淺析石油管道中變頻調速技術的應用

近年來
，變頻調速技術憑借著性能安全、jienengxianzhedengtedian，zaiyoutianqiyezhongyijingdedaoleguangfanyingyong。wenzhangjianyaojieshaolebianpintiaosujishudejibengongzuoyuanli，jieshaoleshuyoubengbianpintiaosujishudetedian，yishiliduibifenxilegaijishudeyingyongxiaoguo。

在輸油站的建設過程中，其規模的設計是以10年(nian)預(yu)測(ce)的(de)最(zui)大(da)產(chan)液(ye)量(liang)來(lai)進(jin)行(xing)設(she)計(ji)的(de)。因(yin)此(ci)，在(zai)投(tou)產(chan)的(de)初(chu)期(qi)和(he)中(zhong)期(qi)，其(qi)輸(shu)送(song)量(liang)基(ji)本(ben)上(shang)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)設(she)計(ji)的(de)要(yao)求(qiu)

，為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)能(neng)夠(gou)正(zheng)常(chang)平(ping)穩(wen)地(di)進(jin)行(xing)生(sheng)產(chan)，通(tong)常(chang)會(hui)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)調(tiao)節(jie)泵(beng)出(chu)口(kou)閥(fa)門(men)來(lai)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)
，但(dan)是(shi)因(yin)此(ci)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)泵(beng)管(guan)壓(ya)差(cha)會(hui)比(bi)較(jiao)大(da)，一(yi)般(ban)會(hui)損(sun)失(shi)掉(diao)能(neng)量(liang)的(de)30%- 40%。通tong過guo采cai用yong變bian頻pin調tiao速su技ji術shu
，則ze可ke以yi有you效xiao地di解jie決jue上shang述shu能neng耗hao問wen題ti
，可ke以yi起qi到dao節jie能neng和he提ti高gao工gong作zuo效xiao率lv的de作zuo用yong
，同tong時shi，變bian頻pin調tiao速su技ji術shu還hai可ke以yi大da大da減jian輕qing人ren工gong操cao作zuo的de負fu擔dan和he強qiang度du
，並bing延yan長chang油you田tian設she施shi的de使shi用yong壽shou命ming。

一、變頻調速技術的工作原理

yiribenfushigongsisuoshengchandebianpinqiweili
，bianpinqizhuyaoshitongguogaoyadarongliangdianronghezhengliumokuaijianggongpindianyuanzhuanhuanweizhiliudian，zhiliudianyoubeidagonglvjingtiguanzhuanhuanweipinlvkesuiyitiaojiedejiaoliudianjinxingshuchu。zaisanxiangjiaoliuyibudiandongjizhong，ruguozaizhuanchalvS保持穩定的情況下，電源頻率f1是與軸轉速N2成正比關係的，其關係可以表示為：

N2=60f1/P(1—S)=N1-△N

變頻器通過對頻率f1進行調節，使電動機磁場轉速N1發生改變，導致軸功率N2 也發生改變，最終實現調速的目的。

因(yin)此(ci)，變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)的(de)基(ji)本(ben)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)就(jiu)是(shi)
，信(xin)號(hao)變(bian)送(song)器(qi)和(he)液(ye)位(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)對(dui)緩(huan)衝(chong)罐(guan)裏(li)的(de)液(ye)位(wei)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)接(jie)收(shou)和(he)比(bi)較(jiao)後(hou)
，將(jiang)信(xin)息(xi)發(fa)送(song)給(gei)變(bian)頻(pin)器(qi)，變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)對(dui)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)處(chu)理(li)後(hou)，進(jin)而(er)對(dui)輸(shu)出(chu)端(duan)三(san)相(xiang)交(jiao)流(liu)電(dian)的(de)頻(pin)率(lv)進(jin)行(xing)調(tiao)節(jie)，使(shi)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian)，最(zui)終(zhong)實(shi)現(xian)對(dui)輸(shu)油(you)泵(beng)排(pai)量(liang)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)
，保(bao)證(zheng)係(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)平(ping)穩(wen)生(sheng)產(chan)的(de)目(mu)的(de)。

二、變頻調速技術在輸油泵機組中的應用

變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)在(zai)輸(shu)油(you)泵(beng)機(ji)組(zu)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)，是(shi)通(tong)過(guo)對(dui)輸(shu)入(ru)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)電(dian)源(yuan)頻(pin)率(lv)進(jin)行(xing)改(gai)變(bian)

，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)改(gai)變(bian)電(dian)動(dong)機(ji)組(zu)轉(zhuan)速(su)的(de)一(yi)項(xiang)節(jie)能(neng)技(ji)術(shu)。其(qi)具(ju)有(you)以(yi)下(xia)幾(ji)個(ge)特(te)點(dian)。

1.當dang變bian頻pin器qi連lian接jie到dao輸shu油you泵beng機ji組zu後hou，電dian動dong機ji的de動dong力li會hui與yu轉zhuan速su的de三san次ci方fang形xing成cheng正zheng比bi關guan係xi
，如ru果guo將jiang電dian機ji的de轉zhuan速su降jiang低di，則ze其qi耗hao電dian量liang將jiang以yi三san次ci方fang的de關guan係xi發fa生sheng減jian少shao。假jia設she當dang泵beng機ji的de轉zhuan速su下xia降jiang為wei20%時，那麼
，節能即為( 1- 20%)3=51.2 % ，可ke以yi節jie能neng一yi般ban以yi上shang。所suo以yi，如ru果guo在zai輸shu油you機ji組zu的de運yun行xing轉zhuan速su不bu需xu要yao一yi定ding為wei額e定ding轉zhuan速su時shi，就jiu可ke以yi通tong過guo使shi用yong變bian頻pin調tiao速su技ji術shu實shi現xian對dui電dian能neng的de節jie省sheng。通tong過guo采cai用yong這zhe項xiang技ji術shu
，還hai可ke以yi有you效xiao減jian少shao水shui擊ji壓ya力li
，可ke以yi對dui輸shu油you管guan線xian內nei壓ya力li狀zhuang況kuang進jin行xing隨sui機ji控kong製zhi
，起qi到dao延yan長chang管guan線xian設she備bei使shi用yong壽shou命ming的de作zuo用yong。

2.當變頻器處於低頻時
，電動機則會產生比較高的啟動轉矩，其啟動轉矩最高時可以達到額定啟動轉矩的150%
，而其啟動電流則是額定電流的1~ 1.2 倍，而使用普通的交流電機所需要的啟動電流是額定電流的4~7倍，相比較而言
，變頻調速對電網的衝擊會小得多。同樣，該技術的啟動損耗是直接啟動時損耗的1%
，不會使電動機組發生過熱現象。此外，使用該技術
，可以有效降低電機的製動損耗。

3.zaidaluochahuozheshiyibengshuduoguandeshuyouxitongzhong

，tongguoshiyongbianpintiaosujishu，keyiduishuyouxitongneideyaliheliuliangzhuangkuangjinxingshishitiaojiehebuchang
，yuchuantongdehuiliukongzhijishuxiangbi
，shiyonggaijishubujinjiangdilenenghao，erbimianleyouyunengliangsunhaoyinqideguanlushuijixianxiang。

三、變頻調速技術效果分析

在采油廠的聯合站和中轉站的輸油泵上安裝變頻調速裝置，通過對安裝前後的測試數據進行分析和對比
，可知：在安裝變頻器前，泵的出口壓力為1.16MPa，管線的壓力為0.74MPa，可以看出

，其處於節流狀態。其管網效率為 63.2%，輸液用電單耗為0.428kW·h/m3，係統效率為41.8%。而在安裝了變頻器後，泵的出口壓力為0.51MPa，管線壓力為0.45MPa，看不出有節流現場存在。管網效率為0.193 kW·h/m3，輸液用電單耗降低了0.224kW/h
，係統的效率為58.5%，提高了16.7%。tongguoshujuduibi，keyifaxianzaicaiyonglebianpintiaosujishuhou，shebeiyunxingdegongkuangdedaolefeichangmingxiandegaishan。danshi，shangshuceshiqingkuangbingbudaibiaosuoyoudeshuyoubengzaianzhuanglebianpinqihoudouhuichanshengxiangtongdejienengxiaoguo，qijienengxiaoguoyubengdefuhelvcunzaiguanxi
，ji，dangfuhelvjiaodi、波動較大時，其節能效果比較好。

使用變頻調速技術還可以對輸油泵的運行方式進行改變。比如，某中轉站有三台輸油泵，其額定功率都為2424m3/d，但是，該中轉站在工作中需要的實際排量為2900~3200m3/d。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia
，運yun轉zhuan一yi台tai輸shu油you泵beng將jiang輸shu不bu完wan，運yun轉zhuan兩liang台tai又you不bu夠gou輸shu


，導dao致zhi輸shu油you泵beng長chang期qi低di效xiao運yun行xing。在zai安an裝zhuang了le變bian頻pin器qi後hou，就jiu可ke以yi將jiang一yi台tai輸shu油you泵beng長chang期qi運yun行xing，將jiang另ling一yi台tai輸shu油you泵beng作zuo為wei補bu充chong使shi用yong
，自zi動dong根gen據ju負fu荷he的de變bian化hua而er做zuo出chu調tiao節jie。但dan是shi，在zai安an裝zhuang變bian頻pin器qi後hou發fa現xian
，泵beng效xiao比bi原yuan先xian降jiang低di。經jing過guo分fen析xi，可ke能neng有you兩liang種zhong原yuan因yin，一yi種zhong是shi由you於yu無wu閥fa門men節jie流liu泵beng的de進jin出chu口kou壓ya差cha變bian小xiao，采cai用yong原yuan方fang法fa對dui泵beng效xiao進jin行xing計ji算suan時shi
，結jie果guo數shu值zhi會hui變bian小xiao;lingyizhongyuanyinkenengshiyouyufuhelvfashengjiangdi

，zaijieliuxiaochuhou，daozhishuyoubengchuyudixiaoquyunxing。zhenduizheyiwenti


，yihoukeyishidangfangkuantiaosuyunxingdebengxiaokaohezhibiao。ciwai
，tongguobianpinqideruanqidonghewujitiaosuzuoyong
，keyidadajiangdiduidianwangdechongji，shidianqizhuangzhideshiyongshoumingdedaoyanchang。

四、使用變頻調速技術應注意的問題

在(zai)生(sheng)產(chan)波(bo)動(dong)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)輸(shu)油(you)係(xi)統(tong)中(zhong)使(shi)用(yong)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)，可(ke)以(yi)使(shi)輸(shu)油(you)泵(beng)的(de)運(yun)行(xing)更(geng)加(jia)經(jing)濟(ji)合(he)理(li)，有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)輸(shu)油(you)係(xi)統(tong)的(de)效(xiao)率(lv)，因(yin)此(ci)在(zai)這(zhe)種(zhong)輸(shu)油(you)係(xi)統(tong)中(zhong)使(shi)用(yong)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)不(bu)僅(jin)降(jiang)低(di)能(neng)耗(hao)，也(ye)有(you)利(li)於(yu)生(sheng)產(chan)的(de)安(an)全(quan)與(yu)穩(wen)定(ding)。但(dan)是(shi)，對(dui)於(yu)工(gong)況(kuang)相(xiang)對(dui)穩(wen)定(ding)、負fu荷he率lv比bi較jiao低di的de係xi統tong
，不bu必bi一yi定ding安an裝zhuang變bian頻pin調tiao速su裝zhuang置zhi，可ke以yi通tong過guo使shi用yong車che削xue葉ye輪lun和he拆chai級ji運yun行xing等deng方fang式shi對dui係xi統tong進jin行xing改gai造zao。還hai要yao注zhu意yi，如ru果guo係xi統tong的de負fu荷he率lv長chang期qi高gao於yu95%
，此(ci)時(shi)，變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)將(jiang)很(hen)無(wu)法(fa)發(fa)揮(hui)出(chu)其(qi)效(xiao)果(guo)，甚(shen)至(zhi)會(hui)產(chan)生(sheng)更(geng)多(duo)的(de)能(neng)耗(hao)，而(er)且(qie)
，滿(man)負(fu)荷(he)的(de)工(gong)作(zuo)會(hui)加(jia)快(kuai)變(bian)頻(pin)器(qi)部(bu)件(jian)的(de)老(lao)化(hua)速(su)度(du)
，因(yin)此(ci)在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)應(ying)當(dang)退(tui)出(chu)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)裝(zhuang)置(zhi)。此(ci)外(wai)，在(zai)進(jin)行(xing)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)推(tui)廣(guang)時(shi)，一(yi)定(ding)要(yao)做(zuo)好(hao)效(xiao)果(guo)預(yu)測(ce)工(gong)作(zuo)，配(pei)置(zhi)好(hao)生(sheng)產(chan)參(can)數(shu)

，因(yin)為(wei)同(tong)一(yi)套(tao)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)裝(zhuang)置(zhi)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)效(xiao)果(guo)差(cha)異(yi)會(hui)很(hen)大(da)。