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

劉金艷　葉丹 耿龍建

摘 要：我國國土面積位居世界第三位，石油資源也是非常豐富，但是我國的人口基數(shù)過大，人均的石油占有量遠低于世界平均水平。所以為了滿足國內(nèi)石油的消耗，我國的石油開采部門擴大了對石油的開采力度。因為我國開采石油所使用的輸油泵功耗大、工作效率低，所以擴大了開采力度后所帶來的能源耗費和環(huán)境污染的問題接踵而來，一躍成為目前我國石油開采行業(yè)面臨的首要問題。本篇文章通過對國內(nèi)使用的輸油泵進行了詳細的分析，并探究了針對嚴(yán)重的能源耗費問題而對輸油泵進行改進的方法，以達到節(jié)約能源的作用。

關(guān)鍵詞：輸油泵；變頻與節(jié)流

從我國的礦產(chǎn)總量來看，我國的石油總量是非常豐富的，由于我國人口眾多，人均資源占有量低于世界平均水平。并且我國的礦產(chǎn)能源分布不均衡，有些所在地及其偏僻，開采難度非常高，這就進一步加劇了我國的能源短缺問題，無法滿足國內(nèi)的能源需求。因此，我國決定走可持續(xù)發(fā)展的道路，通過開發(fā)能源的同時節(jié)約能源消耗，降低能源的浪費，以達到能源可持續(xù)的利用。在油田運輸過程中運用高壓變頻技術(shù)對輸油泵實行改進，改善輸油泵當(dāng)前能效低、能源耗費嚴(yán)重的問題，從而有效地節(jié)約能源、減少能源的浪費。

1 變頻器概述及輸油泵運行狀況

科技在不斷的進步，變頻器技術(shù)也隨著科技的進步向前發(fā)展，變頻器技術(shù)在電氣傳動方面有著較為廣泛的應(yīng)用。電力電子器件隨著科技的進步也在不斷的發(fā)展，電氣電子器件性能質(zhì)量的提高促進了高壓變頻技術(shù)的日益進步。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)動單元等。變頻器可以分為多種類別，其分類的依據(jù)是其工作原理用途、開關(guān)方式等。

輸油泵在運行時，根據(jù)其工作的環(huán)境情況來調(diào)節(jié)輸油泵的流量，通過調(diào)節(jié)輸油泵的出口閥門來達控制流量。輸油泵在實際的運行過程中，其出口閥門的開口程度和理論的開口程度有較大的差異，因此就導(dǎo)致了輸油泵在運行過程中耗能嚴(yán)重且能效低的問題，此外，這種問題對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組和輸送原油的管道不匹配，并且輸油泵的電機轉(zhuǎn)速不能夠調(diào)節(jié)。因為輸油泵機組的出口閥門的實際情況會造成很大的能源耗費問題，所以需要運用高壓變頻技術(shù)調(diào)速。機組工作環(huán)境變化后就可以運用變頻調(diào)節(jié)來滿足環(huán)境狀況對輸油泵的要求，有效改善了原來出口閥門處的能源損耗情況。

2 輸油泵機組變頻調(diào)速方案設(shè)計

在調(diào)整輸油泵機組時，運用的是高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)主要是通過管道輸送壓力信號來對其進行調(diào)整。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在運用過程當(dāng)中，要注意其安全性，為了避免發(fā)生問題，需要通過相應(yīng)的技術(shù)策略對高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)進行調(diào)整，保證工作時的安全性。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)問題時，輸油泵還能夠正常運作，那就要用絕壁工頻、變頻手動轉(zhuǎn)換性能，這樣就可以有效避免在變頻系統(tǒng)出現(xiàn)狀況時輸油泵也不能夠工作。還有很多原因會造成輸油系統(tǒng)出現(xiàn)狀況，比如擾動問題，這就需要運用開環(huán)手動調(diào)節(jié)的方法，來調(diào)整變頻裝運轉(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按鈕，在選取自動保護參數(shù)方面，需要認(rèn)真小心的選擇，不可粗心，安裝的保護裝置也不能太多，否則會對系統(tǒng)的工作有不利的影響。當(dāng)然，變頻調(diào)速設(shè)備不可或缺的報警這一性能，報警功能不僅起著警報的作用，還要對工作過程當(dāng)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息等進行統(tǒng)計，這樣就完成了對節(jié)能的理解以及對實際運用情況的了解。變頻器在工作過程當(dāng)中會有較高的熱量，所以不可忽視的一個問題就是系統(tǒng)的散熱問題，如果環(huán)境溫度增高10度，那么相應(yīng)的裝置壽命也會變短。諧波對系統(tǒng)也有不利的影響，所以在設(shè)計方案時，要把諧波納入方案中，選擇諧波污染小的設(shè)計方案，減少諧波對系統(tǒng)對不利影響，有效避免因為諧波而造成的系統(tǒng)損壞，減少電動機的消耗。

3 輸油泵機組變頻調(diào)速方案節(jié)能分析

此次主要研究對象是油庫，根據(jù)單泵變頻前后和雙泵變頻前后對節(jié)能進行研究與分析，通過實踐證明，此油庫在運用變頻調(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。通過第實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析，計算出單泵進行變頻調(diào)速時，節(jié)電率為49%，當(dāng)雙泵進行變頻調(diào)速時，總的節(jié)電率是26%。由此可見，運用高壓變頻器來調(diào)節(jié)速度，具有能效高且節(jié)能的優(yōu)點，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)濟效益。

4 總結(jié)

通過以上的探討可以得知，輸油泵在工作時其電機的轉(zhuǎn)速無法進行調(diào)節(jié)以及出口閥門的開口差異是導(dǎo)致能源損耗大、能效低的主要原因。運用高壓變頻技術(shù)的改造可以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，有效地改善能源損耗嚴(yán)重的問題，達到節(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)過分析證明，其污染小、能效高，所以值得廣泛的推廣運用。

參考文獻：

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[2]李軍偉，曲太平.淺談輸油泵變頻節(jié)能技術(shù)分析與運用[J].科研，2016（12）.

作者簡介：

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。