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变频技能在油田装备中的使用

日期: 2012-08-01
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      变频技能在油田装备中的使用
  当降低电动机转速,泵的排量将按等比例降低,泵的轴功率以3次方的比例降低。例如转速和排量降低到原来的80%,泵的轴功率就降低到原来的51.2%.变频调速节能效果分析油田注水系统工作协调关系如所示。排量口阀门与变频器控制下的泵扬程与排量的关系以注水站分水器为系统节点,可以把注水系统分为注水泵和注水管网两个子系统。曲线nl是管网特性曲线,而曲线W是改变管网中阀门开启程度后的管网特性曲线。曲线V是转速为n.时泵的效率曲线,曲线vi是转速为n时泵的效率曲线。曲线I与nl的交点A为注水泵子系统与注水管网子系统的工作协调点,注水系统在A点的扬程与排量下工作。如果油田注水需要的排量减小,传统的方法是调节注水管网上的节流阀门,改变注水管网特性曲线,使工作协调点偏移,如中B点是当阀门开度减小时,受其节流作用,泵后管网流动阻力增加,注水泵运行点沿恒转速曲线I的A点上升到B点,从而使泵出口压力升高,流量减少。
  通过变频技术控制排量时,由于阀门全开,只改变泵转速而不改变泵后管网阻力,因此当注水泵转速降低时,其H一Q曲线下移,运行点将由A点沿管网特性曲线1 降到C点,从而使注水泵排量减少,出口压力降低,同时效率曲线随转速的改变由V移到Vl,注水泵始终工作在最大效率附近,与阀门调节方式相比,泵轴功率下降如中阴影部分所示。注水泵与电机采用轴连接,因此,泵轴功率下降使电机负载下降,从而达到节能的目的。此外,采用变频调速,还可以使供电电网的功率因数增大,无需相位补偿。交流传动具备智能控制功能,可以对电动机进行全面保护,减少机器部件磨损,降低管线噪音,减少维护费用。以上推算尚未考虑电动机效率。两台泵排出水在分水器汇合后输送到注水干线,由于两台泵的额定排量大大超出注水需求量,在泵排出口调节阀门控制出水量,损失部分压头,干压 14.1MPa,泵干压差2.6MPa.阀控造成的损失为15.57%,因此注水站效率为56.69%.注水站改造后仍开两台DF140一巧0xn泵,一台是工频供电,另一台是变频供电。
 
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