高壓(yā)變(biàn)頻器在石(shí)油開(kāi)采行業(yè)中
       在石油開采(cǎi)行(háng)業的(de)應用主要是應(yīng)用于主管道泵、抽油(yóu)機、分(fèn)子篩(shāi)機泵、介質泵、擠(jǐ)壓機、循環泵、注(zhù)水泵、泥漿泵、鍋(guō)爐給水泵、電(diàn)潛泵、鹵水泵(bèng)、引風(fēng)機、除垢泵等。
       潛(qián)油電泵
       潛(qián)油電泵(bèng)被安(ān)裝(zhuāng)在地(dì)下1000-3000米深的(de)井裡(lǐ)，泵在(zài)電(diàn)動(dòng)機的(de)帶動下高速旋轉，将(jiāng)油抽到地(dì)面上來。傳統的(de)工作(zuò)方(fāng)式是電(diàn)網直接供電，工(gōng)程上(shàng)稱其為全壓工頻工作。
      (1)對(duì)于複(fú)雜斷塊油(yóu)田來說，油水井(jǐng)的對應(yīng)連通性(xìng)差，部(bù)分潛油電(diàn)泵井出現供液(yè)不(bú)足，影響(xiǎng)到潛(qián)油電(diàn)泵的正(zhèng)常(cháng)生産及井下機(jī)組的運轉壽命(mìng)。當井下油(yóu)量不富裕時，容(róng)易抽(chōu)空，甚至(zhì)死(sǐ)井(jǐng)，一(yī)旦死井則(zé)損失(shī)慘重。尤其(qí)海上平台(tái)在采油時(shí)，因(yīn)為油(yóu)層稠度(dù)大，流動性差，潛(qián)油電(diàn)泵(bèng)在抽油(yóu)的過(guò)程(chéng)中不能(néng)一下(xià)運行到額(é)定轉速，否則會(huì)出現油層因(yīn)壓(yā)力變化過(guò)快而(ér)斷開(kāi)，電(diàn)泵隻能(néng)抽到(dào)少量距井(jǐng)口近的油，遠離井口的原油因(yīn)不能(néng)夠流(liú)動，電(diàn)泵将斷(duàn)液(yè)而導(dǎo)緻油(yóu)井報(bào)廢。并(bìng)且一旦(dàn)發生抽(chōu)空時(shí)，定轉(zhuǎn)子(zǐ)将(jiāng)出現幹磨，容易(yì)産生燒泵(bèng)的事(shì)故。
      (2)工(gōng)頻全壓啟(qǐ)動(dòng)時，對電網産(chǎn)生沖擊、電機沖擊電(diàn)流大(dà)、沖擊(jī)扭矩大(dà)，造成電(diàn)機、電纜的(de)加速(sù)老(lǎo)化和電泵葉(yè)片、軸系的(de)損壞。平台電網(wǎng)容量(liàng)有限，電(diàn)機工頻(pín)對電(diàn)網的沖擊(jī)有可能導(dǎo)緻發電機(jī)組停運(yùn)。在(zài)采油過程(chéng)中，由(yóu)于液(yè)面經常變(biàn)化，需(xū)要經常對電泵(bèng)進行(háng)啟停(tíng)操作，頻繁的沖(chòng)擊，降低了(le)設備(bèi)使用壽命，增加了維修費用。
    (3)電泵(bèng)在井下(xià)幾千(qiān)米處，供電電(diàn)纜(lǎn)上有(yǒu)100多(duō)伏的線(xiàn)路損耗，影響電(diàn)機的正常供電(diàn)。
       (4)潛油(yóu)泵不(bú)能根(gēn)據生産(chǎn)情(qíng)況調(diào)整輸(shū)出功(gōng)率，造(zào)成巨大的(de)能源(yuán)浪費(fèi)，難以使電泵工作在(zài)最佳(jiā)工況點上。
潛(qián)油(yóu)電泵(bèng)的電(diàn)壓等(děng)級不是國(guó)家電(diàn)網的标準(zhǔn)，大部(bù)分(fèn)潛油電泵的(de)供電電壓(yā)是1140v和(hé)2300v，所以(yǐ)用于潛油(yóu)電泵的高壓變(biàn)頻器需要特别(bié)定制(zhì)。潛(qián)油(yóu)電泵(bèng)的使(shǐ)用環(huán)境一(yī)般比較(jiào)惡劣，所(suǒ)以要(yào)求變(biàn)頻器(qì)比較耐用(yòng)。經過高壓變頻器的(de)改造實現電(diàn)機的軟(ruǎn)啟(qǐ)動，即低壓、低(dī)頻(pín)啟(qǐ)動，電(diàn)機是(shì)慢慢加速(sù)起來的，工(gōng)作頻(pín)率不(bú)一(yī)定是額(é)定頻(pín)率(lǜ)，而是随(suí)意設(shè)置(zhì)或調整(zhěng)，還可以根據井(jǐng)底油(yóu)壓高低自(zì)動調整轉速，實(shí)現轉(zhuǎn)速閉環控(kòng)制。因此，海上采(cǎi)油平(píng)台潛油電(diàn)泵配套使(shǐ)用變(biàn)頻調(diào)速(sù)裝置，既(jì)是生産工(gōng)藝的(de)要求，也是保證機組(zǔ)安全可靠運(yùn)行(háng)的需要。
       應(yīng)用于海(hǎi)洋(yáng)平(píng)台的高壓變(biàn)頻器(qì)由于海(hǎi)洋(yáng)平台遠離(lí)陸地，運輸(shū)、吊裝費用高昂(áng)，因空(kōng)間狹小，安(ān)裝也極不(bú)方便(biàn)，必須(xū)确保變頻(pín)器一次投運成(chéng)功，對(duì)可靠性要(yào)求極高，并(bìng)要求(qiú)故障(zhàng)後能迅速(sù)恢複運行，對技(jì)術有更(gèng)高的要(yào)求。
       遊梁(liáng)式(shì)抽油(yóu)機
       采用的抽油設備中(zhōng)，以(yǐ)遊梁式抽(chōu)油機應用最為普遍，數量(liàng)也最(zuì)多。一(yī)方面(miàn)，遊梁式(shì)抽油機(jī)運動為反(fǎn)複地(dì)上下(xià)提(tí)升，一個沖程提升一次(cì)，其(qí)動力來自于(yú)電動機(jī)帶動的(de)兩個重(zhòng)量(liàng)相當(dāng)大的鋼質滑塊(kuài)，當滑(huá)塊提升時(shí)，類似(sì)于杠杆的(de)作用(yòng)，将采油(yóu)機杆送入井中，滑(huá)塊下降時，采油(yóu)杆提(tí)出帶(dài)油至(zhì)井口，由于電機(jī)轉速一定，在滑塊下降過(guò)程中(zhōng)，負荷減輕(qīng)，電機拖動(dòng)産生的能量(liàng)無(wú)法被負載(zǎi)吸引(yǐn)，勢必會尋(xún)找能(néng)量消(xiāo)耗的渠道(dào)，導(dǎo)緻電機(jī)進入(rù)再生發電(diàn)狀态，将多餘的能量反饋到電網，引起主(zhǔ)回路(lù)母線(xiàn)電(diàn)壓的升高，勢必會對整(zhěng)個(gè)電網(wǎng)産生沖(chòng)擊，導緻(zhì)電(diàn)網供(gòng)電質量下降，功(gōng)率因數降低，面(miàn)臨被(bèi)供電企業罰款(kuǎn)的危險;頻(pín)繁的高壓沖擊(jī)會損(sǔn)壞電(diàn)機，對(duì)電動(dòng)機沒(méi)有可(kě)靠的(de)保護(hù)功能(néng)，一(yī)旦(dàn)電機損害(hài)，造成生産效率降低(dī)、維護(hù)量加(jiā)大，極(jí)不利于抽油設(shè)備(bèi)的節能(néng)降耗，給(gěi)企業造(zào)成較大的經濟損失。另一方面(miàn)，遊梁式(shì)抽油機引入(rù)兩(liǎng)個(gè)大質(zhì)量的鋼質滑塊(kuài)，導緻(zhì)抽(chōu)油機(jī)的起動沖擊(jī)大等諸多問題。
        目前(qián)，對遊梁式抽油(yóu)機的變(biàn)頻(pín)器改造主(zhǔ)要有以下(xià)3個方面：
        (1) 以(yǐ)提高(gāo)電網質量(liàng)，減小(xiǎo)對電網(wǎng)影響為目标的(de)變(biàn)頻改(gǎi)造。這(zhè)主要(yào)集(jí)中(zhōng)在供電(diàn)企業對電網質量(liàng)要求較高(gāo)的場合，為了避免電網質(zhì)量的(de)下降，需(xū)引(yǐn)入變頻控制，其(qí)主要目的就是(shì)減小(xiǎo)抽油機工作(zuò)過程對電網(wǎng)的影(yǐng)響。這種應用在(zài)勝利(lì)油田(tián)的臨(lín)盤(pán)采油廠(chǎng)已經(jīng)提上應用(yòng)日程。
       (2) 以節(jiē)能為(wéi)首要目标的(de)變(biàn)頻改造。這(zhè)一點比較普遍，一方(fāng)面，油田的抽油(yóu)機(jī)為了克服大(dà)的起動轉矩(jǔ)，采用的(de)電動機遠遠大(dà)于(yú)實際所(suǒ)需功率，工作時(shí)電動機的(de)利用(yòng)率一般在(zài)20%-30%之(zhī)間(jiān)，最高不會(huì)超過(guò)50%，電動(dòng)機常(cháng)常處(chù)于輕載狀态，造成(chéng)了電動機資(zī)源的浪費(fèi)。另一方面，抽油(yóu)機的(de)工作情(qíng)況是連續變化的，這些(xiē)都取決(jué)于(yú)地底(dǐ)下的(de)狀态，若始(shǐ)終處于工(gōng)頻運(yùn)行，勢必(bì)也會造(zào)成電(diàn)能的浪費。為(wéi)了(le)節能(néng)，提高(gāo)電動機的工作效率，需進行變頻改造(zào)。
       (3) 以提高(gāo)電網(wǎng)質量和節能為(wéi)目的(de)的變(biàn)頻改造。這種(zhǒng)情(qíng)況綜合了上面兩種改造的優(yōu)點，是(shì)應用中的一個(gè)重要(yào)發展(zhǎn)方向(xiàng)。
注水(shuǐ)泵
       通過注(zhù)水井向油層注水(shuǐ)，是保證油層(céng)壓力，提高油藏采油速度(dù)和采收率而被(bèi)廣泛采用(yòng)的一項重要開(kāi)發措(cuò)施。在油(yóu)田注水(shuǐ)工程(chéng)中，注水泵(bèng)是滿足油田注水，保證地層壓(yā)力的源(yuán)設(shè)備，為了保(bǎo)證(zhèng)較(jiào)長時(shí)期内滿足油田(tián)注水需要，在設(shè)計上注水(shuǐ)泵的(de)容量選型一般(bān)都較(jiào)大，同時在(zài)實際生産(chǎn)中，日(rì)注水量又(yòu)總是(shì)一個波動較大(dà)的參數。
       當采用變頻(pín)調速(sù)時，50hz滿(mǎn)載時功率(lǜ)因數為接近，工作電流比電機(jī)額定(dìng)電流值要低許(xǔ)多，這是由(yóu)于變(biàn)頻裝(zhuāng)置的(de)内濾(lǜ)波電容産生的(de)改善(shàn)功率(lǜ)因數(shù)的作(zuò)用，可(kě)以為電網(wǎng)節(jiē)約容量(liàng)。采用變頻調速(sù)後，可以(yǐ)避免因(yīn)通過閥門控制(zhì)使泵(bèng)過(guò)多偏離(lí)額定工作區而引起(qǐ)的振動，這(zhè)種振(zhèn)動(dòng)嚴重(zhòng)時(shí)會引起懸(xuán)臂泵(bèng)軸頭(tóu)斷(duàn)裂。由于啟動(dòng)緩慢及轉(zhuǎn)速的降(jiàng)低(dī)，相應(yīng)地延長(zhǎng)了(le)許多(duō)零部件(jiàn)如(rú)密封、軸承(chéng)的壽命，特(tè)别是減輕了起(qǐ)動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)矩對(duì)電機機(jī)械(xiè)損(sǔn)傷，有效(xiào)的延長了電機的使(shǐ)用壽命，減(jiǎn)少了檢修維(wéi)護(hù)開(kāi)支(zhī)，節約(yuē)大量維護費用(yòng)。
       高壓變頻(pín)器在(zài)石化行(háng)業中
       在(zài)煉油(yóu)行業高壓變頻器主要應(yīng)用于原油(yóu)泵、減(jiǎn)低渣(zhā)油(yóu)泵、循環(huán)泵、介質泵等泵(bèng)類和(hé)送風機等(děng)大功率風機。
       幹(gàn)餾裝(zhuāng)置主風機
       頁岩幹餾(liú)裝置煉油(yóu)工藝中，有(yǒu)一項重要(yào)的環節(jiē)就是利用離(lí)心式風機(即：主(zhǔ)風機)向(xiàng)幹(gàn)餾爐(lú)下部(bù)的(de)發生段送風，目的是為(wéi)幹餾爐(lú)上部下來的頁岩半焦(jiāo)完成氧化-還原反應提供(gòng)飽和(hé)空氣(qì)。在實(shí)際運(yùn)行中，要根據反(fǎn)應裝置中(zhōng)各項(xiàng)工藝(yì)指标的控(kòng)制需求(qiú)，調整主(zhǔ)風機送風量。風(fēng)量的調整(zhěng)要通(tōng)過手(shǒu)動調節(jiē)主(zhǔ)風機入口(kǒu)蝶閥(fá)開度和(hé)放散口(kǒu)開度來實現，多(duō)餘(yú)風(fēng)量通過放(fàng)散口排出(chū)。電機(jī)的出(chū)力在70%左右(yòu)。根據生産工藝(yì)的要(yào)求(qiú)，每小時(shí)都要(yào)由工人手(shǒu)動風量(liàng)一、兩次，大量的(de)空(kōng)氣被(bèi)通過放散口排(pái)除，因(yīn)此這(zhè)種風(fēng)量調整方(fāng)式不(bú)合理(lǐ)，工(gōng)人勞(láo)動(dòng)強度(dù)大，同時造(zào)成無謂(wèi)的(de)能耗(hào)浪費(fèi)。工藝的角度上看，每(měi)天都(dōu)要頻(pín)繁的調整(zhěng)主風機的流量(liàng)，工人要付出繁(fán)重的(de)勞動(dòng)，而且(qiě)調(diào)整偏(piān)差較大(dà)，如果電機通(tōng)過(guò)變頻器(qì)調(diào)整調(diào)速，可以(yǐ)滿(mǎn)足工藝的(de)需要(yào)，達到(dào)調節準确，節省(shěng)人力的目的。更(gèng)重要的(de)是，風機(jī)運行(háng)過程中，入(rù)口蝶閥開(kāi)度越小，損耗在(zài)風機(jī)擋闆上的能量越多(duō)，因此，主風(fēng)機根據(jù)需要調(diào)速運行将會有(yǒu)很大的節能空(kōng)間。
       原油泵
       現場(chǎng)是通(tōng)過調節泵(bèng)出口(kǒu)閥(fá)門的開(kāi)度，即改變管網阻力(lì)來調節流(liú)量，同時改變了出口壓力(lì)。根據(jù)泵的特(tè)性(xìng)，調節(jiē)出口閥門(mén)的開(kāi)度，将使(shǐ)效率下(xià)降。若采用改變(biàn)泵電機轉(zhuǎn)數，閥(fá)門全開，管網阻(zǔ)力曲(qǔ)線(xiàn)不(bú)變，降低(dī)水(shuǐ)泵的(de)揚程(chéng)以減小(xiǎo)流(liú)量，根(gēn)據現(xiàn)場需要，允(yǔn)許出口最(zuì)小壓力為2.1mpa，允許最小(xiǎo)流量為240t/h，在(zài)滿足(zú)此要求(qiú)的基(jī)礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)速，使泵效率在高效(xiào)點運行，即(jí)變速(sù)調節(jiē)比節流調(diào)節時，泵從電網吸收功率要減(jiǎn)少，因(yīn)此采用變(biàn)速調(diào)節，能把消耗在節(jiē)流中的(de)損耗(hào)省(shěng)下來，達(dá)到節能的(de)目的(de)。
       石油石化行業(yè)應用(yòng)前景
        自從2008年兩會，将低碳(tàn)經濟被提上議題之後(hòu)，低碳經(jīng)濟，正以(yǐ)前(qián)所未有的(de)高(gāo)姿态走(zǒu)進人們生活的方方(fāng)面面。政府(fǔ)提出，2020年單(dān)位國(guó)内生産總值二(èr)氧化碳(tàn)排(pái)放比(bǐ)2005年下降40%至45%。而作(zuò)為耗能大戶的(de)石油石化(huà)行業(yè)，首當其(qí)沖(chòng)被推到了(le)風口浪尖(jiān)。統計數據(jù)顯示，在國(guó)家發改委公布的千家重(zhòng)點耗能企業中(zhōng)，石油(yóu)和化工企業(yè)有(yǒu)340家(jiā)，占1/3;在環(huán)保部公布(bù)的廢氣、廢水污染源(yuán)國家重(zhòng)點監控(kòng)企業(yè)中(zhōng)，石油和(hé)化工企業分别占 13.4%和25.8%。
        因此(cǐ)在(zài)2010年(nián)2月25日召(zhào)開(kāi)的國(guó)務院常(cháng)務會議(yì)指出，要壓縮和(hé)疏導(dǎo)過剩(shèng)産能(néng)，加快淘(táo)汰落(luò)後(hòu)産能，引(yǐn)導(dǎo)産業(yè)健康發(fā)展，同時啟動(dòng)石(shí)化行業低碳(tàn)技術(shù)示範(fàn)工程建設。因此(cǐ)在中國的(de)低碳(tàn)經濟發展之路(lù)上，石油(yóu)石化産(chǎn)業應(yīng)該(gāi)成(chéng)為積(jī)極實踐者。那麼(me)低碳經濟的倡(chàng)導，勢必(bì)會促使(shǐ)石油(yóu)行(háng)業加強(qiáng)技術的改(gǎi)造，因(yīn)此也必(bì)然會帶(dài)動具有節能減耗的高壓(yā)變頻(pín)器的發(fā)展(zhǎn)。
       另一(yī)方面,國内對石(shí)油石化(huà)産品(pǐn)的(de)需求快速增長(zhǎng)。專家預(yù)計，到2010年(nián)，我國汽煤柴需求量将為1.85億至(zhì)1.89 億噸，乙烯需求(qiú)當量将達(dá)到2500萬至2600萬噸(dūn)。巨大的(de)石油石化(huà)産品(pǐn)需求潛(qián)力，将為(wéi)我國石油石(shí)化企業(yè)進(jìn)一(yī)步拓(tuò)展市場(chǎng)、做(zuò)大總(zǒng)量提供難得的(de)戰(zhàn)略(luè)機遇和良好的(de)市場條件(jiàn)。石油的市(shì)場需求旺盛(shèng)。市場需(xū)求勢(shì)必拉動石油開(kāi)采設備的(de)增加、石油開采量的(de)加大和煉(liàn)油設(shè)備(bèi)增加。這(zhè)些也(yě)将進一步(bù)擴大石油行業的節能潛(qián)力。