытания показали работоспособность этой установки.

Совместно с заводом “АЛНАС” специалистами ЗАО “АВАНТО” была разработана однопроводная вентильная установка. В отличие от трехпроводной установки преобразователь частоты разбит на две части: наземная, которая включает в себя высоковольтный регулятор напряжения и систему управления, и погружной инвертор. Погружной инвертор работает при температуре до 100ОС и давлении до 200 атм. На рис.5. показана структура такой установки. Это техническое решение позволяет вместо кабеля с тремя жилами использовать одножильный кабель. Цена установки при этом уменьшается за счет экономии меди, что существенно при длине кабеля 1,5 км.

Сотрудничество нашей фирмы с заводом “АЛНАС” началось в 1996 году. За время совместной работы была разработана серия вентильных установок для добычи нефти. В таблице приведены сравнительные характеристики этих установок.

Тип установки

Мощность на валу, кВт

Частота вращения, об/мин

Напор насоса, атм

Расход насоса, куб.м/сутки

Примечание

трехпроводная

0...6000

трехпроводная

0...6000

трехпроводная

0...6000

однопроводная

0...6000

однопроводная

0...6000

В настоящее время на промысловых испытаниях находится 80 трехпроводных вентильных установок мощностью 45кВт. Из них более 30-ти установок отработали свыше 300 суток.

Трехпроводные установки на 32кВт и на 65кВт успешно прошли заводские испытания и отправлены на промысловые испытания.

Первые однопроводные установки проходили промысловые испытания на скважинах “ТАТНЕФТЬ” и в Нижневартовске. Одна из установок проработала в дискретном режиме (пуск-остановка) 430 суток и была поднята по причине планового ремонта скважины. Другие установки проработали по 100-150 суток. Ни одного отказа по вине погружного инвертора не было.

В настоящее время проводится доработка и поставка на серию оптимизированных однопроводных установок мощностью 45 кВт. На промысловых испытаниях находится установка мощностью 32 кВт.

В разработке находится однопроводный привод на 60кВт.

В качестве продолжения идеи однопроводной установки разрабатывается преобразователь с высокочастотным звеном (см. рис. 6). В этой структуре будет использоваться то же количество силовых полупроводниковых элементов, что и в предшествующих станциях, но будет отсутствовать силовой трансформатор ТМПН. За счет этого дополнительно уменьшится стоимость однопроводной установки и упростится ее монтаж.

Вывоз строительного мусора контейнерами и газелями: ознакомиться, быстро и качественно

Новая страница 1.
Методические рекомендации.
Газ угрожает экономике.
Інвестиції стають головним напря.
Котел с минимальным влиянием на.

Главная страница -> Переработка мусора

Реклама