輸油泵采用變頻與節(jié)流調(diào)節(jié)效率和節(jié)能的分析對(duì)比

劉金艷　葉丹 耿龍建

摘 要：我國(guó)國(guó)土面積位居世界第三位，石油資源也是非常豐富，但是我國(guó)的人口基數(shù)過(guò)大，人均的石油占有量遠(yuǎn)低于世界平均水平。所以為了滿足國(guó)內(nèi)石油的消耗，我國(guó)的石油開(kāi)采部門(mén)擴(kuò)大了對(duì)石油的開(kāi)采力度。因?yàn)槲覈?guó)開(kāi)采石油所使用的輸油泵功耗大、工作效率低，所以擴(kuò)大了開(kāi)采力度后所帶來(lái)的能源耗費(fèi)和環(huán)境污染的問(wèn)題接踵而來(lái)，一躍成為目前我國(guó)石油開(kāi)采行業(yè)面臨的首要問(wèn)題。本篇文章通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)使用的輸油泵進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并探究了針對(duì)嚴(yán)重的能源耗費(fèi)問(wèn)題而對(duì)輸油泵進(jìn)行改進(jìn)的方法，以達(dá)到節(jié)約能源的作用。

關(guān)鍵詞：輸油泵；變頻與節(jié)流

從我國(guó)的礦產(chǎn)總量來(lái)看，我國(guó)的石油總量是非常豐富的，由于我國(guó)人口眾多，人均資源占有量低于世界平均水平。并且我國(guó)的礦產(chǎn)能源分布不均衡，有些所在地及其偏僻，開(kāi)采難度非常高，這就進(jìn)一步加劇了我國(guó)的能源短缺問(wèn)題，無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)的能源需求。因此，我國(guó)決定走可持續(xù)發(fā)展的道路，通過(guò)開(kāi)發(fā)能源的同時(shí)節(jié)約能源消耗，降低能源的浪費(fèi)，以達(dá)到能源可持續(xù)的利用。在油田運(yùn)輸過(guò)程中運(yùn)用高壓變頻技術(shù)對(duì)輸油泵實(shí)行改進(jìn)，改善輸油泵當(dāng)前能效低、能源耗費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題，從而有效地節(jié)約能源、減少能源的浪費(fèi)。

1 變頻器概述及輸油泵運(yùn)行狀況

科技在不斷的進(jìn)步，變頻器技術(shù)也隨著科技的進(jìn)步向前發(fā)展，變頻器技術(shù)在電氣傳動(dòng)方面有著較為廣泛的應(yīng)用。電力電子器件隨著科技的進(jìn)步也在不斷的發(fā)展，電氣電子器件性能質(zhì)量的提高促進(jìn)了高壓變頻技術(shù)的日益進(jìn)步。所謂變頻器就是將穩(wěn)定的工頻電源變換為另一種不同頻率的電源的電子裝置，其主要的組成部分有：整流、濾波、逆變、驅(qū)動(dòng)單元等。變頻器可以分為多種類(lèi)別，其分類(lèi)的依據(jù)是其工作原理用途、開(kāi)關(guān)方式等。

輸油泵在運(yùn)行時(shí)，根據(jù)其工作的環(huán)境情況來(lái)調(diào)節(jié)輸油泵的流量，通過(guò)調(diào)節(jié)輸油泵的出口閥門(mén)來(lái)達(dá)控制流量。輸油泵在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，其出口閥門(mén)的開(kāi)口程度和理論的開(kāi)口程度有較大的差異，因此就導(dǎo)致了輸油泵在運(yùn)行過(guò)程中耗能?chē)?yán)重且能效低的問(wèn)題，此外，這種問(wèn)題對(duì)輸油泵的使用壽命也有很大的影響。導(dǎo)致輸油泵能耗嚴(yán)重的具體原因是輸油泵機(jī)組和輸送原油的管道不匹配，并且輸油泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速不能夠調(diào)節(jié)。因?yàn)檩斢捅脵C(jī)組的出口閥門(mén)的實(shí)際情況會(huì)造成很大的能源耗費(fèi)問(wèn)題，所以需要運(yùn)用高壓變頻技術(shù)調(diào)速。機(jī)組工作環(huán)境變化后就可以運(yùn)用變頻調(diào)節(jié)來(lái)滿足環(huán)境狀況對(duì)輸油泵的要求，有效改善了原來(lái)出口閥門(mén)處的能源損耗情況。

2 輸油泵機(jī)組變頻調(diào)速方案設(shè)計(jì)

在調(diào)整輸油泵機(jī)組時(shí)，運(yùn)用的是高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)主要是通過(guò)管道輸送壓力信號(hào)來(lái)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中，要注意其安全性，為了避免發(fā)生問(wèn)題，需要通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)策略對(duì)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，保證工作時(shí)的安全性。由于保障的系統(tǒng)不同，所采取的措施也不相同，由于要保障在變頻系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，輸油泵還能夠正常運(yùn)作，那就要用絕壁工頻、變頻手動(dòng)轉(zhuǎn)換性能，這樣就可以有效避免在變頻系統(tǒng)出現(xiàn)狀況時(shí)輸油泵也不能夠工作。還有很多原因會(huì)造成輸油系統(tǒng)出現(xiàn)狀況，比如擾動(dòng)問(wèn)題，這就需要運(yùn)用開(kāi)環(huán)手動(dòng)調(diào)節(jié)的方法，來(lái)調(diào)整變頻裝運(yùn)轉(zhuǎn)的速度，從而保障輸油系統(tǒng)的安全性能。除此之外還需要安裝緊急停機(jī)按鈕，在選取自動(dòng)保護(hù)參數(shù)方面，需要認(rèn)真小心的選擇，不可粗心，安裝的保護(hù)裝置也不能太多，否則會(huì)對(duì)系統(tǒng)的工作有不利的影響。當(dāng)然，變頻調(diào)速設(shè)備不可或缺的報(bào)警這一性能，報(bào)警功能不僅起著警報(bào)的作用，還要對(duì)工作過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，這樣就完成了對(duì)節(jié)能的理解以及對(duì)實(shí)際運(yùn)用情況的了解。變頻器在工作過(guò)程當(dāng)中會(huì)有較高的熱量，所以不可忽視的一個(gè)問(wèn)題就是系統(tǒng)的散熱問(wèn)題，如果環(huán)境溫度增高10度，那么相應(yīng)的裝置壽命也會(huì)變短。諧波對(duì)系統(tǒng)也有不利的影響，所以在設(shè)計(jì)方案時(shí)，要把諧波納入方案中，選擇諧波污染小的設(shè)計(jì)方案，減少諧波對(duì)系統(tǒng)對(duì)不利影響，有效避免因?yàn)橹C波而造成的系統(tǒng)損壞，減少電動(dòng)機(jī)的消耗。

3 輸油泵機(jī)組變頻調(diào)速方案節(jié)能分析

此次主要研究對(duì)象是油庫(kù)，根據(jù)單泵變頻前后和雙泵變頻前后對(duì)節(jié)能進(jìn)行研究與分析，通過(guò)實(shí)踐證明，此油庫(kù)在運(yùn)用變頻調(diào)速系統(tǒng)一年以后出現(xiàn)了良好的效果，節(jié)能作用明顯。通過(guò)第實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，計(jì)算出單泵進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，節(jié)電率為49%，當(dāng)雙泵進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，總的節(jié)電率是26%。由此可見(jiàn)，運(yùn)用高壓變頻器來(lái)調(diào)節(jié)速度，具有能效高且節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，可以有效地節(jié)省電力能源的消耗，從而提高此石油產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 總結(jié)

通過(guò)以上的探討可以得知，輸油泵在工作時(shí)其電機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)以及出口閥門(mén)的開(kāi)口差異是導(dǎo)致能源損耗大、能效低的主要原因。運(yùn)用高壓變頻技術(shù)的改造可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，有效地改善能源損耗嚴(yán)重的問(wèn)題，達(dá)到節(jié)能減耗能源可持續(xù)利用的目的。這里使用的變頻器經(jīng)過(guò)分析證明，其污染小、能效高，所以值得廣泛的推廣運(yùn)用。

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作者簡(jiǎn)介：

劉金艷（1988- ），女，吉林臨江人，助理工程師，研究生；研究方向：能源質(zhì)量管理。