循環(huán)水泵應(yīng)用變頻器節(jié)能效果分析

付子恒（大慶油田有限責(zé)任公司技術(shù)監(jiān)督中心）

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循環(huán)水泵應(yīng)用變頻器節(jié)能效果分析

付子恒（大慶油田有限責(zé)任公司技術(shù)監(jiān)督中心）

電廠循環(huán)水系統(tǒng)是按照夏季高溫及機(jī)組滿負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行設(shè)計(jì)，給機(jī)組運(yùn)行留有足夠的負(fù)荷余量，電動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，水泵即處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。因此，當(dāng)環(huán)境及循環(huán)水量發(fā)生變化時(shí)，循環(huán)水泵無(wú)法及時(shí)有效地調(diào)速，造成水泵損壞及能源浪費(fèi)。應(yīng)用變頻器進(jìn)行調(diào)速，可以根據(jù)負(fù)荷變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)速，連續(xù)調(diào)整水泵出力使機(jī)組保持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)變頻器節(jié)能

某電廠共有2臺(tái)發(fā)電機(jī)組，由2個(gè)循環(huán)水泵房對(duì)其進(jìn)行循環(huán)冷卻。其中1#、2#泵房分別為1#發(fā)電機(jī)組及2#發(fā)電機(jī)組進(jìn)行循環(huán)冷卻。正常生產(chǎn)情況下，1#泵房2臺(tái)循環(huán)水泵、2#泵房3臺(tái)循環(huán)水泵分別按照1臺(tái)工作、1臺(tái)備用及2臺(tái)工作、1臺(tái)備用的方式運(yùn)行。2#泵房的循環(huán)水泵由于泵的真空度情況不好，現(xiàn)在實(shí)行3臺(tái)全運(yùn)行的工作方式，發(fā)電水耗由11.57 t/104kWh上升到12.96 t/104kWh。循環(huán)水泵隨機(jī)組運(yùn)行情況持續(xù)運(yùn)行，由于發(fā)電機(jī)組負(fù)荷經(jīng)常變化，因此，需要循環(huán)水泵流量能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)迅速調(diào)整。在同一負(fù)荷運(yùn)行條件下，由于外部環(huán)境變化，夏季及冬季對(duì)循環(huán)水泵水量調(diào)節(jié)要求也不同，工頻狀態(tài)運(yùn)行下的循環(huán)水泵無(wú)論從節(jié)能降耗還是機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面都不能滿足生產(chǎn)需要。

1　技術(shù)改造的必要性及依據(jù)

在電廠循環(huán)水泵上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可以有效解決循環(huán)水系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷變化反映遲緩的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)根據(jù)負(fù)荷及季節(jié)環(huán)境變化合理控制循環(huán)水量，使泵真空度維持在最佳水平。同時(shí)可以有效提高泵機(jī)組的運(yùn)行效率，降低單耗及冷卻塔循環(huán)水蒸發(fā)量。

電廠循環(huán)水泵是離心泵，根據(jù)流體力學(xué)原理可知，離心泵的流量、揚(yáng)程及軸功率與轉(zhuǎn)速之間存在一個(gè)比例關(guān)系，即比例定律［1］：

式中：

Q——離心泵流量，m3/h；

n——離心泵轉(zhuǎn)速，r/min；

H——離心泵揚(yáng)程，m；

N——軸功率，kW。

由于電動(dòng)機(jī)頻率與轉(zhuǎn)速成正比，因此軸功率與電動(dòng)機(jī)頻率也存在三次方關(guān)系，見(jiàn)表1。

表1　循環(huán)水泵參數(shù)與頻率關(guān)系

根據(jù)上述原理可知，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)頻率就可以改變循環(huán)水泵的軸功率。

實(shí)際改造過(guò)程中，需要同時(shí)兼顧發(fā)電機(jī)組凝汽器的真空度與循環(huán)水泵的電耗兩方面因素，通過(guò)變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2　節(jié)能效果分析

2014年，電廠對(duì)廠內(nèi)2個(gè)泵房的循環(huán)水泵進(jìn)行了變頻裝置改造，其中1#泵房安裝1臺(tái)變頻器，安裝方式采用“一拖二”的形式，即1臺(tái)變頻器帶2臺(tái)循環(huán)水泵，可以在2臺(tái)之間進(jìn)行切換運(yùn)行；2#泵房按照“一拖二”方式安裝1臺(tái)變頻器，另一臺(tái)工頻運(yùn)行。通過(guò)對(duì)其改造前后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)測(cè)試，2臺(tái)循環(huán)水泵安裝變頻器后平均有功節(jié)電率為9.31%，無(wú)功節(jié)電率為47.40%，綜合節(jié)電率為8.98%，泵效率平均提高了4.81%，取得了較好節(jié)能效果，并有效提高泵機(jī)組效率，詳見(jiàn)表2。

表2　循環(huán)水泵應(yīng)用變頻器節(jié)能效果對(duì)比

安裝變頻器之前，流量靠出口閥門(mén)開(kāi)度控制，調(diào)節(jié)線性度差，在調(diào)節(jié)過(guò)程中和閥門(mén)阻流上消耗大量能源。安裝變頻器后出口閥門(mén)不需要頻繁調(diào)整，閥門(mén)開(kāi)度保持在一個(gè)比較大的范圍內(nèi)，通過(guò)改變變頻器輸出頻率來(lái)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)出口流量的目的，可以很快滿足工況要求。

3　結(jié)語(yǔ)

使用變頻器解決了循環(huán)水系統(tǒng)“高能耗，低效率”的問(wèn)題，同時(shí)使循環(huán)水系統(tǒng)能夠隨發(fā)電機(jī)組負(fù)荷及環(huán)境等因素的變化而及時(shí)做出反應(yīng)，提高了泵機(jī)組效率，同時(shí)降低了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，在機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、電廠節(jié)能降耗方面起到了直接作用。

［1］楊祖榮.化工原理［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：64-65.

大港油田零散天然氣回收工藝深化研究取得突破

一項(xiàng)能夠?qū)⒘闵⑻烊粴饪焖?、連續(xù)回收的研究成果，已經(jīng)在大港油田得到廣泛應(yīng)用。截至目前，已實(shí)現(xiàn)了7個(gè)井站零散天然氣的盡產(chǎn)盡收，減少了能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

油氣井在開(kāi)采、試油、排液等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的天然氣，氣量的多少和穩(wěn)定性變化很大，一般情況下通過(guò)直接放空外排或點(diǎn)火炬燃燒處理，造成大量不可再生資源的浪費(fèi)，而且對(duì)環(huán)境造成污染。傳統(tǒng)零散氣回收采用高壓充裝的工藝，每次需根據(jù)新井口壓力、環(huán)境特點(diǎn)、場(chǎng)地條件等做新的設(shè)備選型、平面布局等方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)周期和施工周期過(guò)程中造成了大量的能源浪費(fèi)。為了更好地提高零散天然氣回收率，為零散氣回收提供技術(shù)支撐，大港油田天然氣公司立項(xiàng)開(kāi)展了《油田開(kāi)發(fā)零散天然氣回收工藝深化研究與應(yīng)用》研究工作。項(xiàng)目組積極投入項(xiàng)目開(kāi)發(fā)研究，多方調(diào)研，進(jìn)行技術(shù)論證，確定了實(shí)施方案，完成了井場(chǎng)通用性方案研究；確定了設(shè)備平面布置方案和壓縮機(jī)、干燥撬等關(guān)鍵設(shè)備選型，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備選型的通用性和易搬遷性，使回收工作更加簡(jiǎn)易、高效；扎實(shí)開(kāi)展了中壓直接充裝技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，完成了中壓直充設(shè)備的選型等。

研究成果應(yīng)用后，每個(gè)井場(chǎng)可縮短建設(shè)周期7天。目前，該究成果已在濱-90、房15-16和板深16-42等7個(gè)井場(chǎng)零散氣回收工作中得到了應(yīng)用，讓零散天然氣的快速、連續(xù)回收成為可能，最大限度地降低了天然氣的排放，有效保護(hù)了自然環(huán)境。

零散天然氣回收工藝深化研究實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)了零散天然氣的快速、連續(xù)回收，零散天然氣回收率達(dá)95%以上，最大程度地降低天然氣排放，保護(hù)自然環(huán)境，為節(jié)能減排與美麗礦區(qū)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

來(lái)源：中國(guó)石油網(wǎng)付亞榮供稿

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.10.016

2015-07-14）

付子恒，2012年畢業(yè)于哈爾濱石油大學(xué)（石油工程專業(yè)），從事油田計(jì)量檢定工作，E-mail：200851996@qq.com，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)西賓路552號(hào)技術(shù)監(jiān)督中心，163455。