Электромагнитная установка активации нефти мини-НПЗ

Цель работы – разработка электропривода установки для подготовки нефти к переработке и выбор необходимого оборудования. В работе произведены оценка производительности установки,
математическое моделирование режимов работы установки при использовании различных видов стали, разработка конструкции с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

РЕФЕРАТ ……………………………………………………………………………………………… 7
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………… 8
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕРАБОТКИ НЕФТИ ……………………………. 10
1.1 Мини – нефтеперерабатывающие заводы ……………………………………. 10
1.2 Классификация установок НПЗ …………………………………………………… 11
1.3 Методы повышения выхода светлых нефтепродуктов ………………… 14
мини-нефтеперерабатывающих заводов …………………………………………… 14
1.3.1 Кавитационные технологии …………………………………………………… 14
1.3.2 Технология Линас, используемая на мини-НПЗ …………………….. 15
1.4 Технология ВСМА ………………………………………………………………………. 19
1.5 Перспективы применения технологий ВСМА в процессах ………….. 22
переработки нефти на мини-НПЗ ……………………………………………………… 22
1.7 Мини-НПЗ в Томской области …………………………………………………….. 25
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ВСМА ………. 26
2.1 Единичный рабочий МВО …………………………………………………………… 26
2.2 Конструирование и расчет параметров электромагнита ……………… 27
2.3 Расчёт производительности активации для мини НПЗ ……………….. 29
2.4. Основные размеры активатора и сердечника магнитопровода ….. 30
2.5 Электрические параметры обмоток электромагнита МВО …………. 33
2.6 Расчет массы активатора …………………………………………………………….. 34
2.7 Расчет пружинного подвеса активатора ………………………………………. 38
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ………………………. 41
УСТАНОВКИ ……………………………………………………………………………………… 41
3.1 Электрическая схема замещения контуров установки ………………… 41
3.2 Система уравнений установки …………………………………………………….. 43
3.2.1 Уравнения для электрических контуров………………………………… 43
3.2.2 Алгоритм расчёта системы дифференциальных уравнений …… 46
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МОДУЛЯ ВСМА ……………… 48
4.1 Определение резонансной частоты при колебаниях, …………………… 48
не превышающих начальный зазор ………………………………………………….. 48
4.2 Корректировка величины начального зазора ……………………………… 52
4.3 Анализ режима работ для других марок стали…………………………….. 55
ГЛАВА 5. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
УСТАНОВКИ ……………………………………………………………………………………… 66
5.1 Схема подключения …………………………………………………………………….. 66
5.2 Выбор преобразователя частоты …………………………………………………. 66
5.3 Выбор диодов ………………………………………………………………………………. 68
5.4 Выбор автоматического выключателя ………………………………………… 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………… 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………. 80
ПРИЛОЖЕНИЕ А ……………………………………………………………………………….. 81
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ……………………………………………………………………………….. 82
ПРИЛОЖЕНИЕ В ……………………………………………………………………………….. 83
ПРИЛОЖЕНИЕ Г ……………………………………………………………………………….. 84
ПРИЛОЖЕНИЕ Д ……………………………………………………………………………….. 85
ПРИЛОЖЕНИЕ Е ……………………………………………………………………………….. 86
РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа содержит 99 страниц, 24
рисунка, 15 таблиц, 22 источников, 5 приложений.
Ключевые слова: ВСМА, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ,
АКТИВАТОР, РЕЗАНАНС, ВЯЗКОСТЬ, ТИКСОТРОПНАЯ ЖИДКОСТЬ.
Цель работы – разработка электропривода установки для подготовки
нефти к переработке и выбор необходимого оборудования.
В работе произведены оценка производительности установки,
математическое моделирование режимов работы установки при
использовании различных видов стали, разработка конструкции с
улучшенными эксплуатационными характеристиками.
На основе математической модели с помощью программы MATHCAD
15 произведены расчеты режимов работы электропривода установки
подготовки нефти к переработке, на базе которых разработаны практические
рекомендации для условий её эксплуатации.
Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом
редакторе Microsoft Word 2016.

В результате проделанной работы по разработке электропривода
подготовки нефти к переработке следует сделать следующие выводы:
 Использование оборудования на основе технологий ВСМА
увеличивает процент выхода светлых фракций при переработке нефти до 90%.
 Разработана математическая модель, позволяющая произвести
оценку преимуществ конструкции при применении различных видов стали.
 При изготовлении устройства можно использовать
электротехническую сталь (рассматривалась Ст. 2312), а также можно
использовать Ст. 3, которая немного уступает в производительности
устройства, но это будет экономически выгодно при изготовлении.
 Рекомендуемый начальный воздушный зазор при настройке
устройства ВСМА следует выбирать равным ∆X0 = 0.01 м, т.к. при нем можно
добиться максимальной производительности активации.
 Для достижения максимальной производительности активации,
также необходимо использовать частотный преобразователь. С его помощью
необходимо регулировать частоту и величину питающего напряжения f =
40…55 Гц и U = 220…450 B.
 Выбранные устройства защиты данного оборудования
(автоматический выключатель и диоды), позволяют произвести подключение
установки ВСМА в схему подготовки нефти для технологического процесса
мини-НПЗ.