摘要:随着科技的发展,人们生活质量的提高,很多高科技已经应用在了各个行业之中,变频调速技术在外输泵上的应用就是对科技发展以及使用的发展。本文主要对变频调速的原理进行了相关的研究与分析并适当的进行了阐述,并且给出了变频调速控制参数,同时也分析了输油效率的应用效果、耗能的状况以及系统的安全性。通过对变频调速技术在外输泵上的应用表明,外输泵变频应用了变频调速技术爱你安装了相关装置之后,实现了原油安全且平稳的输送,保证了原油在输送过程中的安全稳定性,降低了在原油的输送过程中所消耗的油和电,这种变频技术在外输泵上的应用的节能效果较为显著,本文主要对变频调速技术在外输泵上的应用进行了相关的研究与分析,希望通过这一分析,能够对未来原油运输过程中的节能效果有很大的帮助。
关键词:变频调速技术;节能;外输泵;运输;平稳
首先我们可以举个实际的例子,例如A联站的外输泵在使用变频调速技术之前大部分使用的都是用工频启动设备,这就使得外输泵在恒速的状态在保持运行。在外输泵实际的生产工作当中,由于集中运输原油的系统稳定性不够强,这就导致了联合站出现脱水、增加外输系统的压力,净化油罐液的位置经常发生变化,因此为了能够保证原油的安全平稳的生产,就只能认为的对外输泵的出口阀门或者是启动和停止外输泵进行一定的控制,这行现象的出现导致了一台外输泵在正常运行的过程中无法满足正常生产的需要,如果两台外输泵一起运行的话压力又过高,这样长时间以来,联合外站在这种超压状态持续运行下,不仅影响了在运输油的过程中的平稳性又比较浪费电能。
一、变频调速技术的主要控制方法
变频调速技术在外输泵上的应用主要分为以下几个重要方式:开环控制调节、闭环控制调节,其中闭环控制是变频调速技术中变频器自动控制中的一个比较突出的特点,这种调控方式一般都采用PID的调节方式,PID调节方式中P指的是比例调节、I主要指的是积分调节,然而D指的是微分调节[1]。就是指将被控量的检测信号传输到变频器中,所检测的信号主要是由传感器的检测而得来的,并且与传感器检测到的实际值与被控量的目标信号进行相关的比较,从而正确的判断出这个被控量是否达到了预定的控制目标,如果通过检测发现没有达到预定的控制目标,就需要根据相互比较的这两者之间存在的差值进行自动的调整,知道调整到达到预测的目标为止。
二、变频调速技术在外输泵上的作用
电动机启动一般都是在额定频率和额定电压的情况下直接进行启动,旋转的速度以同步的转速切割来对磁场进行切割,这个时候转子的电动势和电流都非常大,电动机在启动过程中产生的电流可以达到定额电流的4~7倍左右,这种高强电流对电源形成了一种较大的冲击,由于电流过大也造成了电网电压的不稳定性,经常出现波动的现象[2]。电动机的启动是一个比较快速的过程,这种过程之所以快是因为异步电动机在全电压的情况下进行启动的时候,会从一个静止的状态直接加速到一个启动的状态,从静止到转速这一期间只需要0.25秒,因此这个过程被定义为加速过程,这种突然的转速加速过程通常情况下会给机械带来严重的冲击力,机械转动部分的使用寿命也被严重缩短,在外输泵的泵液管道系统当中还会引起水锤现象,造成管道的眼中损坏[3]。
外输泵安装变频器以后,可以将输出的频率从一个比较低的频率也就是零赫兹开始,然后对频率加速的快慢进行设定,这样就可以延长机械的启动时间,匀速进行,而不是直接加速启动,中间没有预热的过程,频率的快慢一般都会设定在0~5秒之内,这样就能够保证转子绕组以较低的速度同步对磁场进行切割,这样就会将启动机的电流控制在一定单位之内,避免电流过大给机械带来的巨大冲击,有效的制止了水锤效应的产生[4]。另外,将变频器安装在外输泵,并且使用一段时间之后,由于外输泵的运转的平均速度降低,减少了机泵之前所承受的压力,外输泵轴承的磨损度也减少了很多,这就使泵机的工作寿命被延长,相关的工作人员的工作强度也被降低了很多[5]。与此同时,由于电流的减少,速度的降低,使得外输泵在运转过程中产生的噪音也降低了很多,使得操作人员的工作环境得到了进一步的改善。
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三、变频技术在油田外输泵上的使用所带来的经济效益的分析
为了对泵管产生的压差进行很好的管理,降低所消耗的能源,某地区的油库在2002年在油田外输泵上安装了两个变频器。在对变频装置进行选择和使用之前,大庆油田的油库中有四台外输泵,它们的工作泵压基本都是在1.3MPa,泵管的压力一般都是在0.5MPa,正常情况下的工作频率都是在50赫兹左右,每个油田平均的产油量为每小时五百平方米,泵机的电流通常都保证在330安培左右,每天消耗的电量都是在每小时3700千瓦,并且泵机阀门的开关是由人控制的,这就给工作人员带来了很大的工作压力,同事工作人员的工作强度也增加了,这也就导致对层压的控制非常困难[6]。将变频器安装到外输泵以后,变频器开始运转的时候,它的工作频率为42赫兹,平均每小时的产油量也在500立方米左右,并且电流的平均速度也降低的很多为230安培,每天消耗的电量为每小时2060千瓦。在采用变频器之前,剩余的能量不能够被合理安排,只能通过阀门的节流来调整系统的水力、能量的平衡,这种对能量的处理方法造成了能源的严重浪费。但是,采用了变频调速技术以后,通过变频调速技术的功能已经变频调速装置的带动,电机在运行过程中产生的实际负载也在很大程度上被降低了,所谓的电机实际负载就是指机泵在运行过程中的负荷,这就节约了能源的使用,系统的运行效率也得到了很好的改善与优化,避免了大马拉小车能源严重浪费的情况[7]。
从变频器在机泵上安装运行以后所获得的经济效益来看,在采用变频调速技术之前,每月消耗的电量一般在11.5×10³KW.h,每年总共消耗的电费为55.2万元。但是采用变频技术之后,每月消耗的电能为每小时63000千瓦,每年所耗费的电费为30.2万元,比使用变频技术之前节省了44%[8]。可见将变频技术应用在外输泵上外经济效益方面还是比较可行的。
结束语:
综上所述,将变频技术应用在外输泵上以后,首先对于阀门的节流控制来说在很大程度上降低了外输泵在运行过程中所耗费的电能,同时变频器具有控制及时,稳定等特点,因此变频器在机泵上的安装,在一定程度上节省了能量的消耗也保证了机泵在运行过程中的安全稳定性,在工艺方面也使得联合站的输油系统在运行过程中的稳定性,相关岗位工作人员的工作压力和工作强度也减轻了不少,也很好的控制了由于操作人员的操作不当而引起的波动等不稳定因素。变频器在外输泵上的应用与安装使得变频器的启动速度从一开始加速状态变成了匀速状态,避免了启动机在启动过程中产生过大的电流给机泵造成严重损害的现象,因此变频技术的应用在很大程度上帮助了机泵的安全运行以及节能等方面。
参考文献:
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论文作者:詹松宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签:技术论文; 变频调速论文; 变频器论文; 在外论文; 油田论文; 过程中论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第4期论文;