Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности - Блантер С.Г.
Скачать (прямая ссылка):
§ 54. Электрооборудование промысловых компрессорных установок
На псфте-газопромысловых компрессорных установках применяют преимущественно поршневые компрессоры. В восточных районах СССР наряду с поршневыми компрессорами применяют ротационные и центробежные.
Поршневые компрессоры для сбора и перекачки нефтяного газа имеют подачу 0,2—0,4 м3/с при рабочем давлении 0,4— 5,0 МПа; потребляемая ими мощность 160—180 кВт.
Поршневые компрессоры, применяемые для повышения давления воздуха или газа, закачиваемого в пласт, с подачей 0,6— 0,9 м3/с создают давление па выходе 10—65 МПа и снабжаются приводными двигателями мощностью 200—220 кВт.
Отмеченные поршневые компрессоры имеют вертикальное расположение цилиндров. Частота вращения их приводных валов 365 об/мин, механическое соединение последних с валом электродвигателя осуществляется при помощи клиноременной передачи. Это позволяет применять электродвигатели с большей частотой вращения, чем у вала компрессора.
В системах транспорта газа па промыслах применяют центробежные компрессоры с подачей 1,5—8,3 м;,/с с давлением на выходе 0,68—5,7 МПа с двигателями на 3000 об/мин, приводящими в движение компрессоры через повышающие редукторы.
При нормальном пуске компрессора в ход его клапаны открыты, її нршюдиой электродвигатель может успешно завершать пуск при момент;? на его валу, не превышающем 0,4—0,5 номинального. Тем не менее при определении пускового момента двигателя исходят из того, что момент не должен быть меньше поминального. Э"о определяется тем, что в случае кратковременного исчезновения или резкого снижения напряжения в питающей сети с последующим восстановлением нормального питания двигатель будет разгоняться при нагруженном компрессоре.
331
Номинальная мощность электродвигателя для привода компрессора обычно задается заводом-изготовителем. В тех случаях, когда такие данные отсутствуют или необходимо их определить по другим причинам, мощность (в кВт) двигателя может быть приближенно найдена по формуле
где т)ипд — индикаторный КПД компрессора при политропическом сжатии ( 0,6—0,8); т)м<:х—КПД, учитывающий механические потери в компрессоре («0,88—0,92); т]Пер — КПД передачи от вала электродвигателя к валу компрессора (а0,96— 0,98); z — число ступеней компрессора; т — показатель политроны (для воздуха примерно 1,35; для нефтяного газа примерно 1,25); pi и р2 — абсолютные давления сжимаемого газа или воздуха на входе и выходе компрессора, Па; V0 — подача компрессора, отнесенная к давлению и температуре на входе, м;!/с; К*— коэффициент запаса, принимаемый равным 1,1 —1,2, учитывающий отклонения режима работы компрессора от расчетного, снижение напряжения в сети, питающей двигатель, и др. Обычно компрессор охлаждается водой, по практически не все тепло, выделяемое при сжатии агента — газа или воздуха, уносится с водой, а часть его идет на повышение температуры агента. Таким образом, процесс сжатия не удается сделать изотермическим, наиболее экономичным; он протекает по политроппческому циклу. Это обстоятельство и учтено в формуле (9.1) введением її,,,,,-;.
Газовые компрессорные станции на промыслах являются взрывоопасными установками. Помещения этих станций относят к классу B-Ia.
В тех установках, где мощности двигателей не превышают 150—200 кВт и напряжение питания установок до 1000 В, целесообразно применять асинхронные короткозамкнутые двигатели во взрывонепроницаемом исполнении, например BAO (ВА02), выпускаемые для мощностей 132—315 кВт на 600— 3000 об/мин, и синхронные в исполнении, продуваемом под избыточным давлением, например БСДКП 15—21 —12 УЗ на 200 кВт, 500 об/мин.
Чаще всего па промысловых компрессорных установках с поршневыми компрессорами используются двигатели па напряжение 6 кВ мощностью 160—220 кВт. Здесь наибольшее распространение получили электродвигатели в исполнении, продуваемом под избыточным давлением. По условиям пуска здесь с успехом могут применяться как асинхронные короткозамкнутые, так и синхронные двигатели. Последние обладают известными преимуществами в отношении КПД, коэффициента мощ-
m—1
(9.1).
332
мости и большей стабильности вращающего момента при снижениях напряжения, поэтому им следует отдавать предпочтение.
Из выпускаемых в настоящее время синхронных машин в таком исполнении для компрессорных станций могут быть применены электродвигатели серпи СДКП (см. § 30).
Для привода центробежных газовых компрессоров в настоящее время применяются синхронные двигатели на 6 и 10 кВ, 3000 об/мин, в частности, серии СТДП с бесщеточной системой возбуждения.
На компрессорных станциях для газлифтной эксплуатации скважин, сооруженных 10 лет назад и более, распространенных в Азербайджане, применены двигатели на 6 кВ с синхронной частотой вращения 750 об/мин: асинхронные, продуваемые под избыточным давлением, мощностью 200 кВт с прямым пуском при полном напряжении сети и синхронные — открытого типа с машинным возбудителем в защищенном исполнении и асинхронным пуском при полном напряжении сети.
Такие синхронные двигатели устанавливают вне помещения компрессоров, а вал двигателя через проем в стене, снабженный сальниковым уплотнением, выводится в это помещение.
