变频器节能技术在油田输油泵机组上的应用

于健

(大庆油田有限责任公司第一采油厂仪表安装维修大队黑龙江大庆163000)

摘要：在油库生产过程中比较耗能的一个设备就是输油泵，通常输油泵在运行过程中由于泵的特性和管路的特性并不能很好的进行匹配，就导致输油泵在实际的运行过程当中需要根据实际的运行情况来控制输油泵的出口阀门从而对流量进行有效的控制，这种运行模式会使输油泵出口阀门在运行前和运行后产生比较大的泵管的压差，大量能源被严重消耗和浪费。变频技术的使用，主要是通过输油泵的运行速度进行调节，但是在调节过程中需要根据输油泵的实际的不同的运行情况进行调节，这样就可以针对泵管压差的现象进行具有针对性的解决，消除泵管压差所造成的能源的大量消耗与浪费，也很好的节约了电能，对传统的工艺进行了改善，保证了变频器节能技术在油田输油泵机组上的应用以及生产过程中的安全性，因此本文主要对变频器节能技术再油田输油泵机组上的有效应用进行了相关的研究与分析。

关键词：变频器节能技术；油田；输油泵机组

输油泵在运行过程用输油泵的的特性与管道的特性不可能完全匹配，在不同情况下运行，就需要对输油泵的出口阀门进行合理的调节才能够对流量进行很好的控制，根据相关统计可以得出，三台相同的输油泵在三种不同情况下运行，这三种情况为单泵、双泵和三泵并联，无论在什么情况下输油泵的出口阀门开度不能超过百分之十，这里说的百分之十就是说明如果开度超过百分之十就会很容易造成输油泵机电的负荷运行，从而造成输油泵出口阀门在运行前后出现且存在的较大的泵管压差，输油泵出口阀门的节流如果控制不好就会造成能源的大量浪费，这就使输油泵在运行过程中所产生的都是无用功，同事输油泵的维护周期和使用寿命也被大大缩短，同时也无法保证输油泵的安全稳定运行[1]。除此之外，通过计算机可知每台输油泵出口阀门节流量的损失一般占它的定额功率的81.6％、72％和62.4％，因此，根据这一现象如果想要使输油泵在运行过程中达到节能的效果就需要将变频调速节能技术应用在油田的输油泵上，根据输油泵不同的运行情况，对电机的运转速度进行合理适当的调节，从而达到节流量的目的，在对节流量进行节能控制的时候，需要量输油泵的出口阀门全部打开，这样能够有效的避免输油泵出口阀门所造成的节流损失[2]。

一、变频调速节能技术在油田输油泵上应用的原理

变频调速节能技术在油田输油泵上的应用主要是根据离心泵的特性，输油泵的工况调节主要就是对节流量进行合理有效的调节，然后根据离心泵的调节原理一般情况下离心泵调节流量的方法最常见的油两种，主要是通过对输油泵出口阀门的开度进行相应的调节已以及通过对离心泵的运转速度进行相关调节，在这两用调节方式中虽然通过对输油泵的出口阀门开度的调节虽然比较方便，但是能源的浪费情况却很严重，达不到预计的节能的目的，通过变频对输油泵的运转速度进行调节能够实现对输油泵工况的调节，这一变频调节技术能够很好的满足工艺条件下进行运行的可行技术的有效途径[3]。

离心泵的特性通常是可知的，在离心泵的管道曲线特性不发生变化的情况下，对离心泵的运转速度进行转速调节后。

离心泵的运转速度经过调节以后它之前的有关的关系式也会相应的发生变化，如果离心泵的运转速度很低，那么需要输入离心泵的功率就会大幅度的下降，这样就能产生明显且良好的节能效果，离心泵的运转速度降低在额定运转速度的20％以为的时候，它的特性曲线的形状就会和原来的形状相似，但是离心泵的运转速度从原来的速度降低到另[4]一个阶段的时候，它的特性曲线就会发生一定的变化，会有原来的曲线逐渐平行。变频调速节能技术在油田输油泵工作应用的原理一般都是交直交的逆时针变化过程，改变输油泵机电的电压频率从而也改变了电机的运转速度。

二、变频调速节能技术在油田输油泵上的应用措施

首先在应该过程中最为重要的就是系统需要具备工频、变频认为手动切换的功能，这样如果变频系统一旦出现故障时，可以手动对此进行处理，手动切换到原有的工频档，这样能够满足油库在生产过程中的各种需求。

其次，就是在对系统的运转频率进行调节的时候可以采用闭环自动调节的方式，输油泵在输油过程中对输油管有一定的要求，要求输油系统在无运行过程中要始终保持平稳安全运行，因此变频系统不适合采用闭环调节控制的方式。整个输油系统由于受系统管网产生的波动影响，如果采用开环控制的方式，就很容易导致系统在运行过程中出现不稳定的现象，严重时会引起整个输油系统的扰动和不稳定，这对输油系统在生产过程中进行适当的调度指挥带来不利的影响[5]。然而采用闭环人为的控制方法，通过简单的给定的流量，在输油泵不同的工况下，可以进行认为的对输油泵变频系统的设定和对变频系统参数的调整，也就是能够将部分的初期投资减少，同时也能够保证输油泵输油系统在输油过程中的运行的平稳性和安全性。

在输油泵运行的现场来设置启动、停止以及紧急停止的按钮，这样就能够及时对室内的泵机运行过程中的参数进行实时的控制和显示，这样能够在很大程度上方便操作人员在对设备进行操作时对设备运行状态的监视[6]。

对变频系统的保护参数进行适当的优化，对系统参数的优化能够保证输油泵的输油管系统在运行过程中的平稳性，在进行参数的过程中应该根据实际情况的需要来进行相关的设置，尽量避免由于输油泵对变频系统的保护过于灵敏而导致输油泵在运行过程中发生停机的状态，对输油系统的正常安全平稳的运行带来一定不好的影响。

对于变频调速节能系统在输油系统中的设置比较适合在现场的实际预警和报警等功能的运用，并且也能够详细的记录出系统的运行参数，比如变频调速节能技术在输油泵上的实际操作情况，输油系统出现故障等设备在不同状况下运行的参数。

三、变频调速节能技术在油田输油泵上应用的效果

通过对各种变频调速节能系统的经济适用性的研究与讨论，选择了某种类型的变频调速节能系统应用在了某地区的集中输油站的输油泵机组上，这一变频系统选择采用的控制方式是直接转矩控制方式，额定容量为1.1~500千瓦，额定输入的电压分别为400伏特、500伏特和690伏特，输入的额定频率为50赫兹加（减）5赫兹，输出的额定频率为0~300赫兹。输油泵在不同工况下，由于输油泵应用变频调速节能技术，因此它的运行方式也为变频调速运行，这种运行方式能够产生非常明显的节能效果。根据相关的统计数据可以表明，某地区的输油泵单泵的运行时间占总运行时间的百分之三十，双泵的运行时间占总运行时间的百分之五十五，三泵并联运行的时间占总运行时间的百分之十五[7]。另外，由于输油泵采用的变频调速节能技术对输油泵的机组进行了软启软停的工作，因此减少了泵机在启动过程中所产生的冲击力给泵机造成的损坏，延长了泵机的维护周期和使用寿命。

结束语：

综上所述，变频调速节能技术在油田输油泵上的应用是输油泵在运行过程中进行节能的一种有效途径，对变频系统的出口阀门开度自己输油泵的运转速度进行了相应的调节，选择了已经经过优化的调速控制方式，从而有效的保证了输油系统在运行过程中的安全性和稳定性[8]。

参考文献：

[1]张海宏,见飞龙,梁娜,等.PLC变频控制在油田连续输油系统的应用研究[J].科技与企业,2013,56(10):131.

[2]夏建聪.变频装置在油田生产中的应用[J].石油石化节能,2014,102(5):34-36.

[3]李欣泽.调速液力耦合器在输油泵机组上的应用[J].石油规划设计,2014,77(5):47-49.

[4]高超,孙睿.6kV高压变频器在输油泵中的应用[J].中国新技术新产品,2015,43(3):10-10.

[5]郭连波,邹玮,杨振中.高压变频节能技术应用实例及效果分析[J].内蒙古石油化工,2010,92(5):83.

[6]宁立军.变频调速技术在油田应用与节能[J].中国化工贸易,201561,(1):194-194..

[7]鄢仁生.输油泵变频节能技术分析与运用[J].化工管理,2014,74(35):213-213.

[8]韩志威.延炼“一拖二”变频恒压供油应用改造[D].西安石油大学,2014.