燃油泵变频调速改造及节能分析 李京泽

195中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.03 （上）近年来，技术的进步带动了很多领域的发展，在石油化工、农业等领域，变频调速技术得到了普遍的应用，该种调速方式具有较好的节能效益，在一定程度上突破了传统调速方式的局限性，因此，变频器调速已成为当前电动机调速的重要趋势。

调速方式的转变在一定程度上减少了调速的能源消耗，变频器的变频调速控制具有明显的技术优势，有利于促进行业的可持续发展。

1 变频调速技术应用于石油化工企业电动机的实际设计方案在当前变频器使用范围越发普遍的今天，同时，石油化工企业中各种设施的发展对功率的要求也在逐渐地提升。

这样一来，就给相应的电气设计人员以及使用人员带去了一个比较严重的问题：一些功率较大的设备基本上在整体的电气系统运行中占据着十分重要的地位，因为其自身的重要程度也就导致对其可靠性的要求相当之高，变频器的使用可以很轻松的达成无级调速的目标，但变频器自身就是一个包含着数量众多的电子元件的独立电气系统，变频器的安全性对于整体的电气系统安全性能有着最为直接的影响。

会发生二者之间的冲突。

当前对于这种问题已经出现了一些相应的解决方案。

接下来就是将某电厂的循环水泵的设计作为例子进行相应的分析，该电厂因为工艺需要对其进行相应的调速，这个循环水泵的额定电压为6kV，功率大小是5600kW。

该电厂在对当前市场上的变频器的安全性能进行全面调研以及自身实际调速需求的前提下，最终采用的变频器与旁路相结合的方式来达到水泵的调速目标。

在整体的设计方案中，旁路方案主要是在主要的变频调速工作的基础上加上一回路工频旁路，主要是为了保障在变频器发生故障后可以做到变频器石油化工企业电动机变频调速节能方案探讨黄林，王鹏（中国石油集团济柴动力有限公司成都压缩机分公司，四川 成都 610100）摘要：高压大功率交流电动机变频调速技术的发展是我国节能事业的主导方向之一。

输油泵机组高压变频调速节能技术探究摘要：我国是能源生产和消费大国,但是能源资源的人伦拥有低，地域分布不均匀，开采难度很大，导致我国的能源现在处于紧缺的状态，也严重的影响了我们的生活，节能减排已经成为我国能源可持续发展的重要出路。

在油田储运系统中由于外输油量减少,泵管压差增大,在变工况运行条件下电机转速不可调整,造成输油泵机组利用率低,耗能大。

但是由于原油外输系统的特殊状况,不可能仅仅通过更换外输泵或配套电机来实现泵管之间的特性匹配。

本文就以英威腾GD5000变频器在大庆油田输油泵上的应用为指导，阐述本文核心内容。

关键词：输油泵机组高压变频节能技术油田引言：大庆油田为中国产油量最多规模最大的油田，始终坚持科技自主创新、持续创新，大力实施科技兴企战略，奉行“奉献能源，创造和谐”的企业宗旨。

为响应国家节能减排政策，大庆油田提出对东油库的四台高压输油泵进行变频改造。

此次采用高压变频器的油库隶属于第一采油厂，该厂是与大庆油田同期开发的采油厂，是全国最大的采油厂，是全国第一个实现累计生产原油5亿吨的采油厂，是科技成果丰厚的采油厂，是大庆精神重要发源地、文化底蕴深厚的采油厂。

该采油厂最主要的耗能设备就是油库生产运行中的输油泵。

由于输油泵的特性和管路特性不完全匹配，往往在实际运行中，经常需要根据运行工况控制输油泵出口阀门的开度来调节流量，以满足生产工艺的需要。

这种流量调节方式在输油泵出口阀门前后产生较大的泵管压差，大量的能源消耗在泵出口阀前后，造成能源的浪费。

第一采油厂东油库配置有2台6kV315kW和2台6kV280kW的输油泵，最终使用两套深圳市英威腾电气股份有限公司研发生产的GD5000系列高压变频调速系统，采用一拖二的方式通过调节输油泵的转速来满足不同的使用工况，消除由于输油泵管压差而产生的节流损失，降低了输油单耗，节约了电能，改善了工艺。

一、现场设备及运行工况分析石油石化行业，大量使用输油泵，输油泵并非长时间满负荷运行，存在一定的节能空间。

浅析输油泵节能改造技术【摘要】随着社会经济的发展，石油化工业作为国家支柱产业发展迅猛，输油泵的节能改造是近年来研究热点。

本文主要探讨了输油泵节能改造技术，并深入地探讨了该节能改造技术的节能效果。

【关键词】输油泵；节能；改造；技术输油泵是油田开发过程中保证原油集输的关键设备，也是油田主要耗能设备。

因此搞好输油泵的调速运行，降低泵管压差，减少节流损失是输油泵节能改造的关键环节。

1.输油泵机组高压变频凋速节能技术1.1输油泵机组高压变频凋速节能技术原理目前，高压变频调速系统处于技术发展阶段，其基本原理均为“交--直--交”的逆变过程，通过改变电机定子的电压频率从而改变电机的转速；但变频的实现方式各不相同，目前有较为成熟的二种技术方案，分别是移相整流串联叠加技术、三电平技术、电流源型变频技术。

通过技术经济性能论证，移相整流串联叠加多电平电压源技术先进，输出电压、电流波形好，对负载电机要求低。

现场输油泵机组工频、变频切换，可以根据生产实际情况搬动相应开关进行切换。

高压变频装置是由旁通柜、移相变压器、功率单元柜和主控柜四部份组成，10kV变频装置有30个功率单元，每10个功率单元串联构成一相，每个功率单元结构以及电气性能完全一致，可以互换。

功率单元实际上是交--直--交单相逆变电路，整流侧为二极管三相桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制。

输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为三组，构成36脉冲整流方式，这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使用负载下的网侧功率因素接近l。

输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接成星型接法直接给高压电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可得到阶梯正弦PWM波形。

这种波形正弦度好，dv／dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗大大减少，减小轴承和叶片的机械应力。

1.2系统的优化配置变频器应用必须与现场工艺相结合，充分考虑现场操作、启动、停机以及调节等诸方面的安全、适用性和方便性。

变频调速控制系统在油田注水泵上的节能探讨【摘要】目前在我国使用油田注水的措施，保证了油田的高产稳产。

但是在大部分的油田注水站都是采用老式的恒压恒流的注水方式，而且不能对速度进行调整。

在油田注水的过程中由于压力大、流量大，就需要使用大功率的电动机，浪费了电能，而采用变频调速控制系统能够有效的提升系统的运行效率。

本文介绍了变频调速的技术以及调速控制系统的构成，探讨了在油田注水泵上的节能与应用。

【关键词】变频调速控制系统；油田注水泵；节能；应用在油田注水站上一般使用较多的是水源井深井泵，这种方式操作比较复杂，而且效率低，增加了工作人员的劳动量。

现在研制的新型的变频器恒压供水系统能够满足水泵电动机无极变速的需求，在运行中可以根据水压的大小，自动调节运行参数。

变频调速控制系统是一种先进的节能供水系统，不仅提升了系统的运行效率，而且给企业带来更多的经济效益。

随着科技的快速发展，变频器的功能会逐渐完善，在实际的应用中充分应用变频器，对恒压变频供水系统起到很重要的作用。

一、变频调速控制系统概述1、变频调速控制系统的实现过程通过使用变频调速控制系统，对恒压供水的控制流程为：水源井—注水泵。

可见这种控制比传统的注水泵更加的简单，简化了操作流程，实现了系统的自动控制，不仅节约了电能，而且降低了企业的投资成本，同时降低了工作人员的工作强度。

变频调度控制系统在水泵运行中实现了恒压供水，对参数实行闭环的控制，这样就能在注水的过程始终保持平稳的状态。

当官网的压力小于系统的额定压力时，变频器的频率就会上升，使电机的功率提升；反之，电机的功率下降。

当管网的压力降低时，系统能够够自动调节，使管网的压力与额定的压力值保持平衡。

所以变频调速技术是通过改变电动机的速度实现对水流量的调节，能够有效的降低了设备的损耗，延长了设备的使用寿命。

2、系统特点变频调速控制系统的主要特点为：①占地面积小、重量轻。

由于整个系统的设计中没有输入和输出的变压器，这样就减轻了系统的重量，提升了系统运行效率。

变频调速技术在油田柱塞式往复注水泵上的节能与应用随着能源危机的逐渐加剧，节能和减排成为了全球普遍关注的问题。

油田作为能源开发的重要领域，对提高产品质量、节约生产成本、减少能源消耗等问题提出了更高的要求。

在油田上，水泵是必不可少的一种设备，而目前在油田上广泛应用的柱塞式往复注水泵，则因其结构简单、可靠性高、稳压精度高等特点，在特定的工况下被广泛应用，但其通用的外围设备存在多种限制因素，如能量消耗高、其高速运行易造成噪音污染等问题，严重影响生产效率。

而相比起传统的水泵调节方式，变频调速技术则是一种非常有效的解决方案。

变频调速技术可以使油田柱塞式往复注水泵在运行中根据实际负荷大小对给水量进行动态调整，以达到最佳工作状态。

因此，本文将阐述变频调速技术在油田柱塞式往复注水泵上的节能与应用。

一、变频调速技术介绍变频调速技术原为电力电子技术应用的一种技术，但由于其能够有效地解决机械系统中传动部件轻重负荷变化对动力输出影响的问题，因此在行业应用中也得到了广泛的发展。

变频调速技术主要是将传统伺服驱动技术和电机调速的技术结合起来达到对电机进行精确调速的目的。

利用传感器对传送带、风电机组和水泵电机进行实时监测，以达到负载减少、降低噪声和能源节约等的优效。

二、变频调速技术在油田水泵中的应用1.变频调速技术的优势相比传统水泵调节方式，变频调速技术的优势可以总结为以下三点：（1）更加节省能源：传统水泵在工作时，由于其不能够根据实际负荷进行自动调整，在操作过程中会出现流量过大、压力过低等浪费能量的情况。

而变频调速技术则可以通过控制电源频率使水泵按照实际负荷进行自动调整，从而有效地减少了能量的浪费，降低了油田运行成本。

（2）减少机械传动部件的损耗和出现故障的概率：机械传动部件(transmission)包括电机、减速器、联轴器、离合器等部分。

由于变频调速技术可以使水泵匹配不同负荷下的运行状态，在运转过程中不会超载，也不会出现瞬间高负荷和空载的情况，因此坏掉的风险大大降低。

输油泵变频节能技术的应用摘要：输油泵采用变频调速节能技术，改变过去传统的阀门节流工况调节方式为先进的改变离心泵转速来调节工况的方式，不仅操作方法简单易行，在产生较好的经济和社会效益的同时，也达了到良好的节能效果，而且在生产运行中减少了输油泵之间的相互机械冲击、轴承的摩损和运行时的噪音，提高了运行效果，进一步加强科学研究和探索，改进技术设备，完善技术措施，使变频技术更好地应用于生产实践中，促进输油系统更好的发展，创造更大的价值。

关键词：输油泵；变频调速；节能技术前言输油泵是输油站生产过程中不可或缺的关键输送设备，因为输油泵的特点和管路的特点并不是十分的协调匹配，在实际工作中需要借助输油泵出口处阀门的调节，通过调节其开口度的大小来达到控制流量的目的，这种通过调节阀门来控制流量的方式，必然会因为阀门的开合在附近区域产生一定的压力差，从而产生一定能量损耗，造成能源损失。

输油泵应用变频调速技术，通过输油泵转速的改变，调节运行情况，减少压差带来的能源损耗。

本文对输油泵的变频节能技术进行了分析，输油泵变频节能技术不仅降低了油耗，还达到了节约成本、改善输油工艺的目标，提升了企业的经济和社会效益。

1输油泵机组变频调速节能技术原理输油系统中使用的输油泵多为离心泵，下面的讨论以离心泵为例。

根据离心泵的特性，其工况的调节主要是调节流量，而离心泵调节流量最常用的方法有两种：一是通过调节泵出口阀的开度进行调节，另一种则是通过改变离心泵的转速进行调节。

前者虽然调节方便，但造成能源浪费巨大；通过对输油泵电机的变频改变电机的转速，来实现输油泵的工况调节，是满足工艺运行条件下的一条可行的技术途径。

通过保持离心泵输送流量不变，使泵的扬程由胃减少为两，郎在保证满足输油量的情况下，通过削减离心泵扬程来达到节约能量的目的，这就是离心输油泵变频节能的原理。

变频技能技术主要是将先进的电子技术以及计算机网络技术进行结合运用的一项技能技术，随着科学技术水平的不断提升，变频技能技术得到改进完善，与此同时等到普及推广与广泛应用。

浅谈变频调速技术在输油泵机组中的节能效果摘要：输油泵是输油站生产运行中最主要的能耗设备，由于输油量变化范围较大，在实际运行中需要根据实际工况控制输油泵出口阀门的开度来调节流量，以满足生产工艺需要，这种流量调节方式在输油泵出口阀门前后产生较大的压差，大量的能量消耗在泵出口阀前后，造成能源的浪费。

油房庄站外输泵机组应用了变频调速技术，实现了通过改变输油泵的转速，进行工况调节，消除压差而产生的节流损失，降低输油能耗，节省了成本，改善了输油工艺，保障了生产。

关键词：变频调速技术变频器节能输油泵一、前言1.变频调速技术应用现状变频调速技术是集现代电力电子技术和计算机技术于一体的高效节能技术。

90年代以来，随着大功率技术的发展，大规模集成电路和计算机技术的突飞猛进，交流电机的变频调速技术已日趋完善，在各行各业得到了广泛的应用。

尤其在石油行业水、油泵控制系统上的应用，得到了用户对其节能效果的一致认可。

2.变频调速技术原理按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=(1-s)60f/p= n0×（1-s）（p：电机极对数；f：电机运行频率；s：转差率）从式中看出，电机的同步转速n0 (n0=60f/p)正比于电机的运行频率，由于转差率s一般情况下比较小（0-0.05），电机的实际转速n 约等于电机的同步转速n0，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。

电机的转差率s和负载有关，负载越大则转差率增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。

3.输油泵机组变频调速节能技术原理根据离心泵的特性，其工况调节主要是调节流量，而离心泵调节流量最常用的两种方法是通过调节泵出口阀的开度和通过改变离心泵的转速进行调节，前者虽然调节方便，但能源浪费严重；通过改变输油泵电机转速，来实现输油泵的工况调节，是满足工艺条件下运行的可行的技术途径。

由离心泵特性可知,在管路特性曲线不变的情况下,改变离心泵转速后,其性能参数的改变由以下式决定。

浅谈输油泵变频节能技术分析与运用摘要：变频器在工业生产和生活中的广泛应用为节约能源起到了较大作用。

上世纪80年代,变频技术广泛应用于交流输油泵速度控制上,变频器具有良好的调速性能、节能、高效率等诸多优点。

在水泵等流体机械上应用变频器可取代传统挡板、节流阀、回流阀而节省电费。

因此，更好的提升油田节能质量需加强变频器节能技术研究，基于此，本文对输油泵变频节能技术分析与运用进行了探讨，以供参考。

关键词：输油泵；变频节能技术；分析与运用引言输油泵在输油站生产过程的关键设备，因为输油泵和管道的特点是不是很协调，需要调整输油泵的实际工作中的阀门排气口，通过调节开口大小，达到控制流量的目的，通过调整阀流量控制，由于阀门开度将在一定的压差附近，造成的损失的能量，造成能量损失。

输油泵采用变频调速技术，通过改变泵的转速来调节运行状态，减少因压差引起的能量损失。

1变频器节能作用概述上个世纪90年代初，我国国内的变频器大多来自于国外的品牌，例如：ABB、西门子、三菱、以及富士等国外品牌，直到90年代中期，国内市场才出现了我国所生产的变频器，其中通用型变频器占据了较大的比重。

现如今，国产变频器的生产技术已经接近于国际先进水平，国产变频器也在我国的市场中占据着较大的比重。

在运用变频器之后，水泵以及离心风机的能耗都能够极大地得到降低。

因为输油泵转速与最终能耗之间具有立方比的关联性，因此在变频运用之后便能得到更为快速的投资回报。

在控制变频器时，可逆运行控制的实现不需要多余的可逆控制装置，仅需进行输出电压相序的改变，便能够实现安装空间的节约以及维护成本的降低。

2影响变频调速的原因虽然变频技术的调速范围很大，但是其仍然居偶遇一定的局限性。

当运行工况和管路运行曲线同时发生变化使得与调速泵同时并列运行的定速泵会对变频器的调速范围起到一定的影响，当调速范围一旦发生变化，变频效果将会大打折扣，变频节能技术将会达不到之前的节能效果，降低输油泵电机的工作效率，在工况相似的情况下，电机转速降低的话，轴功率也会急速下降。

变频器节能技术在油田输油泵机组上的应用摘要：在油库生产过程中比较耗能的一个设备就是输油泵，通常输油泵在运行过程中由于泵的特性和管路的特性并不能很好的进行匹配，就导致输油泵在实际的运行过程当中需要根据实际的运行情况来控制输油泵的出口阀门从而对流量进行有效的控制，这种运行模式会使输油泵出口阀门在运行前和运行后产生比较大的泵管的压差，大量能源被严重消耗和浪费。

变频技术的使用，主要是通过输油泵的运行速度进行调节，但是在调节过程中需要根据输油泵的实际的不同的运行情况进行调节，这样就可以针对泵管压差的现象进行具有针对性的解决，消除泵管压差所造成的能源的大量消耗与浪费，也很好的节约了电能，对传统的工艺进行了改善，保证了变频器节能技术在油田输油泵机组上的应用以及生产过程中的安全性，因此本文主要对变频器节能技术再油田输油泵机组上的有效应用进行了相关的研究与分析。

关键词：变频器节能技术；油田；输油泵机组输油泵在运行过程用输油泵的的特性与管道的特性不可能完全匹配，在不同情况下运行，就需要对输油泵的出口阀门进行合理的调节才能够对流量进行很好的控制，根据相关统计可以得出，三台相同的输油泵在三种不同情况下运行，这三种情况为单泵、双泵和三泵并联，无论在什么情况下输油泵的出口阀门开度不能超过百分之十，这里说的百分之十就是说明如果开度超过百分之十就会很容易造成输油泵机电的负荷运行，从而造成输油泵出口阀门在运行前后出现且存在的较大的泵管压差，输油泵出口阀门的节流如果控制不好就会造成能源的大量浪费，这就使输油泵在运行过程中所产生的都是无用功，同事输油泵的维护周期和使用寿命也被大大缩短，同时也无法保证输油泵的安全稳定运行[1]。

除此之外，通过计算机可知每台输油泵出口阀门节流量的损失一般占它的定额功率的81.6％、72％和62.4％，因此，根据这一现象如果想要使输油泵在运行过程中达到节能的效果就需要将变频调速节能技术应用在油田的输油泵上，根据输油泵不同的运行情况，对电机的运转速度进行合理适当的调节，从而达到节流量的目的，在对节流量进行节能控制的时候，需要量输油泵的出口阀门全部打开，这样能够有效的避免输油泵出口阀门所造成的节流损失[2]。