浅谈输油泵变频节能技术分析与运用

浅谈输油泵变频节能技术分析与运用

王奉良

中国石化管道储运有限公司湖北武汉430077

摘要：变频器在工业生产和生活中的广泛应用为节约能源起到了较大作用。上世纪80年代,变频技术广泛应用于交流输油泵速度控制上,变频器具有良好的调速性能、节能、高效率等诸多优点。在水泵等流体机械上应用变频器可取代传统挡板、节流阀、回流阀而节省电费。因此，更好的提升油田节能质量需加强变频器节能技术研究，基于此，本文对输油泵变频节能技术分析与运用进行了探讨，以供参考。

关键词：输油泵；变频节能技术；分析与运用

引言

输油泵在输油站生产过程的关键设备，因为输油泵和管道的特点是不是很协调，需要调整输油泵的实际工作中的阀门排气口，通过调节开口大小，达到控制流量的目的，通过调整阀流量控制，由于阀门开度将在一定的压差附近，造成的损失的能量，造成能量损失。输油泵采用变频调速技术，通过改变泵的转速来调节运行状态，减少因压差引起的能量损失。

1变频器节能作用概述

上个世纪90年代初，我国国内的变频器大多来自于国外的品牌，例如：ABB、西门子、三菱、以及富士等国外品牌，直到90年代中期，国内市场才出现了我国所生产的变频器，其中通用型变频器占据了较大的比重。现如今，国产变频器的生产技术已经接近于国际先进水平，国产变频器也在我国的市场中占据着较大的比重。在运用变频器之后，水泵以及离心风机的能耗都能够极大地得到降低。因为输油泵转速与最终能耗之间具有立方比的关联性，因此在变频运用之后便能得到更为快速的投资回报。在控制变频器时，可逆运行控制的实现不需要多余的可逆控制装置，仅需进行输出电压相序的改变，便能够实现安装空间的节约以及维护成本的降低。

2影响变频调速的原因

虽然变频技术的调速范围很大，但是其仍然居偶遇一定的局限性。当运行工况和管路运行曲线同时发生变化使得与调速泵同时并列运行的定速泵会对变频器的调速范围起到一定的影响，当调速范围一旦发生变化，变频效果将会大打折扣，变频节能技术将会达不到之前的节能效果，降低输油泵电机的工作效率，在工况相似的情况下，电机转速降低的话，轴功率也会急速下降。若电机的输出功率变化过大或者严重偏移额定功率，则电机的工作效率会急速下降，变频节能效果也会达不到预期的效果，电机的使用寿命和周期得不到应有的维护。

3输油泵变频节能技术分析

输油泵是石油站不可缺少的运输设备不可缺少的生产过程，由于输油泵的特性和管路特性不很协调，在采油过程中，如何根据企业的实际需要协调油流。有两种常用方法调节流量是由泵出口阀调节，通过调节开口大小，达到控制流量的目的，这种方法会在一定的泵压差输油泵出口阀，造成功率损失由于能源消费的阀门关闭，损失会更大小；变频调速控制方法、管道等，输油泵通过变频器来改变输油泵的转速，精度高，节能技术是重要的，所以在工业中得到了广泛的应用。变频调速技术，集微电脑控制，电力电子技术，将两者结合起来，通过“交-直-交电力变换，改变水泵输油泵的转速，从而有效地调节输油泵运行，达到节能的目的，变频技术，因其效果显著，具有高速准确的优点，被广泛应用于各个行业。

4变频器使用原则

鉴于变频器具备优良的调速和节能功效，因此很多石油装置在使用中均普遍选用变频器作为调速和节能有力保障。不过变频器的随意使用往往还会造成设备投资成本的增加和电网运行质量的降低。鉴于此，除去在水泵、风机等节能效果显著的设备中加以应用外，其他设备无需增设变频器进行频繁调速。对于新建石油项目而言，其变频装置的选择应结合具体石油工艺选择相应配套的电泵与输油泵后方可确定适宜的变频装置。假设变频装置需要长期运行，应选取输出电流大于实际作业电流的变频器类型。要知道，输油泵运行的真实电流值取决于输油泵的运行工况，而非预设的额定电流，只有充分了解输油泵运行状态，对电机运行时的电流变化区间进行预估，方能确定相应的变频装置类型。此外，当输油泵作业功率较大而作业负载偏小时，亦可根据实际情况选择同负载配套的变频器。

5输油泵变频器的节能效果

在变频器的安装，通过数据对比之前和油泵安装后，消费低于之间，根据数据的分析比较，计算节油和石油价格的数量，节约油费一年后可以支付一个价格变频器，变频器，油泵节省长此以往。成本会越来越高。此外，该转换器可以自动调整速度的影响，在这方面，这不仅降低了工作人员的工作强度，提高油量调节的稳定性，对员工的工作环境也有改善作用，有利于提高员工的积极性，也为企业以提高效率的好处。因此，变频器的安装和变频节能技术的引入，不仅对节能减排和节能降耗起到很大作用，而且有助于油泵的稳定性和企业的经济效益。

6提升输油泵变频节能有效措施

6.1减少输油撬输油的不连续性，降低启停泵次数

（1）自动启停泵的高低液位设置参数不能太小，高低液位参数差值越大，启停频次越少，在现场条件允许的情况下，将高低液位参数差值设定到最大，增加缓冲容量。（2）通过多个站点改造试验，在输油系统上使用的变频器，最低频率可以在5Hz状态下连续运行，比理论最低值小15Hz。（3）在手动模式下运行，运行频率对应的排量与来液排量最接近，泵启停次数越少。在自动模式下运行，上限和下限频率，设置的数据不要太大。（4）输油撬配套的流量计，通径不能选择太大，最好选择通径为DN32mm的流量计，许用流量（1~15）m3/h，准确计量流量。（5）新设计建设的输油撬输油控制程序，控制原理是依据来液多少和液位变化设计成不停泵连续输油模式。

6.2电压空间矢量控制方法

此控制方式的前提在于三相波形整体的生成效果，将逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹做为目的，将内切多边形逼近圆的途径而进行控制。在实际的运用过程中，因为此方法所存在的不足，便对其所存在的弊端进行了具有针对性的改造，由于加入了频率补偿，在很大程度上降低了速度控制所存在的误差；将输出电流、电压闭环，有效地提高了动态稳定度以及精准度。然而，因为具有较多数量的控制电路环节，并且尚未引入转矩调节，因此导致了系统的性能改变不理想。

6.3直接转矩控制方式

由于其具有简洁的系统结构、优异的动静态特征、先进的控制思想，使得此方式得到了广泛的应用。现如今，这项技术已非常成功地应用于由电力机车所牵引的大功率交流传动中。因为这种控制方式无需将交流电动机与直流电动机相等同，因此，其极大地简化了矢量旋转变换中繁杂的计算过程，由于其所具有的优异性能，使得它得到了广泛的应用。

结束语

总而言之，变频装置作为一种高效的调速节能装置，在各个工业生产领域均有着广泛的应用前景。同时，通过多年的发展，其相应的应用技术也已十分完备。但对于化工生产领域而言，在变频器的选用上还应加以慎重选择，必须在充分分析自身实际情况的基础上，设计合理的节能方案，并以此为参照选择相配套的变频器，从而在确保生产能耗降低的同时不影响作业安全性，为自身更好地长久发展奠定基础。

参考文献

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