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分析變頻調(diào)速技術(shù)在輸油生產(chǎn)中的節(jié)能效果

文檔作者：郭振江文檔來(lái)源：中國(guó)石油管道公司大慶輸油氣分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月09日
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2016 年7 月
分析變頻調(diào)速技術(shù)在輸油生產(chǎn)中的節(jié)能效果
郭振江(中國(guó)石油管道公司大慶輸油氣分公司，黑龍江大慶163000)
摘要：在原油輸送過(guò)程中，輸油泵是最主要的耗能運(yùn)行設(shè)
備，一般通過(guò)調(diào)節(jié)輸油泵的閥門大小來(lái)達(dá)到控制原油輸油量的
目的，這種調(diào)節(jié)方式會(huì)產(chǎn)生壓差，加大了能源的消耗。為了滿
足實(shí)際生產(chǎn)工藝的要求，往往會(huì)在輸油泵機(jī)中安裝變頻調(diào)速設(shè)
備以改變輸油泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)調(diào)整由壓差帶來(lái)的能源損失。本
文探討的重點(diǎn)就是輸油泵機(jī)組中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用以及節(jié)
能效果對(duì)比，以此確定原油管道輸送所用技術(shù)的運(yùn)行原理和改
良機(jī)制，為今后的科學(xué)生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：輸油泵機(jī);變頻器;調(diào)速器;節(jié)能效果;實(shí)際應(yīng)用
所謂變頻調(diào)速技術(shù)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過(guò)改變輸入電
動(dòng)機(jī)的電源頻率而實(shí)現(xiàn)的，就目前來(lái)說(shuō)，變頻調(diào)速技術(shù)被普遍
應(yīng)用到石油化工行業(yè)的輸油生產(chǎn)中，利用組合形式的變頻器和
調(diào)速器結(jié)合，提高原油輸油泵機(jī)的工業(yè)生產(chǎn)效率。此外，變頻
調(diào)速技術(shù)之所以受到如此推崇與其節(jié)能效果息息相關(guān)，在輸油
生產(chǎn)中改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速和頻率達(dá)到降低能耗的效果。
1 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
變頻調(diào)速技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子電力產(chǎn)業(yè)，是集現(xiàn)代化信息
與計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。自上世紀(jì)90年代以來(lái)，伴
隨著計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展和大規(guī)模集成電路技術(shù)的突飛猛進(jìn)，我
國(guó)的變頻調(diào)速技術(shù)受到了來(lái)自各行業(yè)的廣泛關(guān)注，交流電機(jī)的
應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)日趨完善，有效地提高了泵機(jī)組的節(jié)能效果。當(dāng)
然，并不是所有的泵機(jī)設(shè)備都適合使用變頻器，這要考慮輸油
工藝的要求和經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題，一般而言，變頻器在石油輸送過(guò)
程中的引用使得工藝物流吸收作有用功由原來(lái)的30%~40%提
高到70%~80%，大大地降低了電能的損耗和浪費(fèi)，有效地提高
了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
2 變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理
變頻調(diào)速技術(shù)通過(guò)控制泵機(jī)或風(fēng)機(jī)等負(fù)載型的設(shè)備，直接
調(diào)節(jié)輸油泵機(jī)組的內(nèi)置電動(dòng)機(jī)的電源頻率和轉(zhuǎn)速，加上PID調(diào)
節(jié)軟件精確地自動(dòng)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出頻率，以保證液體
壓力的穩(wěn)定，滿足原油輸出口閥門前后的壓差要求。我們通過(guò)
大量的實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行為額定轉(zhuǎn)速的80%時(shí)，節(jié)能效率
能夠達(dá)到50%左右。此外，變頻調(diào)速器的應(yīng)用還可以控制電動(dòng)
機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)，免除了由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)對(duì)電壓的沖擊和損
壞，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的保護(hù)，降低了運(yùn)行設(shè)備的故障率和運(yùn)行電
流，節(jié)約電能效果較為顯著，達(dá)到了綠色可持續(xù)生產(chǎn)的目的。
3 輸油泵變頻調(diào)速節(jié)能方法探討和改造
3.1 設(shè)備變頻調(diào)速節(jié)能方法探討
針對(duì)輸油泵機(jī)和工藝已經(jīng)確定的情況，最為有效的節(jié)能方
法就是改變輸油泵的轉(zhuǎn)速以滿足各種工況的要求。但是由于
輸油泵機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)軸功率成正比，降低輸油泵機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)
降低輸油泵機(jī)的轉(zhuǎn)軸功率，節(jié)省了電機(jī)耗能。現(xiàn)階段的輸油泵
變速調(diào)節(jié)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)歷了四個(gè)過(guò)程：1、液力耦合器調(diào)節(jié)速度。
這種方法主要通過(guò)將電機(jī)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后在此基礎(chǔ)上
進(jìn)行調(diào)速，投資較小，機(jī)組效率低；2、電磁滑差離合器調(diào)節(jié)速
度。這種調(diào)速方法是讓電樞和磁極兩部分同軸，切割磁感線產(chǎn)
生電磁力，以此帶動(dòng)磁極的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)所帶負(fù)載設(shè)備的轉(zhuǎn)
動(dòng)，改變電磁電流的大小和方向，即可改動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和頻
率，應(yīng)用范圍較窄；3、串級(jí)調(diào)速。這類方法通常是指外接反饋
變壓器將電能反饋到電網(wǎng)，現(xiàn)今研制出內(nèi)接變壓器串級(jí)調(diào)速，
然而由于造價(jià)高的原因并未得到普及和推廣使用；4、變頻調(diào)
速。這種方法是當(dāng)下最普遍應(yīng)用的調(diào)速手段，廣泛應(yīng)用于石油
化工產(chǎn)業(yè)，主要有效率高、精準(zhǔn)可控、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，但是在
大功率、高壓電動(dòng)機(jī)中的使用較為有限，是人們改良和研發(fā)的
主攻方向。這四種調(diào)速節(jié)能方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體的選用要依
照企業(yè)的自身經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平。
3.2 變頻調(diào)速節(jié)能方案的選取和改造
為了達(dá)到輸油設(shè)備的節(jié)能效果，處理選用高效節(jié)能的變頻
調(diào)速技術(shù)之外，還要選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)速方案。輸油泵機(jī)節(jié)能方案
的選取要符合輸油泵站的廠址和地理環(huán)境要求，對(duì)于占地面積
較小的輸油泵站，可以選擇組合串聯(lián)的變頻調(diào)速器，以節(jié)省自
身在輸油泵機(jī)組的占有率，用相對(duì)較低的占有率完成較高的使
用節(jié)能效果；對(duì)于項(xiàng)目投資小、資金回收期短的輸油生產(chǎn)勞動(dòng)，
可以選擇改造投資小的串級(jí)調(diào)速設(shè)備，使之在符合資金產(chǎn)業(yè)鏈
的生產(chǎn)要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。因此，選用節(jié)能方
案除了要考慮企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)與科技實(shí)力，還要與實(shí)際生產(chǎn)情
況相符合，做到因地制宜、事半功倍。
4 結(jié)語(yǔ)
以上我們著重分析了變頻調(diào)速技術(shù)在輸油生產(chǎn)中的應(yīng)用
以及原理，討論了在現(xiàn)有的應(yīng)用現(xiàn)狀下，變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能方
法的改造和選取，明確了輸油生產(chǎn)中變頻調(diào)速技術(shù)的具體節(jié)能
效果，為今后研究輸油生產(chǎn)工藝提供了原始數(shù)據(jù)材料。縱觀變
頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中的歷史，不難發(fā)現(xiàn)每一次變頻調(diào)
速技術(shù)的“大躍進(jìn)”都離不開(kāi)科技的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，
因此，我們想要更好地利用變頻調(diào)速技術(shù)服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)際，就
必須加快科技和信息研發(fā)的腳步，只有以此為踏板和媒介，才
能成就變頻調(diào)速技術(shù)的明天。
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