石油化工行業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎行業(yè)，同時也是耗能大戶，其主要生產(chǎn)工藝都是通過各種泵、空氣壓縮機來完成。目前，這些油泵、水泵和空氣壓縮機大都處于電動機驅(qū)動恒速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，如將占絕對多數(shù)的非調(diào)速型電機改成調(diào)速運行,使其耗電量實現(xiàn)隨負荷大小而變化,則可節(jié)約大量能源，將產(chǎn)生顯著的節(jié)能效果。現(xiàn)代電力電子技術(shù)、交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展使得交流電動機變頻調(diào)速在頻率范圍、動態(tài)響應、精度要求和使用效果等方面發(fā)生了巨大的飛躍。據(jù)不完全統(tǒng)計,各大中型石化企業(yè)中,鼠籠式異步電動機占整個電動機總?cè)萘康?0％，因此,它為交流調(diào)速技術(shù)在石化行業(yè)中的應用提供了廣闊的發(fā)展空間。
變頻器在游梁式抽油機上的應用
游梁式抽油機使用方便、可靠、經(jīng)濟,是目前采油生產(chǎn)中的主要設備。為了減小抽油機上下沖程負荷的波動,一般都配有平衡塊。抽油機電機的負荷是一周期性脈動負荷,并迭加有瞬間的沖擊。抽油機電機的負荷曲線上有兩個峰值,分別為抽油機上下沖程的“死點”。抽油機自由停車后再啟動時，總是從死點處啟動,因此抽油機電機要求啟動轉(zhuǎn)矩大。為了保證足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩,抽油機電機正常運行時負荷率很低,一般在20%左右,負荷率高的也不過30%。低負荷率運行造成功率因數(shù)低,效率低,電能浪費大。因此，在設計選配抽油機電機時，普遍的做法是令其抽取量大于實際負荷。它所帶來的新問題是當抽油機排量過剩時，抽油機的運行會出現(xiàn)無功抽取，出現(xiàn)空抽或泵空狀態(tài)，伴隨泵空還會產(chǎn)生井噴、氣鎖等事故，而井噴、氣鎖又是導致鉆具組、泵裝置甚至地面設備損壞的主要原因。另外，由于過度的不間斷運行，機械設備的損耗也相應上升，造成傳統(tǒng)抽油機成本高，噪音大，運行可靠性低。有效控制泵空是亟待研究的課題。抽油機是油田耗能大戶，用電量約占油田總用電量的40％，其總體效率很低，據(jù)調(diào)查一般在30％左右，過剩的抽油能力令抽油機的無功抽取時間增加，造成油井開采的電費成本居高不下，能源浪費十分嚴重。因此，抽油機的節(jié)能潛力非常可觀。
近年來，市場上直接針對抽油機的節(jié)電技術(shù)主要有兩大類:一是開發(fā)不同類型的抽油機節(jié)能電機，如超高轉(zhuǎn)差率電動機、三相永磁同步電機、高啟動轉(zhuǎn)矩雙定子結(jié)構(gòu)電機和電磁調(diào)速電機等。但由于資金投入太大，在許多油田用節(jié)能電機取代普通異步電機尚無法全面推廣。二是使用節(jié)能配電箱，其中包括定子繞組Y-Δ轉(zhuǎn)換調(diào)壓和電容器動態(tài)無功補償及靜態(tài)無功補償?shù)取２捎酶淖兌ㄗ永@組的接法可以改變電機電壓，但電機只能得到固定電壓，節(jié)電效果并不理想。雖然有些裝置采用雙向晶閘管實現(xiàn)定子電壓隨負載變化連續(xù)調(diào)節(jié)，節(jié)電效果較好，但是電源電流波形發(fā)生畸變，電網(wǎng)諧波污染嚴重，不宜大面積長期使用。而采用變頻調(diào)速控制，則可以改變抽油機長期處于低效做功的狀態(tài)，使其工作方式與油井實際負荷相匹配，保證每次都抽油，減少低效甚至無效抽取，從而降低電費開支，減少維護成本，提高運行效率。
勝利油田孤東采油廠采用了加能IPC-PMD抽油機變頻調(diào)速技術(shù)對稠油井實施改造，油井泵效顯著提高，日均增油2.1t，節(jié)電率達30%以上，且上、下沖程速度可任意調(diào)整，減輕了工人的勞動強度。其經(jīng)濟效益通過對15口井的跟蹤，用加權(quán)平均法計算出單井年效益如下:
(1) 增產(chǎn)及減少電耗費用 增產(chǎn),50.4萬元，節(jié)電0.61萬元，合計,51.01萬元。
(2) 投資 設備及土建安裝費等共計9.43萬元。
(3) 設備維護及折舊費1.36萬元/年。
(4) 稅金8.56萬元/年。
(5) 利潤41.08萬元/年。
(6) 投資回收時間＝投資/(利潤+稅金)＝70天
加能IPC-PMD 變頻回饋一體機正越來越廣泛的深入到各行各業(yè)中。它的節(jié)能、省力、易于構(gòu)成自控系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢，必將成為電力拖動的中樞設備。應用變頻調(diào)速技術(shù)也是企業(yè)改造挖潛、增加企業(yè)效益的一條有效途徑。尤其是在石油及化工行業(yè)中高能耗、低產(chǎn)出的設備較多，采用加能IPC-PMD 變頻回饋一體機將使企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟利益，同時這也是國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要。
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