Automatización de la estación de bombeo de refuerzo. El programa de trabajo básico del módulo (disciplina) "Operación de estaciones de bombeo y compresor" Optimización del programa de trabajo de la operación de estaciones de bombeo.

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1 APROBADO por el Vicerrectorado de Trabajo académico SA Boldyrev 0 año.

2 CONTENIDO 1. Metas y objetivos de estudiar la disciplina El propósito de enseñar la disciplina Tareas de estudiar la disciplina Comunicación interdisciplinaria Requisitos para los resultados de dominar la disciplina Volumen de la disciplina y tipos de trabajo educativo Contenido de la disciplina Secciones de la disciplina y tipos de clases en horas (plan temático de la lección) Contenido de las secciones y temas curso de conferencias Ejercicios prácticos Estudios de laboratorio Trabajo independiente Materiales educativos y metodológicos sobre la disciplina Literatura básica y adicional, recursos de información Lista de ayudas visuales y de otro tipo, pautas y materiales para ayudas a la formación técnica Material de control y medición... 11

3 1.1. El propósito de enseñar la disciplina 1. Las metas y objetivos de estudiar la disciplina de formar conocimientos sobre los principales tipos de bombas, compresores, Equipo tecnológico; formación de habilidades en el diseño, construcción y operación de estaciones de bombeo y soplado, sistemas de abastecimiento de agua y saneamiento. 1.. Las tareas de estudiar la disciplina preparación de licenciados para diseño, producción, actividades tecnológicas, científicas y operación de estaciones de bombeo y soplado de sistemas de abastecimiento de agua y saneamiento Comunicación interdisciplinaria La disciplina "Bombas y estaciones de bombeo" se refiere a la parte variable de el ciclo profesional. Perfil "Abastecimiento de agua y saneamiento", la parte principal. La disciplina "Estaciones de Bombeo y Soplado" se basa en los conocimientos adquiridos durante el desarrollo de las disciplinas: "Matemáticas", "Física", "Hidráulica", "Mecánica Teórica", "Arquitectura", "Dibujo", "Resistencia de Materiales" , "Materiales de construcción", "Geodesia de ingeniería", "Ingeniería eléctrica". Requisitos para la entrada de conocimientos, habilidades y competencias de los estudiantes. El estudiante debe: Conocer: los principales hechos históricos, los fundamentos del ordenamiento jurídico, documentos normativos y técnicos en la materia. actividad profesional; leyes fundamentales de las matemáticas superiores, la química, la física, la hidráulica, la ingeniería eléctrica, mecánica teórica, resistencia de materiales; Ser capaz de: adquirir de forma independiente conocimientos adicionales en literatura educativa y de referencia; aplicar los conocimientos adquiridos en el estudio de disciplinas anteriores; usar una computadora personal; Poseer: habilidades de decisión. problemas de matematicas; métodos de investigación gráfico-analíticos; métodos para establecer y resolver tareas de ingenieria. Disciplinas para las cuales la disciplina "Bombas y Estaciones de Bombeo" es la anterior: Disciplinas de una orientación de perfil: " Redes de agua”, “Redes de drenaje”, “Instalaciones de tratamiento y captación de agua”, “Disposición y limpieza de agua Aguas residuales”, “Equipo sanitario de edificios y estructuras”, “Suministro de calor y gas con los conceptos básicos de ingeniería térmica”, “Fundamentos de suministro de agua industrial y saneamiento”, “Fundamentos de saneamiento industrial”, “Operación de estructuras de suministro de agua y saneamiento sistemas”, “Reconstrucción de estructuras de sistemas de abastecimiento de agua y saneamiento”.

4 1.4. Requisitos para los resultados de dominar la disciplina El proceso de estudio de la disciplina "Calefacción" está dirigido a la formación de las siguientes competencias: posesión de una cultura de pensamiento, la capacidad de generalizar, analizar, percibir información, establecer un objetivo y elegir caminos. para lograrlo (OK-1); la capacidad de construir de manera lógica, correcta, razonable y clara discurso escrito(DE ACUERDO-); capacidad de uso de las normas documentos legales en sus actividades (OK-5); utilizar las leyes básicas de las ciencias naturales en las actividades profesionales, aplicar los métodos de análisis y modelado matemático, investigación teórica y experimental (PC-1); la capacidad de identificar la esencia científica natural de los problemas que surgen en el curso de la actividad profesional, para involucrarlos en la solución del aparato físico y matemático apropiado (PC-); posesión de los principales métodos, métodos y medios para obtener, almacenar, procesar información, habilidades en el trabajo con una computadora como medio de manejo de información (PC-5); conocimiento marco normativo en la zona encuestas de ingeniería, principios de diseño de edificios, estructuras, sistemas y equipos de ingeniería, planificación y desarrollo áreas pobladas(PC-9); posesión de métodos para realizar estudios de ingeniería, tecnología para diseñar partes y estructuras de acuerdo con términos de referencia utilizando paquetes de software estándar de cálculo y gráficos aplicados (PC-10); la capacidad de realizar un estudio de viabilidad preliminar de los cálculos de diseño, desarrollar la documentación técnica de diseño y trabajo, redactar el trabajo de diseño completo, monitorear el cumplimiento de los proyectos desarrollados y documentación técnica tarea, estándares, especificaciones y otros documentos reglamentarios(PC-11); dominio de la tecnología, métodos de puesta a punto y desarrollo de procesos tecnológicos industria de construccion, producción materiales de construcción, productos y estructuras, maquinaria y equipo (PC-1); la capacidad de preparar documentación sobre gestión de calidad y métodos estándar de control de calidad de procesos tecnológicos en sitios de producción, organización de trabajos, su equipo tecnico, colocación de equipos tecnológicos, vigilar el cumplimiento de la disciplina tecnológica y la seguridad ambiental(PC-13); conocimiento de la información científica y técnica, nacional e experiencia extranjera por perfil de actividad (PC-17); posesión de modelos matemáticos basados ​​en paquetes estándar para la automatización del diseño y la investigación, métodos de configuración y realización de experimentos de acuerdo con métodos específicos (PC-18); la capacidad de elaborar informes sobre el trabajo realizado, participar en la implementación de resultados de investigación y desarrollos prácticos (PC-19); conocimiento de las reglas y tecnología de instalación, ajuste, prueba y puesta en marcha de estructuras, sistemas de ingeniería y equipos de obras de construcción, muestras de productos fabricados por la empresa (PK-0); posesión de métodos para pruebas experimentales de equipos y soporte tecnológico (PC-1). Como resultado del dominio de la disciplina, el estudiante deberá: Conocer: tipos y diseños de los principales equipos de las estaciones de bombeo y soplantes; tipos y diseños de estructuras de estaciones de bombeo y soplado;

5 conceptos básicos de diseño y construcción de estaciones de bombeo y soplado. Ser capaz de: aceptar justificadamente soluciones de diseño de acuerdo con la composición del equipo tecnológico de las estaciones de bombeo y soplado como elementos del sistema, para lo cual se establecen los requisitos de los consumidores para la confiabilidad y las condiciones del suministro de agua y aire y los modos de operación. Poseer: las habilidades de instalación, construcción y operación de los principales equipos tecnológicos y estructuras de estaciones de bombeo y soplado.

6. El volumen de disciplina y tipos de trabajo de estudio Tipo de trabajo de estudio Unidades de crédito totales (horas) Intensidad laboral total de la disciplina 68 Clases presenciales: 40 conferencias 0 clases prácticas (PT) 0 clases de seminario (SZ) - trabajo de laboratorio (LR) - otros tipos de estudios en el aula - pruebas de control intermedio Trabajo independiente: 8 estudio del curso teórico (TO) - proyecto de curso - liquidación y trabajo gráfico (RGR) - resumen 8 tareas - otros tipos de tareas Trabajo independiente- Tipo de prueba de control intermedio (prueba, examen)

7 3. El contenido de la disciplina 3.1. Secciones de la disciplina y tipos de clases en horas (plan de lecciones temático) p / p Módulos y secciones de la disciplina Bombas Propósito, principio de funcionamiento y alcance de las bombas varios tipos El proceso de trabajo de las bombas de paletas Características del funcionamiento de las bombas de paletas, operación conjunta de bombas y redes, unidades de crédito (horas) LR, unidades de crédito (horas) trabajo, unidades de crédito (horas) Competencias implementadas PC-1, PC-5, PC-9, PC-10, PC-11, PC-1 PC-13, PC-17, PC-18, PC-19, PC- 0, PC PC-1, PC-5, PC-9, PC-10, PC-11, PC PC-13, PC-17, PC-18, PC-19, PC-0, PC-1 Contenido total de secciones y temas del curso de lectura temas de la sección de lectura Contenido de la lectura Número de horas (unidades de crédito) Trabajo independiente Parámetros básicos y clasificación Estudio de bombas teóricas. Ventajas y desventajas del curso. Estudio de resumen 1 de bombas de varios tipos. Esquemas de conferencias. Trabajar con el dispositivo y el principio de funcionamiento de la literatura especial. bombas de paletas, bombas de fricción, preparación para bombas de desplazamiento positivo actuales. certificación (RSC). Presión y altura desarrolladas por 1 bomba centrífuga. Poder y eficiencia de la bomba. Mismo

8 Cinemática del movimiento de fluidos en los cuerpos de trabajo de una bomba centrífuga. Ecuación básica de una bomba centrífuga. Semejanza de 1 bombas. Fórmulas de conversión y el mismo factor de velocidad. Altura de succión de la bomba. Cavitación en bombas. Valores válidos altura de succión 4 Características de las bombas centrífugas. Formas de obtener 1 características. Conjunto La misma característica de la operación de la bomba y la tubería. Prueba de bombas. 5 Funcionamiento de bombas en paralelo y en serie 1. Diseños de bombas: centrífugas, axiales, diagonales, de pozo, de vórtice. Bombas volumétricas y de tornillo. Los mismos 6 Clasificación y tipos de estaciones de bombeo Implementación de estaciones de escritura. Composición de equipos y trabajo de control de cuartos de bombeo y soplantes (resumen). estaciones 7 Características específicas de las estaciones de bombeo de agua. El estudio del curso teórico. Elaboración del resumen Las principales soluciones constructivas de las conferencias. Trabajo desde edificios de estaciones de bombeo. Nombramiento por literatura especial .. y características de diseño de las estaciones de bombeo -1er y -th ascensor. Preparación para la certificación actual (CSR Clasificación de estaciones de bombeo de sistemas de alcantarillado. Esquemas del dispositivo, propósito. Características de diseño de estaciones de bombeo de sistemas de alcantarillado. Determinación de la capacidad de los tanques receptores. Colocación de unidades de bombeo. Características de la construcción de bombeo estaciones de alcantarillado Operación de soplantes y estaciones de bombeo Indicadores técnicos y económicos de las estaciones de bombeo Total: 0 Prueba escrita (resumen) Igual Igual

9 3.3. Clases prácticas p/n de la disciplina sección Nombre de las clases prácticas Volumen en horas Cita y especificaciones bombas Clasificación y características de las bombas. Parte de trabajo 1 1 características de las bombas. Características estables e inestables de las bombas. Características suaves, normales, de caída pronunciada. Determinación de la inclinación de la característica. Colaboración bombas y tuberías Construyendo una característica conjunta de la operación de bombas y 1 tuberías. Característica gráfica Tubería Q-H. Construcción de la característica reducida Q-H centrífugo bomba. Determinación del punto de funcionamiento de la bomba en el sistema de tuberías. Cambios en las características energéticas de una bomba centrífuga 3 1 con cambio en el diámetro y velocidad del impulsor de la bomba Campos de trabajo de características Q-H de la bomba. Fórmulas de cálculo. 4 1 Definición altura geométrica succión de la bomba (parte 1) Determinación de la altura geométrica de succión de la bomba cuando la bomba está instalada por encima del nivel del líquido en el tanque receptor, por debajo del nivel del líquido en el tanque receptor (la bomba está instalada debajo de la bahía), en el caso cuando el líquido en el tanque receptor está bajo sobrepresión. 5 1 Determinación de la altura geométrica de aspiración de la bomba (h) Determinación de la altura geométrica de aspiración de la bomba teniendo en cuenta la marca geodésica de la instalación de la bomba y teniendo en cuenta la temperatura del agua bombeada. Selección de los equipos principales de las estaciones de bombeo de agua 67 Cálculo del suministro de la estación de bombeo del th ascensor según las curvas de consumo de agua escalonada e integral. Influencia de la capacidad de 4 tanques reguladores de presión en el modo de operación de la estación de bombeo. Definición cabeza de diseño estación de bombeo y el número de bombas en funcionamiento y de reserva. 7 Modo de funcionamiento de la estación de bombeo de aguas residuales Cálculo del caudal y la presión de la estación de bombeo y la capacidad del tanque receptor. Elección de unidades de trabajo y de reserva. Construcción de un gráfico de entrada y salida por hora, cálculo de la frecuencia de encendido de bombas en función de la capacidad del tanque receptor. Determinación de la marca del eje de la bomba en la condición de su funcionamiento sin cavitación 8. Determinación de la marca del eje de la bomba. Comprobación de la reserva de cavitación. 9 Visita de estudio a las estaciones de bombeo Total: 0

10 3.4. Estudios de laboratorio p/n de la disciplina sección Nombre del trabajo de laboratorio Volumen en horas 3.5. Trabajo independiente Para que los estudiantes adquieran habilidades prácticas en la elección de equipos especiales hidromecánicos y el diseño de instalaciones para bombear agua, se planea realizar proyecto de curso. El resultado del trabajo independiente es escribir un resumen. Este tipo de trabajo es de 8 horas. La organización del trabajo independiente se lleva a cabo de acuerdo con el cronograma del proceso educativo y el trabajo independiente de los estudiantes.

11 4. Materiales didácticos y metódicos sobre la disciplina 4.1. Literatura básica y adicional, recursos de información a) Literatura básica 1. Karelin V.Ya., Minaev A.V. Bombas y estaciones de bombeo. M .: LLC "Bastet", Shevelev F.A., Shevelev A.F. Mesas para calculo hidraulico tuberías. M.: Bastet LLC, Lukinykh A.A., Lukinykh N.A. Tablas para cálculo hidráulico redes de alcantarillado y sifones según la fórmula de Acad. N. N. Pavlovsky. M .: LLC "Bastet", Diseño de una estación de bombeo de alcantarillado: libro de texto / b.m. Grishin, MV Bikunova, Sarantsev V.A., Titov E.A., Kochergin A.S. Penza: PGUAS, 01. b) literatura adicional 1. Somov M.A., Zhurba M.G. Suministro de agua. Moscú: Stroyizdat, Voronov Yu.V., Yakovlev S.Ya. Eliminación de agua y tratamiento de aguas residuales. Moscú: Editorial DIA, Manual del constructor. Instalación de sistemas externos de abastecimiento de agua y alcantarillado. / ed. A. K. Pereshivkina/. Moscú: Stroyizdat, Abastecimiento de agua y saneamiento. Redes y estructuras externas. ed. Repina B. N. M.: Izd-vo ASV, 013. c) software 1. un paquete de pruebas electrónicas 170 preguntas;. curso electrónico de conferencias "Estaciones de bombas y sopladores"; 3. Programa AUTOCAD, RAUCAD, MAGICAD; d) bases de datos, información y sistemas de referencia y búsqueda 4. catálogos electrónicos zapatillas; 5. muestras proyectos estándar estaciones de bombeo; 6. motores de búsqueda: YANDEX, MAIL, GOOGLE, etc. 7. Sitios de Internet: etc. 4. Lista de ayudas visuales y de otro tipo, directrices y materiales para ayudas técnicas de enseñanza base tecnica La disciplina incluye: un laboratorio con un puesto para el trabajo de laboratorio, equipado con la instrumentación, el equipo y las unidades de bombeo necesarios. clase de computación para trabajo de laboratorio usando simuladores boletos de examen. Un ejemplo de tareas de prueba típicas para la disciplina "Bombas y estaciones de bombeo": 1. ¿Qué tiene en cuenta el coeficiente? acción útil? a) el grado de fiabilidad de la bomba; b) todo tipo de pérdidas asociadas con la conversión por la bomba de la energía mecánica del motor en la energía de un fluido en movimiento; c) pérdidas por desbordamiento de agua a través de los espacios entre la carcasa y el impulsor. La respuesta correcta es b.. ¿Cuál es el cabezal de la bomba? a) el trabajo realizado por la bomba por unidad de tiempo; b) aumento de la energía específica del líquido en el área desde la entrada a la bomba hasta la salida de la misma; c) la energía específica del líquido a la salida de la bomba.

12 Respuesta correcta b. 3. La altura de la bomba se mide a) en metros de columna de líquido bombeado por la bomba, m; b) en m 3 / s; c) en m 3. La respuesta correcta es a. 4. ¿Cuál es el flujo volumétrico de la bomba? a) el volumen de líquido suministrado por la bomba por unidad de tiempo; b) la masa de fluido bombeado por la bomba por unidad de tiempo; c) el peso del líquido bombeado por unidad de tiempo. Respuesta correcta A. 5. ¿Qué bombas pertenecen al grupo dinámico? a) bombas centrífugas; b) bombas de pistón; c) bombas de émbolo. Respuesta correcta A. 6. ¿Qué bombas pertenecen al grupo de desplazamiento positivo? a) centrífugo; b) vórtice; c) pistón. Respuesta correcta c. 7. ¿En qué bombas se basan? principio general la fuerza de interacción de las palas del impulsor con el flujo del líquido bombeado que fluye a su alrededor? a) diafragmática; b) pistón; c) centrífugo, axial, diagonal. Respuesta correcta c. 8. ¿El cuerpo de trabajo principal de una bomba centrífuga? a) impulsor b) eje; c) carcasa de la bomba. Respuesta correcta A. 9. ¿Bajo la influencia de qué fuerza se expulsa el líquido del impulsor de una bomba centrífuga? a) bajo la influencia de la gravedad; b) bajo la acción de la fuerza centrífuga; c) bajo la influencia de la fuerza de Cariolis. Respuesta correcta B. 10. Según el diseño de la unidad de bombeo (ubicación del eje), las bombas centrífugas se dividen en a) monoetapa y multietapa; b) con alimentación unilateral y alimentación bilateral; c) horizontales y verticales. Respuesta correcta c.

Dirección de elaboración PROGRAMA DE TRABAJO de la disciplina B3.V.DV.3. "Bombas y estaciones de bombeo" (índice y nombre de la disciplina de acuerdo con el Estándar Educativo Estatal Federal de Educación Profesional Superior y el plan de estudios) 08.03.01 Construcción (código y nombre

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Anotación EMCD EMCD es un conjunto de documentos normativos y metodológicos y materiales educativos y metodológicos que aseguran la implementación del BEP en proceso educativo y contribuyendo a una efectiva

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APROBADO Vicerrectorado de Asuntos Académicos S.A. Boldyrev 20 PROGRAMA DE TRABAJO de la disciplina Informática de la construcción (nombre de la disciplina de acuerdo con el plan de estudios) Programa de reciclaje Instituto/Facultad

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APROBADO Vicerrectorado de Asuntos Académicos S.A. Boldyrev 20 PROGRAMA DE TRABAJO de la disciplina Ingeniería geodesia (nombre de la disciplina de acuerdo con el plan de estudios) Programa de reciclaje Instituto/Facultad

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El cumplimiento de esta tarea se basa en la realización de pruebas a gran escala de las unidades de bombeo, que se llevan a cabo sobre la base de la metodología desarrollada para el diagnóstico de estaciones de bombeo, que se muestra en la fig. catorce.
Para optimizar el funcionamiento de las unidades de bombeo, es necesario determinar su eficiencia y consumo especifico electricidad, lo que permitirá una evaluación de la eficiencia económica de la estación de bombeo.
Después definiciones de eficiencia unidades de bombeo está determinada por la eficiencia de la estación de bombeo, desde donde es fácil proceder a la selección de los modos de operación más económicos de las unidades de bombeo, teniendo en cuenta la dis-
tasa de suministro de la estación, tamaños estándar de bombas instaladas y el número permitido de su encendido y apagado.
Idealmente, para determinar la eficiencia de una estación de bombeo, puede utilizar los datos obtenidos
mediciones directas durante las pruebas a gran escala de las unidades de bombeo, para lo cual será necesario realizar pruebas a gran escala en 10-20 puntos de entrega en el rango de operación de la bomba en varios valores apertura de la válvula (de 0 a 100%).
Al realizar pruebas de bombas a gran escala, se debe medir la velocidad de rotación del impulsor, especialmente en presencia de controladores de frecuencia, ya que la frecuencia actual es directamente proporcional a la velocidad del motor.
De acuerdo con los resultados de la prueba, las características reales se construyen para estas bombas específicas.
Después de determinar la eficiencia de las unidades de bombeo individuales, se calcula la eficiencia de la estación de bombeo en su conjunto, así como las combinaciones más económicas de unidades de bombeo o sus modos de operación.
Para evaluar las características de la red, puede utilizar los datos de la contabilidad automática de costos y presiones para los conductos principales de agua a la salida de la estación.
En el Apéndice se presenta un ejemplo de llenado de formularios para pruebas de campo de una unidad de bombeo. 4, gráficos del rendimiento real de la bomba - en la aplicación. 5.
El significado geométrico de optimizar el funcionamiento de una estación de bombeo radica en la selección de bombas de trabajo que satisfagan con mayor precisión las necesidades de la red de distribución (caudal, altura) en los intervalos de tiempo considerados (Fig. 15).
Como resultado de este trabajo, se proporciona una reducción en el consumo de electricidad del 5 al 15%, según el tamaño de la estación, el número y tamaño de las bombas instaladas, así como la naturaleza del consumo de agua.

Fuente: Zakharevich, M. B. Mejora de la confiabilidad de los sistemas de suministro de agua en función de la introducción de formas seguras de organizar su operación y construcción: libro de texto. prestación. 2011(original)

Más sobre el tema Mejorar la eficiencia de las estaciones de bombeo:

1. Zakharevich, M. B. / M. B. Zakharevich, A. N. Kim, A. Yu. Martyanova; SPbEASU - SPb., 2011. - 6 Mejora de la fiabilidad de los sistemas de suministro de agua sobre la base de la introducción de formas seguras de organización de su operación y construcción: libro de texto. subsidio, 2011

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Introducción

En la etapa actual de desarrollo de la industria del petróleo y el gas gran importancia se esta desarrollando Control automático producción, reposición física y moral de equipos obsoletos de automatización y sistemas de control de procesos técnicos e instalaciones de producción de petróleo y gas. La introducción de nuevos sistemas automáticos de control y gestión conduce a un aumento de la fiabilidad y precisión del seguimiento. proceso tecnológico.

Automatización procesos de producción es la forma más alta de desarrollo de la tecnología de producción de petróleo y gas, la creación de equipos de alto rendimiento, la mejora de la cultura de producción, el establecimiento de nuevas regiones de petróleo y gas, el crecimiento de la producción de petróleo y gas se ha hecho posible debido al desarrollo y la implementación de la automatización y la mejora de la gestión.

Un enfoque sistemático para resolver problemas de automatización de procesos tecnológicos, la creación e implementación. sistemas automatizados gestión permitió llevar a cabo la transición a la automatización integrada de todos los procesos tecnológicos principales y auxiliares de perforación, producción, desalinización y transporte de petróleo y gas.

Las empresas modernas de producción de petróleo y gas son complejos complejos de instalaciones tecnológicas dispersas por grandes áreas. Los objetos tecnológicos están interconectados. Esto aumenta la exigencia de fiabilidad y perfección de las herramientas de automatización. Garantizar la confiabilidad y eficiencia del sistema de suministro de gas, optimizar los procesos de producción y transporte de petróleo, mejorar los indicadores técnicos y económicos del desarrollo de la industria petrolera requiere resolver las tareas más importantes de planificación a largo plazo y control de despacho operativo del sistema de producción de petróleo basado en la implementación de un programa de automatización integrada de procesos tecnológicos, la introducción generalizada de sistemas de control automatizado.

En este trabajo se considera el sistema de automatización de una estación de bombeo de refuerzo (BPS).

1. Automatización de la estación de bombeo de refuerzo

La estación de bombeo de refuerzo (Fig. 1) después de la separación primaria de aceite asegura su flujo a las unidades del ciclo tecnológico adicional y mantiene allí la presión necesaria.

Arroz. 1 - Esquema tecnológico de la estación de bombeo de refuerzo.

La base de esta estación son las bombas centrífugas autoaspirantes, a las que se suministra aceite desde la unidad de separación primaria o desde las balas de reserva. El aceite se bombea a las bombas a través de filtros, que se instalan tanto en las líneas de succión como de descarga de este sistema. La estación está equipada con bombas siempre en funcionamiento y de reserva. Los filtros también están reservados en su línea de descarga. La activación de cada una de las bombas o de uno de los filtros de la línea de impulsión se realiza mediante válvulas de accionamiento controladas por el sistema de automatización.

El sistema de control de automatización de la estación de bombeo de refuerzo no solo mantiene la presión de aceite especificada en la línea de flujo, sino que también realiza cambios oportunos línea de trabajo a la reserva en caso de avería de la bomba de trabajo o de obstrucción de uno de los filtros de trabajo. Para controlar los parámetros de funcionamiento en la cadena tecnológica de la estación de bombeo de refuerzo, se utilizan los siguientes medios técnicos:

DM1 - DM4 - manómetros de presión diferencial;

P1, P3 - sensores de presión en la entrada de la bomba;

P2, P4 - sensores de presión en la salida de las bombas;

Z1 - Z6 - accionamientos de válvulas y sensores de su posición;

F1 - F4 - filtros en la línea de aceite.

Este equipo está conectado a los puertos correspondientes del controlador del sistema de control de la estación de bombeo de refuerzo de acuerdo con el esquema que se muestra en la fig. 2.

Como en el caso anterior, los botones de control y los sensores de posición de la compuerta están conectados al módulo de entrada discreta (puerto) de este controlador. Los sensores de presión analógicos y los manómetros de presión diferencial están conectados a la entrada del módulo de entrada analógica (puerto). Todos los motores de válvulas y accionamientos de bombas están conectados al módulo de salida discreta (puerto).

Arroz. 2 - La estructura del nivel inferior del sistema de control de la estación de bombeo de refuerzo.

estación de bombeo de extracción de petróleo

El algoritmo de control de la estación de bombeo de refuerzo tiene una estructura compleja, que consta de varias subrutinas interconectadas. El programa principal de este algoritmo se muestra en la Fig. 3.

De acuerdo con este algoritmo, después de ingresar el valor de las señales de configuración, se realiza un ciclo de espera para presionar el botón "Inicio", después de presionar el cual el selección automática bomba No. 1 y válvula Z5 como equipo de trabajo del ciclo tecnológico. Esta elección se fija asignando un único valor a las constantes N y K. A partir del valor de estas constantes se determinará más adelante la elección de la dirección de bifurcación en las subrutinas del algoritmo.

Estas subrutinas son lanzadas por el algoritmo principal inmediatamente después de que se da el comando para abrir la válvula de compuerta Z1, que conecta la línea de producción de la estación de bombeo de refuerzo con la unidad primaria de separación de aceite. El primero de estos subprogramas "Arranque de la bomba" controla el proceso de arranque de la bomba de trabajo (o de respaldo), y el otro subprograma "Control de parámetros" monitorea los parámetros principales del proceso y, si no corresponden a los valores establecidos, cambia en la cadena tecnológica de este proceso.

El subprograma "Control de parámetros" se lanza cíclicamente a lo largo del ciclo de trabajo de este proceso. Al mismo tiempo, en este ciclo, se sondea el botón "Parar", cuando se presiona, la válvula de compuerta Z1 se cierra. Luego, antes de detener el programa principal, el algoritmo inicia la subrutina "Parada de bomba" para su ejecución. Esta subrutina realiza acciones secuenciales para detener la bomba en funcionamiento.

De acuerdo con el subprograma "Arranque de la bomba" (Fig. 4), se analiza inicialmente el contenido del parámetro N, que determina el número de la bomba en funcionamiento (respectivamente, N=1 para la bomba No. 1 y N=0 para otra bomba). ). Dependiendo del valor de este parámetro, el algoritmo selecciona la rama de inicio de la bomba correspondiente. Estas ramas son similares en estructura, pero difieren solo en los parámetros de los elementos tecnológicos.

Arroz. 3 - Algoritmo de control de la estación de bombeo de refuerzo

El primer procedimiento de la rama seleccionada de este subprograma sondea el sensor de presión diferencial DM1, cuyo contenido determina el estado de funcionamiento del filtro correspondiente a la entrada de la unidad de bombeo. Las lecturas de este sensor se comparan con el valor límite establecido de la presión relativa en el filtro. Si el filtro está contaminado (cuando necesita ser limpiado), la diferencia de presión en su entrada y salida excederá el valor especificado, por lo que esta rama tecnológica no podrá ponerse en funcionamiento, y será necesaria una transición para el lanzamiento de una línea de respaldo. requerido, es decir bomba de respaldo.

Si el filtro está en un estado normal, su presión diferencial real es menor que la especificada y el algoritmo procede a sondear el sensor que controla la presión en la entrada de la bomba seleccionada. Nuevamente, las lecturas de este sensor se comparan con el valor establecido. En caso de presión insuficiente en la entrada de la bomba, no podrá entrar en el modo de funcionamiento, por lo tanto, tampoco se podrá iniciar, y esto requerirá nuevamente una transición para iniciar la bomba de reserva.

Arroz. 4 - Estructura de la subrutina "Arranque de bomba"

Si la presión de entrada de la bomba es normal, el siguiente comando de la subrutina la inicia, asignando al parámetro N el valor numérico apropiado, y los sensores discretos de control de arranque de la bomba controlan este proceso. Después de este arranque, se interroga al sensor que controla la presión de salida de la bomba puesta en marcha. En el caso de que esta presión esté por debajo del nivel establecido, la bomba tampoco puede funcionar en modo normal, por lo tanto, este caso también requiere que se inicie la bomba de respaldo, pero solo después de que la bomba en funcionamiento se haya detenido.

Si se alcanza la presión establecida en la salida de la bomba, significa que ha alcanzado el modo establecido, por lo tanto, en el siguiente paso, el algoritmo abre la válvula que conecta la salida de la bomba a la línea de los filtros de salida del sistema. La apertura de cada una de las válvulas está fijada por discretos sensores de su posición.

En este punto, la subrutina de arranque de bombas ha cumplido sus funciones, por lo tanto, en el siguiente paso, se sale del mismo al programa principal, donde luego se lanza la siguiente subrutina “Control de Parámetros” del sistema operativo. Esta subrutina se ejecuta en bucle hasta que el proceso se detiene con el botón Detener.

Estructuralmente, el subprograma "Control de parámetros" es idéntico al subprograma "Arranque de bombas", sin embargo, tiene algunas características (Fig. 5).

Arroz. 5 - Estructura de la subrutina "Control de parámetros"

En esta subrutina, como en la anterior, los mismos sensores son sondeados secuencialmente y sus lecturas son comparadas con los valores especificados de los parámetros controlados. Si no coinciden, se da una orden para cerrar la válvula correspondiente y parar la bomba correspondiente, mientras que al parámetro N se le asigna un valor opuesto al anterior. Después de todo esto, se lanza el subprograma "Pump Start", según el cual se pone en funcionamiento la bomba de reserva.

Si todos los parámetros controlados corresponden a los valores especificados, entonces, antes de ingresar al programa principal, el algoritmo verifica la condición de los filtros de la línea principal. Para ello, se lanza el subprograma “Control de válvulas de compuerta Z5 y Z6” (Fig. 6), según el cual, en caso de falla de uno de estos filtros, se pone en funcionamiento el filtro de respaldo.

Arroz. 6 - Estructura del subprograma "Control de válvulas Z5 y Z6"

De acuerdo con esta subrutina, a través del análisis del valor del parámetro K, se selecciona la rama de trabajo en ella, según la cual se consulta el manómetro diferencial del filtro operativo. Cuando operación normal filtro, la diferencia de presión real entre la entrada y la salida del filtro no excederá el valor especificado, por lo que el algoritmo sale de la subrutina de acuerdo con la condición "sí" sin cambiar la estructura de los elementos de conexión en la línea.

Si esta diferencia excede el valor predeterminado, el algoritmo sigue la condición "no", como resultado de lo cual la válvula de trabajo se cierra y la válvula de reserva se abre, y el valor opuesto se asigna al parámetro N. Una vez hecho esto, esta subrutina sale a la anterior y de esta al programa principal.

El algoritmo realiza automáticamente el proceso de arranque controlado de la bomba de trabajo y, en caso de avería, el arranque de la bomba de respaldo. Asimismo, el lanzamiento controlado de filtros se realiza mediante la inclusión de válvulas en la línea principal.

Cuando se presiona el botón "Stop", el ciclo de monitoreo continuo de los parámetros del sistema finaliza, la válvula que conecta la estación de la bomba de refuerzo a la unidad de separación se cierra y se realiza la transición al subprograma "Parada de la bomba" (Fig. 7).

De acuerdo con esta subrutina, en base al análisis del parámetro N, se selecciona una de las dos ramas idénticas del algoritmo. Según él, el algoritmo envía inicialmente un comando para cerrar la válvula instalada en la salida de la bomba en funcionamiento. Después de cerrarlo, otro comando detiene la bomba en funcionamiento. Luego, mediante un nuevo análisis del valor del ya parámetro K, se selecciona una rama del algoritmo, a lo largo de la cual se cierra la válvula del filtro principal operativo, después de lo cual el algoritmo detiene su trabajo.

Arroz. 7 - Estructura de la subrutina "Parada de bomba"

Bibliografía

1. Sazhin R.A. Elementos y estructuras de sistemas de automatización para procesos tecnológicos en la industria del petróleo y gas. Editorial PSTU, Perm, 2008. ? 175 págs.

2. Isakovich R. Ya. y otros Automatización de procesos productivos en la industria del petróleo y gas. "Nedra", M., 1983

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La base del uso eficiente de la energía equipo de bombeo es el trabajo coordinado en la red, es decir el punto de trabajo debe estar dentro del rango operativo de la curva de la bomba. El cumplimiento de este requisito permite que las bombas funcionen con alta eficiencia y confiabilidad. El punto de trabajo está determinado por las características de la bomba y el sistema en el que está instalada la bomba. En la práctica, muchas organizaciones de abastecimiento de agua se enfrentan al problema del funcionamiento ineficiente de los equipos de bombeo. Con frecuencia, la eficiencia estación de bombeo es significativamente menor eficiencia. bombas instaladas en él.

Los estudios muestran que, en promedio, la eficiencia sistemas de bombeo es del 40%, y el 10% de las bombas funcionan con eficiencia. por debajo del 10%. Esto se debe principalmente al redimensionamiento (selección de bombas con valores grandes caudal y presión superiores a los necesarios para el funcionamiento del sistema), regulación de los modos de funcionamiento de la bomba mediante estrangulamiento (es decir, válvula), desgaste del equipo de bombeo. La elección de una bomba con grandes parámetros tiene dos aspectos.

Como regla general, en los sistemas de suministro de agua, el programa de consumo de agua varía mucho según la hora del día, el día de la semana y la temporada. Al mismo tiempo, la estación debe garantizar el máximo consumo de agua en modo normal durante los picos de carga. A menudo, a esto se suma la necesidad de suministro de agua para las necesidades de los sistemas de extinción de incendios. En ausencia de regulación, la bomba no puede operar de manera efectiva en todo el rango de cambios de consumo de agua.

El funcionamiento de las bombas en condiciones de cambio de los caudales requeridos en un amplio rango conduce a que el equipo opere la mayor parte del tiempo fuera del área de trabajo, con bajos valores de eficiencia. y bajos recursos. A veces la eficiencia estaciones de bombeo es 8-10%, mientras que la eficiencia bombas instaladas en ellos en el rango de funcionamiento es superior al 70%. Como resultado de tal operación, los consumidores tienen una opinión falsa sobre la falta de confiabilidad e ineficiencia de los equipos de bombeo. Y dado el hecho de que una proporción significativa son bombas de producción nacional, surge un mito sobre la falta de confiabilidad y la ineficiencia. bombas domésticas. Al mismo tiempo, la práctica muestra que varias bombas domésticas en términos de confiabilidad y eficiencia energética no son inferiores a los mejores análogos del mundo. Hay muchas formas de optimizar el consumo de energía, las principales se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1. Métodos para reducir el consumo de energía de los sistemas de bombeo

La efectividad de uno u otro método de regulación está determinada en gran medida por las características del sistema y el cronograma de su cambio a lo largo del tiempo. En cada caso, es necesario tomar una decisión en función de las características específicas de las condiciones de funcionamiento. Por ejemplo, recibido en tiempos recientes La regulación generalizada de bombas cambiando la frecuencia no siempre puede conducir a una reducción en el consumo de energía. A veces esto resulta contraproducente. El uso de un variador de frecuencia tiene el mayor efecto cuando las bombas funcionan en una red con predominio del componente dinámico de la característica, es decir, pérdidas en tuberías y válvulas de cierre y control. Solicitud control en cascada encendiendo y apagando el número requerido de bombas instaladas en paralelo, tiene el mayor efecto cuando se trabaja en sistemas con un componente predominantemente estático.

Por tanto, el principal requisito inicial para llevar a cabo medidas de reducción del consumo energético son las características del sistema y su evolución en el tiempo. El principal problema en el desarrollo. medidas de ahorro de energía debido a que en las instalaciones en operación los parámetros de la red son casi siempre desconocidos, y son muy diferentes a los de diseño. Las diferencias están asociadas a un cambio en los parámetros de la red debido a la corrosión de tuberías, esquemas de suministro de agua, volúmenes de consumo de agua, etc.

Para determinar los modos de funcionamiento reales de las bombas y los parámetros de la red, es necesario medir directamente en la instalación utilizando equipos especiales de control y medición, es decir. auditoría técnica sistema hidráulico. Para la implementación exitosa de las medidas destinadas a mejorar la eficiencia energética de los equipos instalados, es necesario contar con la mayor cantidad de información completa sobre el funcionamiento de las bombas y tenerlo en cuenta en el futuro. En general, existen varias etapas sucesivas específicas de la auditoría de equipos de bombeo.
1. Recopilación de información preliminar sobre la composición del equipo instalado en la instalación, incl. información sobre el proceso tecnológico en el que se utilizan las bombas (estaciones del primer, segundo, tercer ascensor, etc.)
2. Aclaración en sitio de información recibida previamente sobre la composición del equipo instalado, la posibilidad de obtener datos adicionales, la disponibilidad de instrumentos de medición, el sistema de control, etc. Planificación preliminar para las pruebas.
3. Pruebas en la instalación.
4. Procesamiento y evaluación de resultados.
5. Elaboración de un estudio de factibilidad para varias opciones modernización.

Tabla 2. Causas del aumento del consumo energético y medidas para reducirlo

Arroz. 1. El funcionamiento de la bomba en la red con un componente estático predominante con regulación de frecuencia.

Arroz. 2. El funcionamiento de la bomba en la red con pérdidas por fricción predominantes con regulación de frecuencia

Durante la visita inicial al sitio, es posible identificar bombas "problemáticas", en términos de consumo de energía. La Tabla 2 muestra los principales signos que pueden indicar un funcionamiento ineficiente de los equipos de bombeo y las medidas típicas que pueden corregir la situación, indicando el período de recuperación estimado para las medidas de ahorro de energía.

Como resultado de la prueba, se debe obtener la siguiente información:
1. Características del sistema y sus cambios en el tiempo (gráficos horarios, diarios, semanales).
2. Determinación de las características reales de las bombas. Determinación de los modos de funcionamiento de las bombas para cada uno de los modos característicos (modo más largo, máximo, caudal mínimo).

La evaluación de la aplicación de varias opciones de modernización y el método de regulación se toma sobre la base del cálculo del costo del ciclo de vida (LCC) del equipo. La parte principal de los costos del ciclo de vida de cualquier sistema de bombeo es el costo de la electricidad. Por lo tanto, en la etapa de evaluación preliminar de varias opciones, es necesario utilizar el criterio de poder específico, es decir. la potencia consumida por el equipo de bombeo, relacionada con el caudal unitario del líquido bombeado.

recomendaciones:
Las tareas de reducción del consumo de energía de los equipos de bombeo se resuelven, en primer lugar, asegurando el funcionamiento coordinado de la bomba y el sistema. El problema del consumo excesivo de energía de los sistemas de bombeo en funcionamiento puede resolverse con éxito mediante la actualización para cumplir con este requisito.

A su vez, cualquier actividad de modernización debe basarse en datos confiables sobre el funcionamiento de los equipos de bombeo y las características del sistema. En cada caso, se deben considerar varias opciones, y como instrumento de elección la mejor opción utilizar el método de estimación del coste del ciclo de vida de los equipos de bombeo.

Alexander Kostyuk, Candidato de Ciencias Físicas y Matemáticas, Director del Programa de Bombas de Agua;
Olga Dibrova, ingeniera;
Sergey Sokolov, ingeniero principal. Sociedad de responsabilidad limitada "MC" HMS Group "

Nota explicativa

trabajo real programa de entrenamiento desarrollado de acuerdo con el Estándar Estatal de Educación Obligatoria de la República de Kazajstán en la especialidad 2006002 "Construcción y operación de gasoductos y oleoductos e instalaciones de almacenamiento de gas y petróleo", y por lo tanto está destinado a implementar los requisitos estatales para el nivel de formación de especialistas en la asignatura "Estaciones de bombeo y compresión" y es la principal, en caso necesario, para la elaboración de un currículo de trabajo.

El programa de la asignatura "Estaciones de bombeo y compresión de los principales gasoductos y oleoductos" prevé el estudio de métodos de operación, reparación y mantenimiento de instalaciones, diversos tipos de estaciones de bombeo y compresión. Atención especial dado a talleres de compresores con turbina de gas, motor de gas y electrodomésticos sobre el estudio de los métodos de operación y reparación equipo tecnico. Al estudiar el tema, es necesario utilizar los logros y desarrollos tanto en la práctica nacional como en el extranjero. Información de varias series sobre la tecnología de bombeo de petróleo y gas, así como condensado de gas y productos derivados del petróleo, al realizar cálculos, es necesario cumplir con GOST y ESKD.

Al implementar este programa de trabajo, es necesario utilizar ayudas didácticas y visuales, diagramas, lecciones en las estaciones de compresión y bombeo.

Este programa de trabajo prevé ejercicios prácticos que contribuyen a la asimilación exitosa material educativo, adquiriendo habilidades para resolver problemas prácticos relacionados con el funcionamiento de las estaciones de compresores y bombeo, es necesario realizar excursiones a las estaciones existentes.

plan temático

Tema 1. Unidades de bombeo utilizadas en estaciones de bombeo de petróleo de oleoductos principales

Esquemas tecnológicos y equipos principales, estaciones compresoras y estaciones de bombeo, así como equipos auxiliares para unidades de bombeo. Los principales nudos y bloques en el CS y estaciones de bombeo.

Características de las bombas, funcionamiento de las bombas en la red. La elección de la bomba de acuerdo con los parámetros dados. Conexión de bombas en paralelo y en serie. Métodos para regular el modo de funcionamiento de las bombas. Funcionamiento inestable de las bombas: Impulso y cavitación.

Tema 2. Operación de estaciones de bombeo de petróleo

Compresión de gas en la estación compresora, principales parámetros controlados en la estación compresora. División del COP según el principio tecnológico. Operaciones realizadas en la COP. Los principales grupos de la CS. Las principales tareas del personal involucrado en la operación, mantenimiento y reparación de equipos, sistemas y construcción de la estación compresora. Clasificación de PS y características de los objetos principales. Planta general del SNP.

Tema 3. plan maestro de PS

Unidad de bomba. Sistemas auxiliares. Los equipos principales y auxiliares de las estaciones compresoras.

Tema 4. Parques de tanques de estaciones de bombeo de petróleo

Bombas de pistón. Bombas centrífugas. bombas de vórtice. bombas de refuerzo. Sus principales características. Entrada. Cabeza. Energía. eficiencia. reserva de cavitación.

Tema 5. Información básica sobre el gasoducto principal

Turbobloque. La cámara de combustión. Turbo detonador de arranque. Turboexpansor. Dispositivos de giro. Elementos del sistema de aceite. Sistemas de control. Modificaciones básicas de unidades de bombeo de gas. Supercargadores fabricados por Nevsky Zavod JSC (San Petersburgo), Kazan Compressor Plant JSC (Kazan), SMNPO que lleva el nombre de MV Frunze JSC (Sumy).

Tema 6 Clasificación de estaciones compresoras Propósito Composición de estructuras y planes maestros de estaciones compresoras

Características de funcionamiento de la PGPU. Características de la PGPA. El ámbito de su aplicación. Designación de GPU de pistón.

Tema7. Accesorios para tuberías utilizado en estaciones de bombeo y compresores

Combinación de talleres de compresores. Estructuras de bloque PGPA. Las principales funciones de los bloques. La composición de la unidad de compresor de gas GPU.

Tema 8. Abastecimiento de agua a las estaciones.

Dispositivo. Turbinas de alta presión y aparatos de toberas, disposición de turbinas de baja presión y carcasas de turbinas de gas.

Tema 9

Ejecución de plantas de turbinas de gas. Requisitos para el cuerpo de las instalaciones de turbinas de gas. Características operativas.

Tema 10 Suministro de calor de las estaciones

Tipos de sistemas auxiliares. Funciones de estos sistemas.

función agregada

función de estación

Sistemas auxiliares de las unidades de bombeo de gas.

Tema 11. Ventilación de la estación

Información básica sobre los sistemas de abastecimiento de agua. Fuentes de abastecimiento de agua e instalaciones de captación de agua. Tipos de redes de drenaje. Equipos de red de drenaje.

Tema 12. Sistema de suministro de energía.

Taller general y sistemas de suministro de aceite agregado. Drenaje de aceite de emergencia. El funcionamiento del sistema de lubricación. Sistema de refrigeración de aceite basado en enfriadores de aire.

Lista de literatura usada

1. Surinovich V. K. Ingeniero de compresores tecnológicos 1986

2. Rezvin B.S. Unidades de turbinas de gas y compresores de gas 1986

3. Bronstein L. S. Reparación de planta de turbinas de gas 1987

4. Gromov V. V. Operador de los principales gasoductos.

5. Equipos para yacimientos petrolíferos E. I. Bukharenko. Nedra, 1990

6. Máquinas y mecanismos para yacimientos petrolíferos. A. G. Molchanov. Nedra, 1993