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输油泵机组变频调速节能技术的研究

陈殿军  
【摘要】: 我国是能源生产和消费大国,能源资源人均拥有量低,分布不均匀,开采难度大等特点导致了近些年我国能源紧缺问题日趋加剧,由此造成的限电等现象严重影响了我们的生活。节能减排已经成为能源可持续发展的重要出路。 在油田储运系统中由于外输油量减少,泵管压差增大,在变工况运行条件下电机转速不可调整,造成输油泵机组利用率低,耗能大。但是由于原油外输系统的特殊状况,不可能仅仅通过更换外输泵或配套电机来实现泵管之间的特性匹配。 基于以上原因,本文提出了利用高压变频器对大庆油田原油储运系统中主要原油站库以及外输管道的动力设施(输油泵机组)进行调速控制,通过工频向变频的转换,达到节能降耗的目的,研究应用变频调速前后泵效率变化和节能效果。 输油泵机组变频调速节能技术是指利用变频装置改变供电电源的频率,继而改变异步电动机的转速,达到降低能耗减排的方法。 在研究过程中,通过对变频调速技术原理分析,提出了采取以管道输送压力为基本信号来调节输油泵机组的运行工况的方案。并且针对输油系统在油田生产中是一个重要枢纽环节,不可停产的特点,采取了变频装置具有工变频切换,变频装置运转频率开环控制,优选变频装置的自动保护参数,现场报警,运转数据统计分析等技术措施。设计了采取多功率单元串联多电平电压源变频器结构方案。该方案具有可靠性高,谐波污染小,功率因数高、系统效率高,具有旁路保护等优点。通过在南一油库、北油库、庆哈输油大队等单位,针对单泵运行、双泵并联运行和三泵并联运行等不同工况下进行的试验,比较出了应用变频调速技术前后输油泵机组耗电情况的差异,验证了该高压变频器方案的优越性,得出了在储运系统利用变频调速后,综合工况下可节电35-40%的结论。


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