Зайкинское газоперерабатывающее предприятие

Введение Большую роль в развитии всех отраслей народного хозяйства России играе т электроэнергетика. Она необходима и в сельском хозяйстве, и в быту, и в с фере услуг, и в транспортном хозяйстве. Но основными потребителями элект роэнергии являются промышленные предприятия, так как они расходуют бол ьшую часть всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии. Для нормальной работы любого предприятия должно быть обеспечено беспе ребойное снабжение его электроэнергией в необходимом количестве и над лежащего качества, для того, чтобы избежать потерь от остановки производ ства. То есть основные значения показателей качества электроэнергии: на пряжение, броски напряжения, частота должны удовлетворять заданным тре бованиям. Большое внимание должно уделяться вопросам: создания необходимой наде жности электроснабжения, экономичности и удобства эксплуатации рассма триваемых схем электроснабжения. Затраты на их строительство и дальней шую эксплуатацию должны быть минимальными. Так же нужно учесть и возможн ость дальнейшего развития производства. Целью данного дипломного проекта является проектирование системы элек троснабжения дожимной компрессорной станции (ДКС), являющейся частью Ор енбургского газопромыслового управления. Для решения этой задачи необ ходимо рассмотреть следующие вопросы: выбора числа, типа и мощности тран сформаторов трансформаторных подстанций (ТП) и главной понижающей подс танции (ГПП), расчета электрических нагрузок, выбора сечений и марки кабе лей, выбора защитных устройств, расчета токов короткого замыкания(КЗ), ра счета заземления и молниезащиты ДКС. При выполнении проекта использовались различные вспомогательные исто чники, методические указания, справочные материалы. 1. Краткая характеристика технологического процесса и классиф икация потребителей ДКС ДКС устанавливается на группу установок комплексной подготовки газа(У КПГ) УКПГ-1,3,6 и УКПГ-2 с целью обеспечения необходимых отборов газа на промы сле и давлений газа у Оренбургского газоперерабатывающего завода(ОГПЗ), а также продления подготовки газа к транспорту на этих УКПГ методом низк отемпературной сепарации. Газ, после установок компрессорной подготовки газа с давлением 2,7-3,6 МПа и т емпературой от - 15 ° С до +15 ° С поступает на ДКС. Технологической схемой ДКС предусматриваются следующие технологичес кие процессы: 1. Грубую очистку газа, поступающего с УКПГ, и улавливание пробок жидко сти на входе в станцию; Тонкую очистку газа перед ком примированием на каждой газоперекачивающей установке; Компримирование газа в многоступенчатых центробежных нагнетателях; Охлаждение скомпримированного газа в аппаратах воздушного охлаждения ; Продувку компрессоров и всего оборудования ДКС очищенным газом; Систему приема, подготовки и транспорта конденсата, поступающего из кон денсаторопроводов и с газом, на ОГПЗ. Гр убая очистка и улавливание конденсатных пробок осуществляется во вход ных сепараторах. Далее газ поступает на газоперекачивающие установки, н а всасе каждой из которых устанавливаются фильтры-сепараторы, которые с лужат для более тонкой очистки газа, поступающего на всас компрессоров, а также для улавливания пыли и частиц жидкости, унесенных из входных сеп араторов станции. Конденсат, уловленный во входных сепараторах и фильтрах-сепараторах, со вместно с конденсатом от УКПГ 1,3,6 и УКПГ-2 подается на установку подготовки и транспорта конденсата. На этой установке конденсат дегазируется до 3,7-1,2 МПа и насосами сжимается до давления 6,1МПа и подается на ОГПЗ. Газ дегазац ии сжимается до 3,1-3,7 МПа в эжекторах и подается на всас компрессоров. Актив ный газ на эжекторы отбирается с нагнетания компрессоров с давлением 6,6 М Па. Компримирование основного потока газа до давления 6,6 МПа предусматривае тся газоперекачивающими агрегатами. Скопримированный газ с давлением 6,6 МПа и температурой +90 - 115 ° С поступает на аппар аты воздушного охлаждения, которые как и фильтры сепараторы являются ин дивидуальными для каждого газоперекачивающего агрегата(ГПА) и вместе с агрегатом образуют модульную газоперекачивающую установку. В аппарата х воздушного охлаждения газ охлаждается до 40 ° С или ниже и подается в газопроводы на ГПЗ. В связи с тем, что ДКС предназначена для комрпимирования газа, содержаще го сероводород, с целью исключения выброса сероводорода в атмосферу при пусках и остановках ГПА на ДКС предусматривается установка факелов с не обходимыми факельными трубопроводами, которые служат для сжигания сер оводородного газа. Для безопасной эксплуатации оборудования ДКС преду сматривается продувка его очищенным от сероводорода газом при останов ках. Потребителями ДКС являются токоприемники, обслуживающие газотурбинны е агрегаты, закупаемые по импорту, и токоприемники вспомогательной зоны . В соответствии с “Методическими указаниями по нормированию категорийн ости электроприемников(ЭП) объектов газовой промышленности”, РТМ-51-33-80 пот ребители ДКС по надежности электроснабжения относятся к I категории. Внешнее электроснабжение ДКС решено в соответствии с техническими усл овиями ОАО “Оренбурггазпром”, разрешения ОАО “Оренбургэнерго” на отпу ск мощности и с учетом требований, предъявляемых потребителям I категории, путем строительства на площадке Д КС подстанции(ПС) 35/10 кВ, подключаемой к существующим линиям 35 кВ Дедуровка – ГП 2 и УКПГ – 7 – ГП 2. В соответствии с “Методическими указаниями…” ДКС должна иметь, кроме дв ух независимых источников электроснабжения, еще и аварийный(третий) ист очник электоснабжения(электродизельный агреат). Этим источником являю тся аккамуляторные батареи и на каждом турбоагрегате собственный гене ратор. 2. Выбор напряжения для силовой и осветительной сети Питающее напряжение для ЭП может быть наиболее распространенным(380/220 В), ус таревшим(220/127 В), считающимся перспективным(660/380 В). Так как напряжение 220/127 В для питания экономически не оправдано ввиду больших потерь электроэнергии и большого расхода цветного металла, то к рассмотрению принимаются напр яжения 380/220 В и 660/38 В. Напряжение 660/380 В позволяет сократить потери мощности по сравнению с сист емой 380/220 В, на сооружение расходуется меньше цветного металла. Однако для питания осветительной нагрузки нужен понижающий трансформатор, то ест ь невозможно совместное питание силовой и осветительной нагрузки от од ного трансформатора, тогда как на напряжение 380/220 В необходимость в дополн ительном трансформаторе отпадает. С точки зрения электробезопасности напряжение 380/220 В выгоднее, так как нап ряжение между фазой и землей относительно низкое. Учитывая вышеперечисленные достоинства и недостатки этих напряжений, для питания силовой и осветительной сети данной ДКС принимается напряж ение 380/220 В. 3. Расчет электрических нагрузок Расчет электрических нагрузок рассматривается на примере блока водопо дготовки. 3.1. Расчет электрических нагрузок блока водоподготовки Определяется нагрузка магистрального шинопровода ШМА(она же нагрузка по блоку водоподготовки), от которой питаются следующие ЭП: Насос: Ки=0,8; cos j =0,85 /2/; tg j =0,62; n =3; P н=250 кВт(один насос наход ится в резерве); Насос вспомогательный: Ки=0,8; cos j =0,85 /2/; tg j =0,62; n =3; P н=0,18 кВ т; Насос подачи химических реагентов: Ки=0,55; cos j =0,85 /2/; tg j =0,62; n =1; P н=3 кВт; Агрегат подачи кислорода: Ки=0,5; cos j =0,7 /2/; tg j =0,71; n =1; P н=1,5 кВ т; Вентилятор: Ки=0,7; cos j =0,75 /2/; tg j =0,66; n =2; P н=7 кВт; Определятся нагрузка за наиболее загруженную смену по /4/ P см=Ки* P н; (3.1) Q см= P см* tg j ,(3.2) где Ки – коэффициент использования активной мощности ЭП; tg j - коэффициент реакти вной мощности. Для насосов: P см= n * p н*Ки=3*250*0,8=600 кВт; Q см=600*0,62=372 квар. Для вспомогательных насосов: P см=3*0,18*0,8=0,43 кВт; Q см=0,43*0,62=0,27 квар. Для насоса подачи химических реагентов: P см=1*3*0,55=1,65 кВт; Q см=1,65*0,62=1,02 квар. Для агрегата подачи кислорода: P см=1*1,5*0,5=0,75 кВт; Q см=0,75*0,71=0,53 квар. Для вентиляторов: P см=2*7*0,7=9,8 кВ; Q см=9,8*0,66=6,47 квар. Результаты расчета заносим в графы 7 и 8. Определяется групповой коэффициент использования по/4/ (3.3) Результат заносится в графу 6 итоговой строкой. Определяется Результат заносится в графу 9 итоговой строкой. Определяется эффективное число ЭП по /4/ (3.4) Принимается целое меньшее число n эф=3. Результат заносится в графу 10 итоговой строкой. В таблице Ж.2 /4/ определяется коэффициент расчетной нагрузки Кр в зависимо сти от Киг=0,8 и nэф=3, Кр=1. Результат заносится в графу 11. Определяется расчетная активная нагрузка P р=Кр* P см. (3.5) P р=1*612,63=612,63 кВт(графа 12). Определяется расчетная реактивная нагрузка Q р=1,1* Q см. (3.6) Q р=1,1*380,29=417,81 квар. (графа 13). Определяется полная расчетная мощность (3.7) Расчетный ток (3.8) Результаты расчетов приведены в таблице 3.1. 3.2. Расчет освещения блока водоподготовки(светотехнический расче т) Задачей светотехнического расчета осветительной установки является о пределение числа мощности источников света, обеспечивающих нормирован ную(с учетом коэффициента запаса) освещенность. Расчет ведется по методу коэффициента использования светового потока для производственных помещений и по методу удельной мощности для бытов ых помещений. Расчет по методу коэффициента использования светового потока производ ится в следующем порядке: Выбор вида освещения(рабочее, аварийное); Выбор системы освещения(общее, местное, комбинированное); Выбор типа источников света; Выбор освещенности; Выбор коэффициента запаса(зависит от производственного процесса); Выбор типа осветительных приборов; Выбор высоты подвеса светильников; Выбор расположения светильников в плане помещения; Определение светового потока ламп для обеспечения принятой освещеннос ти; Выбор мощности ламп, обеспечивающих световой поток; Определение суммарной установленной мощности источников света; Проверка правильности расчетов. В качестве примера рассматривается расчет теплопункта. Результаты рас четов по другим отделениям сводятся в таблицу 3.2. Основные размеры теплопункта: Длина А=5,5 м.; Таблица 3.1. – Расчет электрических нагрузок Наименование исходных данных Справочные данные Расчетная величина nэф Кр Расчетная нагрузка Расчетный ток Iр Наименование ЭП Количество n Номинальная (установленная) мощность, кВт Ки cos j / tg j Рсм Qсм n*рн2 Активная, кВт Реактивная, квар Полная, кВА Одно го ЭП рн Общая Рн=n*рн Рр Qр Sр 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1. Н асос 3 250 750 0,8 0,85/ 0,62 600 372 187500 2. Насос в спомогательный 3 0,18 0,54 0,8 0,85/ 0,62 0,43 0,27 0,1 3. Насос подачи хим. реагентов 1 3 3 0,5 0,85/ 0,62 1,65 1,02 9 4. А грегат подачи кислорода 1 1,5 1,5 0,5 0,7/ 0,71 0,75 0,53 2,25 5. В ентилятор 2 7 14 0,7 0,75/0,66 9,8 6,47 98 Итого по блоку 10 -- 19,04 -- 0,85/0,62 612,63 380,29 187609,35 3 1 612,63 417,8 741,5 1126,7 Ширина В=3 м.; Высота Н=6 м. Высота рабочей поверхности h р=0 /4/. Площадь помещения S =16,5 м2. Расчет рабочего освещения блока, обеспечивающие необходимые условия р аботы при нормальном режиме работы осветительной установки, обязатель но во всех случаях, независимо от наличия аварийного освещения /5/; Принимается и выполняется расчет общего равномерного о свещения /8/; Для общего освещения при высоте производственных помещений до 6 метров п рименяются лампы накаливания /5/; Данное отделение относится к VIII а разряду зрительной работы с минимальной освещенностью Е min =75 лк /4/; Коэффициент запаса Кз=1,3 /5/; Принимается тип светильника НСП 11 /8/; Высота подвеса светильников по /6/ hc =0,2( H - hp ) (3.9) hc =0,2(6-0) =1,2м. Расчетная высота по /6/ h=H-hp-hc(3.10) h=6-0-1,2=4,8м. Принимается одна лампа с размещением в центре. Для определения светового потока лампы находится индекс помещения (3.11) Принимается стандартное значение i ст=0,5 /8/. По /8/ определяется коэффициент использования светового пото ка при светотехнических коэффициентах, характеризующих состояние стен , потолка, рабочей поверхности с с =30%, с п =50%, с р=10% Ки=23. Расчетная величина светового потока лампы, обеспечивающа я нормируемую освещенность определяется по формуле (3.12) где z – коэффициент минимальной осве щенности( z =1,15 по/4/); N – количество светильников. По /8/ принимается лампа накаливания мощностью P н=15 Вт и световым потоком F н=85 л м. Стандартный световой поток не должен отличаться от стандартного меньш е, чем на 10% и больше, чем на 20%. (3.13) Превышение светового потока допустимо. Результаты расчетов по остальным отделениям приведены в таблице 3.2. Расчетная мощность освещения блока определяется методом коэффициента спроса и с учетом потерь в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА) по /4/ P ро= P но*Кс*КПРА,(3.14) где P но – номинальная мощность освет ительной сети; Кс – коэффициент спроса(для производственных зданий, состоящих из отде льных помещений Кс=0,8 /2/); КПРА=1 для ламп накаливания – коэффициент, учитывающий п отери в ПРА. P ро=180*0,8*1=144 Вт. 3.3. Расчет электрических нагрузок по ТП Так как известны установленные мощности Рн групп ЭП и коэффициенты мощн ости cosц и спроса Кс каждой группы /9/, т о для определения расчетных нагрузок применяется метод коэффициента с проса. Расчетную нагрузку группы однородных по ремонту работы приемников опр еделяется по формулам Рр=Кс*Рном; (3.15) Q р=Рр* tgц ; (3.16) (3.17) где Кс – коэффициент спроса электроэнергии по цехам и блокам /2/; tgц – соответствует cos ц данной группы приемников /2/. Коэффициент одновременности Ко=1. Результаты расчетов за носятся в таблицу 3.3. Таблица 3.2. – Расчет освещения блока водоподготовки Наимено вание отделения А, м В, м Н, м Еmin, лк N, шт. Кз Тип светильника ip сп, сс, ср,% z Ки Fp Fн Рн, Вт Рн*n, Вт Насосна я 9 16 6 100 5 1,3 НСП 11 1,2 50 30 10 1,15 52 82,8 85 15 75 Теплопу нкт 5,5 3 6 75 1 1,3 НСП 11 0,4 50 30 10 1,15 23 80,44 85 15 15 Коридор 3 6 6 10 1 1,3 НСП 11 0,42 50 30 10 1,15 14 81,7 85 15 15 Приборная 3 4,5 6 150 2 1,3 НСП 11 0,5 50 30 10 1,15 14 105,4 85 15 30 Склад запчастей 4 3 6 75 1 1,3 НСП 11 1,3 50 30 10 1,15 14 91,9 85 15 15 Вспомогательный блок 6 5,5 6 100 2 1,3 НСП 11 1,3 50 30 10 1,15 32 74,7 85 15 30 Ит ого 180 Та блица 3.3. – Расчет электрических нагрузок по ТП Наименование цеха Кол-во n Рн, кВт n*Pн, кВт Кс cosц/tgц Рр, кВт Qp, квар Sр, кВА 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ТП-1 1.1. Здания компрессора 5 157 785 0,87 0,9/0,48 682,95 327,82 757,55 1.2. Здания воздушных фильтров 5 24 120 0,8 0,8/0,75 96 72 120 1.12 Подогр еватели топливного газа 1 10 10 0,9 1/0 9 0 9 1.13 Блок-бокс компрессорной воздуха 1 37 37 0,87 0,9/0,48 32,19 15,45 35,77 6 Компрессорная сжатого возду ха 1 63 63 0,87 0,9/0,48 54,81 26,31 60,9 5 Диспетчерская №1(СКЗ) 1 5 5 1 0,8/5 3,75 6,25 9 Блок-бокс сетевых насосов горячего водоснабжения 1 208 208 0,75 0,8/0,75 156 117 195 Итого по ТП-1 15 1035,95 562,33 1184,47 ТП-2 Ос вещение территории - - 54 0,6 1/0 32,4 - 32,4 1.3. Воздушные холодильники 5 96 480 0,79 0,9/0,48 379,2 182,02 420,62 Узел ком примирования газа №1 1 327 327 0,87 0,8/0,75 284,49 213,37 355,61 1.14 Бокс регенерации масла 1 42 42 0,9 0,9/0,48 37,8 18,14 42 3.4. Блок-бокс насосной масел 1 42 42 0,75 0,8/0,75 31,5 23,63 39,38 СКЗ 1 5 5 1 0,8/0,75 5 3,75 6,25 Итого по ТП-2 9 770,39 440,91 896,26 ТП-3 2.1. З дания компрессоров 5 157 785 0,87 0,9/0,48 682,95 327,82 757,55 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.2. Здания воздушных фильтров 5 24 120 0,8 0,8/0,75 96 72 120 5 Диспет черская №2(СКЗ) 1 5 5 1 0,8/0,75 5 3,75 6,25 7 Служебно-эксплуатационный б лок 1 65 65 0,5 0,7/1,02 32,5 33,15 46,43 20 Заглубленный склад 1 1,33 1,33 0,6 1/0 0,8 0 0,8 25 Склад импортного оборудован ия 1 5,5 5,5 0,6 1/0 3,3 0 3,3 Итого по ТП-3 14 820,55 436,72 934,33 ТП-4 Ос вещение территории - - 54 0,6 1/0 32,4 - 32,4 Узел компримирования газа №2 1 327 327 0,87 0,8/0,75 284,49 213,37 355,61 2.3. Воздуш ные холодильники газа 5 96 480 0,79 0,9/0,48 379,2 182,02 420,62 21 Канализационная насосная(для прекачки стоков) 1 75 75 0,75 0,8/0,75 56,25 42,19 70,31 СКЗ 1 5 5 1 0,8/0,75 5 3,75 6,25 Итого по ТП-4 8 757,34 441,33 885,19 ТП-5 10 Б лок-бокс насосной сетевых насосов 1 170 170 0,75 0,8/0,75 127,5 95,63 159,38 11Блок-бокс насосной наружного пожаротушения 1 160 160 0,75 0,8/0,75 120 90 150 12 Блок-бокс насосной хоз/пит. водоснабже ния 1 48 48 0,75 0,8/0,75 36 27 45 4.3. Блок-бокс распаковки ингиби тора 1 93 93 0,5 0,75/0,88 46,5 40,92 62 4.2. Блок-бокс насосной 1 57 57 0,7 0,8/0,75 39,9 29,93 53,44 2.12 Подогреватели топливного г аза 1 10 10 0,9 1/0 9 0 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8 Блок водоподготовки 1 0,8/0,75 612,63 417,81 741,54 Освещение блока 0,184 - 0,184 Итого по ТП-5 6 991,71 701,29 1220,54 Итого по ДКС 4375,94 2582,58 5120,79 18 4. Расчет питающей и цеховой сети блока водоподготовки В качестве понизительных ТП используются КТП – 1000; 1600/10/0,4(технические данны е приведены в таблице 7.2 в разделе 7 РПЗ). Выбираются элементы питающей сети. Сборные шины ТП. Рабочий ток (4.1) где I р – расчетный ток ТП-5. I р=1126,69 А. Выбираются алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 100 x 10 мм, I доп=1820 А/11/. Для защиты сборных шин принимается автомат серии ВА 53-43, Iном =2500А. Для питания блока принят кабель типа 2 x ААШвУ-1 x 800 мм2, Iдоп=1310 А. Проверка кабеля в аварийном режиме I доп’ =К1*К2* I доп, (4.2) где К1=0,9 – коэффициент, учитывающий прокладку кабелей в одн ой траншее/11/; К2=1 – коэффициент, учитывающий температуру земли и возду ха/11/. I доп’ =0,9*1*1310=1179А. I ав= I р=1126,69. I ав=1126,69А< I доп’ =1179А. Для питания ЭП блока используется магистральный шинопровод типа ШМА 4, Iн ом=1250А. /3/.