变频调速技术在长庆油田输油泵电机上的应用研究

徐海狮（长庆油田分公司第二输油处，甘肃 庆阳 745000）

油田输油泵在使用中需要根据实际工作需求调节流量，而这个过程会在很大程度上增加电能的消耗，不利于节约能源，应利用合理的技术实现输油量的高效调节。对此，将变频调速技术应用到长庆油田输油泵电机上呈现出必要性，对于输油过程能源的节约具有直接影响，有利于促进长庆油田的长期稳定运营。

1 长庆油田输油泵电机运行现状

石油输送过程相对复杂，通常需要各种设备的协调配合，同时需要电力、人力等各方面资源的支持。其中的输油泵电机就占据着重要地位，作为重要的组成部分，输油泵电机组的运行情况直接影响着石油输送的效率与质量，对于电能也有很大的消耗。针对目前长庆油田输油泵电机的运行情况而言，存在严重的输油泵与输油管道特性不匹配的现象。主要原因是在相关配件选购的过程中不能买到与管道特性相匹配的输油泵型号，这一情况直接影响了输油量与实际需求的适应性。在很大程度上给电机调速、高效率输油带来了很大挑战。与此同时，在并联单泵运行，双泵运行和三泵运行多种运行方式的情况下，为了避免输油泵电机超出额定电流造成电机超负荷运行的情况发生，通常情况下会控制输油泵阀门出口的开度不超过10%。而此种情况下输油泵在运行过程中将会消耗大量的电能用来做无用功，还会在很大程度上缩短输油泵机组的维护周期，不利于适应资源可持续发展战略。由此可见，将变频调速技术合理的应用到输油泵机组上具有深远意义，对于泵出口阀节流的实现具有推动作用。

2 变频调速技术在长庆油田输油泵电机上的应用研究

2.1 变频调速技术分析

应用于输油泵电机的变频调速技术具备调速的精度较高、应用效果显著的特点，逐渐得到了各大油田的关注及认可。众所周知，长庆油田是国内屈指可数的石油采集运输单位，其输油站生产过程中必不可少的就是输油泵装置，作为关键的石油传输设备，输油泵和管路的配合至关重要。然而在实际生产中，输油泵与管路的特点不是很吻合，需要通过合理方法并根据实际情况调整输油的流量。一般来讲常用的调节方法有两种，一种是控制输油泵出口处阀门来调整开口度，进而实现控制流量[1]。这种方法会造成一定的功率损耗，不能够很好的适应我国资源保护的基本国情。因此常用第二种方法也就是变频调速技术来进行输油量的控制。变频调速技术是新时期科学技术发展的产物，结合了电子电力技术以及微电脑控制技术，能够在保护能源的基础上发挥调速控制作用，这对于满足新时期社会发展现状对输油设备运行的要求具有积极意义。变频调速技术能够在不改变管路线路的情况下，通过改变输油泵电机的频率调节电机转速的快慢，具有很强的精确度，应用于输油泵电机的节能效果明显。

2.2 变频调速技术在输油泵电机上的节能原理

在输油泵电机上应用变频调速技术，可以实现交流到直流再到交流的电源变化，能够高效的改变输油泵电机的转速，使转速满足实际需求，进而实现输油泵运行状况的调节。与此同时，上文中我们已经提到了两种控制输油泵输出流量的方法。其中运用变频调速技术的主要节能原理是通过离心泵转速的改变避免能源的过度消耗。通过对离心泵转速的调节，相关的性能参数会发生改变，在遵循一定规律进行转速改变的情况下，相关技术人员可以根据性能参数和实际需求控制离心泵的转速，进而为能源节约创造条件。需要注意的是，变频调速节能效果会受到输油泵工作情况，管路特性曲线以及并列运行的定速泵等影响，技术人员应该尽量控制变频调速技术的调速范围，避免应调速范围较大影响输油泵的稳定运行[2]。有相关数据指出，再输油泵电机上。应用变频调速技术，外输油泵的输油单耗油对比没有安装变频器时的耗油降低了0.3w·h/t，按照这样的省电量计算，工作一年大约可以节约66.87×104千瓦时的电能，这样的省电量是非常可观的，能够有效保证企业的经济效益，有助于维护我国电能的高效利用。

2.3 变频技术与三相异步发动机的联结

变频调速技术与三相异步发动机的联系是密不可分的，两者的结合能够有效为长庆油田输油工作提供动力，对于改变传统输油管道流量控制方法具有重要作用，有助于避免因控制阀门方式调节流量而造成的电能消耗问题。对于长庆油田输油泵机组而言，离心泵所应用的动力源多是三相异步发动机，其以三相电源为基础，能够很好的满足输油泵机组的动力源需求。相对于传统的三相异步发动机而言，新时期离心泵所用的工频发电机组属于三相异步发动机的创新形式，具备更多的使用方法，在与变频调速技术相结合的过程中，更能够促进输油泵机组离心泵的运行效率的提升。对此，在应用变频调速技术开展能源节约的输油工作时，相关技术人员应该充分意识到三相异步发动机的重要作用，在了解离心泵整体运行特点的基础上结合变频调速技术，同时深入分析输油泵机组实际运行中的性能参数变化情况。进而更好的实现输油管道中输油泵机组电源频率的合理变化，促进电力能源的节约。

2.4 变频调速设备安装效果评价

在输油泵电机上安装变频调速设备，不仅能够实现流量的调节，还可以提高输油泵启动和停止的合理性。例如:通过变频调速设备，输油泵能够实现自动变速，可以在高速转动的情况下工作，在低速转动时启动或停止，这有助于促进输油泵的稳定运行，可以有效避免因高速运转停机所带来的泵轴轴承的磨损问题，对于增加输油泵机组的使用寿命具有积极意义，对于相关的设备维护也能发挥重要作用。而对于节能效果的测定而言，依照SY/T6422-2008《石油企业节能产品节能效果测定》的要求，将输油泵机组安装变频调速装置前后的节能效果予以对比分析发现，加装变频调速设备前，输油泵机组效率和节留率不符合评价标准的限定值要求，呈现出浪费电能的现象[3]。而在安装变频装置后，无论是输出流量为1118.6m3/h，还是1268.6m3/h，其节流率，功率因数及机组效率均可满足评价标准SY/T6275-2007中限定值和节能评价值的要求，设备的节能运行效果得以呈现。由此可见，变频调速设备安装具有必要性和合理性，对于节能效果的提高有推动作用。

2.5 变频调速方案的选取和改造

在实际的变频调速技术应用中，变频调速方案的选取和改造也至关重要，对于实际设备发挥节能作用有着重要影响。对此，为了更好的提高输油泵机组的节能效果，根据实际情况选用高效节能的调速方案也很关键。相关设计人员应该负起责任，以维护长庆油田经济效益、推动国家长期稳定发展为原则，在充分了解内部输油泵机组运行性状的基础上，设计合理的输油节能方案。例如:设计人员应该充分考虑到输油泵站的场地环境，对于占地面积较小的输油泵站，可以将组合串联的变频调速器加以应用，强化输油泵机组的节能效果。与此同时，针对项目投资较少而且资金回收期短的项目，相关管理人员可以选择串级调速设备，此类设备的资金投入相对较小，有利于实现能源的高效利用，对于电能的消耗也能得到很好地控制。基于变频调速方案的选取的重要性，企业应该培养相关的技术人才，可以通过定期组织培训的方式提升技术人员的技能水平，同时还应该加强引入创新的变频调速技术，在与时俱进的情况下维护长庆油田输油泵电机的稳定高效率运行，推动长庆油田的进一步发展。

3 结语

总而言之，社会的发展增大了石油的需求量，石油资源的输送越发得到重视。而在石油传输过程中输油泵机组是关键组成部分，其传输石油的效率与节能性至关重要。基于传统的输油泵机组存在耗电量大的问题，长庆油田应该加强对变频调速技术的运用，切实发挥技术作用节约电力资源，维护资源的可持续利用。