變頻調(diào)速技術(shù)在油田輸油泵電機(jī)上的應(yīng)用

尚立光，劉鳳林，周浪花

（中國石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采油廠王窯集輸大隊(duì)，陜西 延安 716000）

一、安塞油田張渠集中處理站原油外輸情況

安塞油田張渠集中處理站總庫容4 000m3，凈化油安全庫容為3 400m3。設(shè)計(jì)凈化油年處理能力為30×104t/年，主要承擔(dān)著張渠采油作業(yè)區(qū)含水原油處理、凈化油外輸，采出水處理及回供等任務(wù)。目前日外輸油量約為600m3，選用機(jī)泵輸油量為30m3/h即可滿足需求，實(shí)際選用型號(hào)為TDWY45-50×12多級(jí)離心輸油泵，電機(jī)功率132kW，單泵實(shí)際每天工作20h，日耗電量2 640kW·h，年耗電量為963 600 kW·h。

二、加裝變頻器，提高功率因數(shù)

使用變頻器進(jìn)行調(diào)速來提高功率因數(shù)，是常用的節(jié)能方法，此方法安裝簡(jiǎn)單、操作方便，節(jié)能效果顯著。以下是電動(dòng)機(jī)采用變頻器后的損耗情況。

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)投入電源后要吸收電功率，經(jīng)過內(nèi)部電磁轉(zhuǎn)化，變成轉(zhuǎn)軸上的機(jī)械功率輸出。在轉(zhuǎn)化過程中要產(chǎn)生損耗，當(dāng)電動(dòng)機(jī)采用頻率變換器供電后并以恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的損耗會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。

（1）電機(jī)的轉(zhuǎn)、定子銅損是與頻率變化無關(guān)的常數(shù)，但是在實(shí)際拖動(dòng)中，為了補(bǔ)償定子繞組電壓降，要適當(dāng)降低頻率或者適當(dāng)提高外施電源電壓，因此U1/f不能保持比值不變。此外，為了電動(dòng)機(jī)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，也要求改變U1/f的比值，所以實(shí)際電流有變化，銅耗也隨頻率改變而改變。

（2）鐵耗。鐵損耗隨頻率的降低而降低，但是由于采用電壓型逆變器的變頻電源供給電動(dòng)機(jī)，電源電壓波形中含有高次諧波分量，與具有正弦波電源相比，鐵損耗要增加。此外，所有雜散損耗也均隨高次諧波分量的增大而增大。

（3）機(jī)械損耗。軸承摩擦損耗與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的1～2次方成正比，而通風(fēng)損耗是與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的3次方成正比，所以當(dāng)電源頻率降低時(shí)，機(jī)械損耗也降低。機(jī)械損耗在整個(gè)電動(dòng)機(jī)的損耗中占總損耗的50%以下，所以其變化量可忽略不計(jì)。

綜合以上分析可知，使用變頻電源后的電動(dòng)機(jī)總的損耗降低了。

三、現(xiàn)場(chǎng)變頻節(jié)能實(shí)際效果

根據(jù)在實(shí)際運(yùn)行中測(cè)得的數(shù)據(jù)，按輸油30m3/h計(jì)，每小時(shí)可節(jié)約電量33kW·h；每天輸油時(shí)間20h，每天可節(jié)約660kW·h。年節(jié)約電量共240 900kW·h，節(jié)約電費(fèi)約15.7萬元，節(jié)能25%，節(jié)能效果非常明顯。

[1]羅文廣，陸英北.異步電動(dòng)機(jī)按負(fù)載大小降壓節(jié)能的研究[J].電工技術(shù)，1998,8.

[2]王雪丹，王若虛，王彥杰.異步電動(dòng)機(jī)節(jié)能途徑的研究[J].黑龍江礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1999.3.

[3]李勝等.中小企業(yè)管理與科技[J],2009,8.