儀器儀表:石油石化節(jié)能減排拉動高壓變頻器快速發(fā)展(1)

2011-3-25 17:46:35


北極星儀器儀表網(wǎng)訊: 為應(yīng)對國際金融危機(jī),實現(xiàn)“保增長、擴(kuò)內(nèi)需、調(diào)結(jié)構(gòu)”的戰(zhàn)略目標(biāo),黨中央、國務(wù)院及時制定和實施了擴(kuò)大內(nèi)需、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的計劃,出臺了《石化產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》,2009年石油石化行業(yè)經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了企穩(wěn)回升、總體向好的發(fā)展局面,且中國石油石化業(yè)憑借一年來的出色表現(xiàn)成為當(dāng)年全球的亮點(diǎn)和熱點(diǎn)。

2009年汽油產(chǎn)量為7194.8萬噸,同比增長13.1%;柴油產(chǎn)量為14126.8萬噸,同比增長6%;乙烯產(chǎn)量為1066.3萬噸,同比增長8%。

2009年,中石油、中石化、中海油、中國中化、陜西延長等五大公司全年主營業(yè)務(wù)收入3.12萬億元、同比僅下降了5.6%,利潤總額2680.42億元、同比增長8%,實屬不易,成效卓著,為全行業(yè)企穩(wěn)回升發(fā)揮了龍頭作用。

2009年,我國石化產(chǎn)業(yè)的格局未發(fā)生大的變化,重心仍在東部沿海一帶,但部分產(chǎn)業(yè)正由東部向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移。山東、江蘇、廣東和遼寧四省的行業(yè)產(chǎn)值合計已達(dá)全行業(yè)總產(chǎn)值的46.2%;內(nèi)蒙、江西、四川和湖北等中西部省區(qū)的增速已位于全國前列。

表 2005~2009年中國石化行業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量


高壓變頻器在石油開采行業(yè)中

在石油開采行業(yè)的應(yīng)用主要是應(yīng)用于主管道泵、抽油機(jī)、分子篩機(jī)泵、介質(zhì)泵、擠壓機(jī)、循環(huán)泵、注水泵、泥漿泵、鍋爐給水泵、電潛泵、鹵水泵、引風(fēng)機(jī)、除垢泵等。

潛油電泵

潛油電泵被安裝在地下1000-3000米深的井里,泵在電動機(jī)的帶動下高速旋轉(zhuǎn),將油抽到地面上來。傳統(tǒng)的工作方式是電網(wǎng)直接供電,工程上稱其為全壓工頻工作。

(1)對于復(fù)雜斷塊油田來說,油水井的對應(yīng)連通性差,部分潛油電泵井出現(xiàn)供液不足,影響到潛油電泵的正常生產(chǎn)及井下機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。當(dāng)井下油量不富裕時,容易抽空,甚至死井,一旦死井則損失慘重。尤其海上平臺在采油時,因為油層稠度大,流動性差,潛油電泵在抽油的過程中不能一下運(yùn)行到額定轉(zhuǎn)速,否則會出現(xiàn)油層因壓力變化過快而斷開,電泵只能抽到少量距井口近的油,遠(yuǎn)離井口的原油因不能夠流動,電泵將斷液而導(dǎo)致油井報廢。并且一旦發(fā)生抽空時,定轉(zhuǎn)子將出現(xiàn)干磨,容易產(chǎn)生燒泵的事故。

(2)工頻全壓啟動時,對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊、電機(jī)沖擊電流大、沖擊扭矩大,造成電機(jī)、電纜的加速老化和電泵葉片、軸系的損壞。平臺電網(wǎng)容量有限,電機(jī)工頻對電網(wǎng)的沖擊有可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組停運(yùn)。在采油過程中,由于液面經(jīng)常變化,需要經(jīng)常對電泵進(jìn)行啟停操作,頻繁的沖擊,降低了設(shè)備使用壽命,增加了維修費(fèi)用。

(3)電泵在井下幾千米處,供電電纜上有100多伏的線路損耗,影響電機(jī)的正常供電。

(4)潛油泵不能根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)整輸出功率,造成巨大的能源浪費(fèi),難以使電泵工作在最佳工況點(diǎn)上。

潛油電泵的電壓等級不是國家電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn),大部分潛油電泵的供電電壓是1140v和2300v,所以用于潛油電泵的高壓變頻器需要特別定制。潛油電泵的使用環(huán)境一般比較惡劣,所以要求變頻器比較耐用。經(jīng)過高壓變頻器的改造實現(xiàn)電機(jī)的軟啟動,即低壓、低頻啟動,電機(jī)是慢慢加速起來的,工作頻率不一定是額定頻率,而是隨意設(shè)置或調(diào)整,還可以根據(jù)井底油壓高低自動調(diào)整轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。因此,海上采油平臺潛油電泵配套使用變頻調(diào)速裝置,既是生產(chǎn)工藝的要求,也是保證機(jī)組安全可靠運(yùn)行的需要。

應(yīng)用于海洋平臺的高壓變頻器由于海洋平臺遠(yuǎn)離陸地,運(yùn)輸、吊裝費(fèi)用高昂,因空間狹小,安裝也極不方便,必須確保變頻器一次投運(yùn)成功,對可靠性要求極高,并要求故障后能迅速恢復(fù)運(yùn)行,對技術(shù)有更高的要求。

游梁式抽油機(jī)

采用的抽油設(shè)備中,以游梁式抽油機(jī)應(yīng)用最為普遍,數(shù)量也最多。一方面,游梁式抽油機(jī)運(yùn)動為反復(fù)地上下提升,一個沖程提升一次,其動力來自于電動機(jī)帶動的兩個重量相當(dāng)大的鋼質(zhì)滑塊,當(dāng)滑塊提升時,類似于杠桿的作用,將采油機(jī)桿送入井中,滑塊下降時,采油桿提出帶油至井口,由于電機(jī)轉(zhuǎn)速一定,在滑塊下降過程中,負(fù)荷減輕,電機(jī)拖動產(chǎn)生的能量無法被負(fù)載吸引,勢必會尋找能量消耗的渠道,導(dǎo)致電機(jī)進(jìn)入再生發(fā)電狀態(tài),將多余的能量反饋到電網(wǎng),引起主回路母線電壓的升高,