Блочная гидроэнергетическая установка

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ автоматизация и повышение безопасности при ее эксплуатации,повышение эффективности выработки попутной электроэнергии,что обеспечивает экономию энергии при потреблении на собственные нужды предприятия. Это достигается тем, что гидроэнергетическая установка, включающая корпус, трубопроводы,гидромашину с асинхронным электрогенератором,преобразователь энергии,соединенный с накопителями электроэнергии, согласно полезной модели, дополнительно снабжена автоматической системой управления, системой диспетчеризации и управления процессом выработки электроэнергии и устройством типа крыльчатка или спиралевидный ротор, размещенным в трубопроводе.(74) Тусупова Меруерт Кырыкбаевна Дюсенов Еркебулан Рамазанович(57) Полезная модель относится к блочным гидроэнергетическим установкам и может быть применена для выработки попутной электроэнергии при транспортировке углеводородного сырья и воды по трубопроводам. Техническим результатом является расширение функциональных характеристик блочной гидроэнергетической установки,полная Полезная модель относится к блочным гидроэнергетическим установкам и может быть применена для выработки попутной электроэнергии при транспортировке углеводородного сырья и воды по трубопроводам. Известна гидроэнергетическая установка,состоящая из конусообразной водонапорной емкости, насосов, турбинного двигателя и трубопровода, который соединяет элементы установки в замкнутый цикл / 22527 А 4,17.05.2010 г./. Недостатками данного аналога являются недостаточные возможности для полной автоматизации и повышения безопасности при эксплуатации,недостаточная эффективность выработки попутной электроэнергии. Известна гидроэнергетическая установка,выбранная в качестве наиболее близкого аналога,содержащая гидромашину, датчики уровней верхнего и нижнего бассейнов, регулятор направляющего аппарата, датчик напора, задатчик частоты вращения, датчик частоты вращения,электрическую машину, при этом выходы датчиков уровней верхнего и нижнего бассейнов соединены с входами датчика напора, выход которого соединен с первым входом задатчика частоты вращения,электрическая машина расположена на одном валу с гидромашинной и датчиком частоты вращения,выводы статорных обмоток электрической машины связаны с сетью переменного тока, в которой дополнительно введены датчик мощности и датчик частоты сети, а в качестве электрической машины использован асинхронный электрогенератор,снабженная преобразователем частоты с непосредственной связью в цепи ротора и регулятором, причем вход датчика мощности подключен к выводам статорных обмоток асинхронного электрогенератора, выход датчика мощности соединен с входом регулятора направляющего аппарата и вторым входом за датчика частоты вращения, выход которого подключен к первому входу регулятора асинхронного электрогенератора, второй вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения, а третий вход подключен к выходу датчика частоты в сети / 1086540 А,15.04.1984 г./. Недостатками данного аналога являются недостаточные возможности для полной автоматизации и повышения безопасности при эксплуатации,недостаточная эффективность выработки попутной электроэнергии. Задачей полезной модели является создание блочной гидроэнергетической установки с выработкой попутной электроэнергии при транспортировке углеводородного сырья и воды по трубопроводам. Техническим результатом является расширение функциональных характеристик блочной гидроэнергетической установки,полная автоматизация и повышение безопасности при ее эксплуатации,повышение эффективности выработки попутной электроэнергии,что 2 обеспечивает экономию энергии при потреблении на собственные нужды предприятия. Это достигается тем, что гидроэнергетическая установка, включающая корпус, трубопроводы,гидромашину с асинхронным электрогенератором,преобразователь энергии,соединенный с накопителями электроэнергии, согласно полезной модели, дополнительно снабжена автоматической системой управления, системой диспетчеризации и управления процессом выработки электроэнергии и устройством типа крыльчатка или спиралевидный ротор, размещенным в трубопроводе. Корпус выполнен в виде контейнера, а в качестве гидромашины использована шиберная гидромашина. Автоматическая система управления дополнительно снабжена источником бесперебойного питания,комплектной трансформаторной подстанцией, силовым щитом и источником потребления электроэнергии. Система диспетчеризации и управления процессом выработки электроэнергии снабжена связанными между собой средствами связи уровней поста кнопочного управления и местного диспетчерского пункта посредством коммутационного сервера телемеханики. Средства связи уровня поста кнопочного управления представляют собой связанные между собой волоконно-оптический модем,-телефон,анализатор спектра и программируемые логические контроллеры. Средства связи уровня местного диспетчерского пункта представляют собой, по меньшей мере, один компьютер диспетчера. Гидроэнергетическая установка дополнительно снабжена, по меньшей мере, одним средством,выбранным из группы насосный агрегат, датчик давления, манометр, запорная арматура с электроприводом, кран, переходник, обратный клапан, а также дополнительно снабжена системой пожарной, охранной и аварийной сигнализации и/или системой проверки загазованности и/или системой вентиляции. Автоматическая система управления производит в отсутствии персонала полное управление установкой автоматически вводит в работу гидроэнергетическую установку при отключении или отсутствии внешнего энергоснабжения- производит автоматическое регулирование подачи рабочей жидкости вводит и выводит из работы гидроэнергетическую установку по сигналам автоматической системы управления верхнего уровня. На фиг.1 представлена схема работы блочной гидроэнергетической установки на линейном узле магистрального водовода. На схеме указаны 1 - корпус контейнерного типа 2 - трубопровод 3 - устройство типа крыльчатка или спиралевидный ротор 4 - преобразователь энергии 5 - накопители электроэнергии 6 - запорная арматура с электроприводом 7 - манометр с датчиком давления 8-кран 9 граница раздела блочной гидроэнергетической установки с магистральным трубопроводом 10 - магистральный трубопровод 11 - запорная арматура магистрального трубопровода. На фиг.2 представлена схема работы автоматической системы управления блочной гидроэнергетической установки 3 - устройство типа крыльчатка или спиралевидный ротор 4 - преобразователь энергии 6 - запорная арматура с электроприводом 7 - манометр с датчиком давления 10 - магистральный трубопровод 11 - запорная арматура магистрального трубопровода 12 - трубопроводный переходник 13 - источник бесперебойного питания 14 - силовой щит 15 - источник потребления электроэнергии 16 - комплектная трансформаторная подстанция. На фиг.3 представлена схема выработки электроэнергии блочной гидроэнергетической установки для нефтеперекачивающей подстанции,водонасосной станции и линейного узла 3 - устройство типа крыльчатка или спиралевидный ротор 4 - преобразователь энергии 5 - накопители электроэнергии 6 - запорная арматура с электроприводом 7 - манометр с датчиком давления 8 - кран 11 - запорная арматура магистрального трубопровода 12 - трубопроводный переходник 17 - насосный агрегат 18 - обратный клапан. На фиг.4 представлена схема работы системы диспетчеризации и управления процессом выработки электроэнергии блочной гидроэнергетической установки 19 - волоконно-оптическая линия связи 20 - уровень ПКУ (пост кнопочный управления) 21 -.35 (волоконно-оптический модем) 22 - -телефон для оперативной связи 23 -017 (анализатор спектра) 24 -(программируемые логические контроллеры) 25 - коммутационный сервер телемеханики 26 - уровень МДП (местный диспетчерский пункт) 27 - компьютер диспетчера. Полезная модель работает (функционирует) следующим образом. Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером,который наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата, однако не является единственно возможным. Пример. На фиг.1 блочная гидроэнергетическая установка размещена в корпусе контейнерного типа (1),посредством дополнительных трубопроводов блочная гидроэнергетическая установка сообщается с магистральным трубопроводом (10) и условно отделяется от него границей раздела блочной гидроэнергетической установки с магистральным трубопроводом (9). Движение жидкости по магистральному трубопроводу регулируется запорной арматурой магистрального трубопровода(11), а движение жидкости по трубопроводу (2) внутри блочной гидроэнергетической установки регулируется запорными арматурами с электроприводами (6), манометрами с датчиками давления (7), кранами (8). При прохождении жидкости через устройства типа крыльчатка или спиралевидный ротор (3) в преобразователе энергии(4) идет процесс преобразования энергии, далее преобразованная энергия аккумулируется в накопителях электроэнергии (5). На фиг.2 движение жидкости по магистральному трубопроводу (10) регулируется несколькими запорными арматурами магистрального трубопровода(11),трубопроводными переходниками (12), запорными арматурами с электроприводами (6), манометрами с датчиками давления (7). При прохождении жидкости через устройства типа крыльчатка или спиралевидный ротор (3) в преобразователе энергии (4) идет процесс преобразования энергии,далее преобразованная энергия подается на источник бесперебойного питания (13) и силовой щит (14),причем комплектная трансформаторная подстанция(16) также подключена к источнику бесперебойного питания (13) и силовому щиту (14). От силового щита (14) электроэнергия подается к источнику потребления электроэнергии (15). На фиг.3 движение жидкости по магистральному трубопроводу регулируется несколькими запорными арматурами магистрального трубопровода (11), обратным клапаном (18),запорными арматурами с электроприводами (6),манометрами с датчиками давления (7), кранами (8),трубопроводными переходниками (12), причем скорость потока жидкости по магистральным трубопроводам регулируется насосным агрегатом(17). При прохождении жидкости через устройства типа крыльчатка или спиралевидный ротор (3) в преобразователе энергии (4) идет процесс преобразования энергии, далее преобразованная энергия аккумулируется в накопителях электроэнергии (5). На фиг.4 посредством волоконно-оптической линии связи (19) принимает/поступает сигнал на уровень ПКУ (20), а именно через волоконнооптический модем(21) в коммутационный сервер телемеханики (25),который также передает/принимает сигналы от телефон для оперативной связи (22), анализатор 3 спектра 017 (23) и программируемые логические контроллеры(24). Далее от коммутационного сервера телемеханики (25) сигнал передает/поступает через другой волоконнооптический модем(21) и коммутационный сервер телемеханики (25) на уровень МДП (26), а именно в компьютер диспетчера (27). Шиберная гидромашина преобразует поступательную энергию потока перекачиваемой жидкости (вода, нефть) в механическую энергию,приводящую в движение асинхронный электрогенератор. Такая блочная гидроэнергетическая установка позволяет постоянно вырабатывать попутную электроэнергию для собственных нужд предприятия, при перекачке жидкости путм врезки байпасной линии как на действующих площадках водонасосных станций, нефтеперекачивающих станций,линейных узлов магистральных трубопроводов (реконструкция, перевооружение,капитальный ремонт), так вновь строящиеся(включая и учитывая такое оборудование на стадии проектирования). При внедрении этого комплектного оборудования по попутной выработке электроэнергии на линейных узлах (обеспечение потребления эл.энергии) отпадает необходимость строительство новых и эксплуатация существующих вдоль трассовых многокилометровых высоковольтных линии. Реализация этого предложения возможна, с относительно незначительными капитальными затратами, при установке готового комплекта оборудованния в виде контейнера (блок-бокс размером 6,0 х 2.752.75 м) с подключением к существующему трубопроводу и инженерным коммуникациям на действующих площадках водонасосных, нефтеперекачивающих станциях и линейных узлах (линейная часть магистральных трубопроводов) без остановки технологического процесса. Блочную гидроэнергетическую установку монтируют путем врезки (холодная врезка) в существующий магистральный трубопровод (воды,нефти) по определенной схеме (фиг.1-3) с учтом подключения системы диспетчеризации для контроля и управления процессом выработки электроэнергии (фиг.4) с выводом необходимой информации на логическии контролер верхнего уровня. Подключение к источнику потребления электроэнергии происходит в автоматическом режиме, при этом не требует перенастройки существующего оборудования и обучения специалистов обслуживающих оборудование. Узлы и детали в комплектации применены стандартные, заводского изготовления ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Гидроэнергетическая установка, включающая корпус,трубопроводы,гидромашину с асинхронным электрогенератором, преобразователь энергии,соединенный с накопителями электроэнергии,отличающаяся тем,что дополнительно снабжена автоматической системой управления,системой диспетчеризации и управления процессом выработки электроэнергии и устройством типа крыльчатка или спиралевидный ротор, размещенным в трубопроводе. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде контейнера. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидромашины использована шиберная гидромашина. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что автоматическая система управления дополнительно снабжена источником бесперебойного питания,комплектной трансформаторной подстанцией,силовым щитом и источником потребления электроэнергии. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система диспетчеризации и управления процессом выработки электроэнергии снабжена связанными между собой средствами связи уровней поста кнопочного управления и местного диспетчерского пункта посредством коммутационного сервера телемеханики. 6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что средства связи уровня поста кнопочного управления представляют собой связанные между собой волоконно-оптический модем,-телефон,анализатор спектра и программируемые логические контроллеры. 7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что средства связи уровня местного диспетчерского пункта представляют собой, по меньшей мере, один компьютер диспетчера. 8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена, по меньшей мере, одним средством, выбранным из группы насосный агрегат, датчик давления, манометр, запорная арматура с электроприводом, кран, переходник,обратный клапан. 9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена системой пожарной,охранной и аварийной сигнализации. 10. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена системой проверки загазованности. 11. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена системой вентиляции.