异步电机变频调速技术(一) 第一讲 变频调速的理论分析

"异步电机变频调速技术"讲座共分六讲.主要内容有:变频调速的理论分析;变频调速的关键设备—变频器;变频调速的特殊问题;变频调速的运行方式和节能分析;离心泵的调速节能和降低噪声;异步电机—离心泵变频调速自动化系统.作者力图通过对上述问题的阐述,使读者掌握变频调速的基本原理及运用能力,传播新技术,推动节能工作.     

离心泵的调速与节能

在论述了变频调速离心泵同样有一条等效率曲线和高效率区间的基础上,介绍了离心泵变频调速的三种控制方式及特点,给出了计算变频调速离心泵实际节能率和能耗的方法和公式.作者根据油田生产的特点,对油田推广使用变频调速离心泵,在泵的选型和设计调速装置时需考虑的问题,并提出了建议.     

变频调速离心泵节能分析及应用效果举例

分析了变频调速离心泵节能的原理，并且有实例；介绍了某常减压蒸馏装置6台离心泵采用变频调速电动机调速后，收到的节能及其它效果；指出了变频调速泵送系统在设计和应用中的注意事项。     

变频器在离心泵中的调速节能原理及应用

针对离心泵在油品输转过程中,受设计选型、原料供应、产品销售和操作工况的影响不能满负荷运行的情况,介绍了用变频器,通过对电源频率的改变来调节电机转速,控制离心泵的压力、流量,可以节能的原理,并以应用实例说明了变频调速的特点,以及使泵的实际运行效率提高,收到节能的良好效果。     

变频调速技术在离心泵节能中的应用

分析了变频调速技术在离心泵节能中的应用;装置泵送系统通过采用变频调速技术,可大幅减少或消除调节阀附加阻力的多余动力消耗,从而起到节能、降耗的作用。     

不同工况条件下离心泵调速运行的节能分析

离心泵在正常运转过程中往往会产生泵管压差或服务压力高于实际所需压力而浪费能量。对离心泵实施调速是减少能量损失的有效途经。离心泵的运行控制分手动和自动控制,调速分定压调速和变压调速,离心泵利用调速节能应根据使用实际情况选择调速方式。若是多台泵同时运转的系统,采用定压调速时只需对其中一台泵调速即可;而采用变压调速时则必须对系统中的所有泵都调速。调速运转泵的能耗与泵压、流量和相应的效率相关,利用等效率曲线可获得不同状态的运转效率。     

离心泵变频调速与调节阀组合控制设计方案探讨

石油化工过程控制中采用离心泵变频调速技术可显著减少能量的损失,但大多工艺管路系统中变频调速与调节阀节流控制并存,实现过程比较复杂,协调好它们的关系是保证生产装置安全、平稳、高效运行,实现最大化节能的关键。探讨了五种典型的离心泵变频调速与调节阀组合控制设计方案及其实现的方法,提出了变频调速控制的适宜场合、控制方案及各种工况的切换操作等建议。分析认为单路控制方案容易实现变频调速控制,并可与调节阀分程协调控制;两路分支控制方案可实现变频调速和分支调节阀独立控制,但不宜采用变频调速与调节阀分程协调控制;更复杂的控制方案,可采用手动变频调速控制。     

变频调速技术在炼油厂节能改造设计中的应用

变频调速技术用于流量、液面控制系统,具有调速性能好、节能效果显著、运行工艺安全可靠等优点,笔者对变频调速与阀门控制方法进行了详细比较,并结合炼油厂节能改造的实际应用,得到了采用变频调速的节能实际数据。应用效果显示,应用变频技术后可以节能50％以上。     

应用变频调节技术实现离心泵的节能降耗

分析了离心泵流量2种调节方式的功耗情况,调速控制进行流量调节优于阀门控制。并阐述了应用变频调节技术可以实现对离心泵的速度调节,实际测试结果表明,变频调节技术的节能效果明显,经济效益显著。     

油田注水集输系统离心泵调速节能研究

油田注水集输系统离心泵由于载荷经常变化 ,大多不能在其额定工况点工作 ,泵效低 ,且需要用泵出口阀调节流量 ,产生一定的泵管压差 ,造成较大的能量损失。为此 ,开展了定速泵调速节能研究。介绍了变极调速、变频调速和液力调速离合器调速 3种调速方法及相应的节能计算公式。对在单元制系统中调速离心泵的运行经济性、调速范围和母管制系统中离心泵的调速所带来的问题进行了探讨。指出双速电动机用于输油泵的调速时 ,应选用转矩按转速平方降低特性的电动机 ;调速泵的运行经济性受到管路阻力特性曲线的限制 ,其调速范围受到管路阻力特性曲线、系统所需扬程和泵运行特性的限制 ;在母管制系统中把部分定速泵改为调速泵时 ,应将性能较高的定速泵改为调速泵     

钻井泵故障诊断方法的探索与实践

钻井泵是石油钻井中循环系统的关键设备，其工作状态的好坏直接影响到钻井工作的安全、效率、质量和成本。为了保证钻井泵的正常工作和钻井生产的正常进行．提高钻井泵的现代化维修和管理水平．亟待研制适用于现场使用的、科学先进的钻井泵实时故障诊断系统。文章在分析了目前石油钻井泵故障诊断研究工作现状的基础上，结合现场的需要和自己的研究工作，认为研究工作的重点应放在钻井泵动力端上．应致力于研制先进实用的整个泵的故障诊断系统。文章介绍了作者在钻井泵振动故障诊断系统研制开发方面的工作情况和取得的初步结果。     

基于顶部驱动的滑动钻井导向控制技术

将北京石油机械厂顶驱的主轴旋转定位技术与MWP随钻测量仪相结合,设计并实现了基于顶部驱动钻井和井下动力钻具组合的顶驱滑动钻井导向控制系统。该系统由顶部驱动钻井装置、人机交互界面、井下动力钻具以及MWD随钻测量工具等4部分组成,将顶驱和井下动力钻具相结合,实现对旋转钻柱包括转速、转向、角度在内的完全控制,并可根据井下实时反馈的井眼轨迹信息,实现滑动钻井之前工具面的设置以及滑动钻进过程中工具面的实时监控和动态调整。内蒙SNO116-19H定向井项目的实际应用结果表明,该技术能够显著提升定向井钻进作业的整体时效和井眼质量,同时也为导向钻井的闭环控制和自动化控制奠定了基础。     

电潜泵井系统效率的仿真模型

建立合理的电潜泵有效功率计算模型是计算电潜泵系统效率的关键,鉴于行业标准推荐模型在实际生产应用中的局限性,结合电潜泵井多相流动生产实际,建立了有效功率多相流计算模型,主要内容为:(1)考虑了井液中气体和液体黏度的影响,结合沉没压力和排出压力计算多相流模型,建立了有效扬程与产液量的耦合仿真模型;(2)在多相管路特性研究的基础上,对行业标准推荐的有效功率计算模型进行改进,得到有效功率多相流计算模型;(3)建立了系统输入功率和系统效率仿真模型,并对有效功率和系统效率影响因素进行了敏感性分析。该项研究结果为电潜泵系统优化运行奠定了理论基础。     

抽油机用双功率电机的设计及试验研究

文章提出了一种在Y系列电机结构的基础上。电机采用双绕组、双功率的设计方案，设计的新型电机能够在大功率下启动、在小功率下运行，保证了电机功率与抽油机负载的匹配，使得电机在效率和功率因数最佳的状态下运行，达到提高机采系统效率的目的，并延长电机的使用寿命。电机的型式试验和应用表明。利用该项新技术的采油系统节电效果明显。     

低渗透油藏有杆抽油系统效率分析

建立了一种实用的有杆抽油系统效率的测试计算模型,利用此模型对延长低渗透油藏唐114井区1351的三口井进行了效率分析研究,根据油井的基础数据及光杆示功图计算出了光杆功率和水功率,由此得出地面效率、井下效率及系统效率.采用优选抽汲参数的方法,在不影响油井正常产液的情况下,适当地增大冲程、减小冲次及选择合理泵径,使得这三口...     

一种新型空心抽油杆中频感应电加热技术

稠油和高凝油开采过程中的降粘和降凝问题一直是国内外石油开采业所关心的问题之一。现文提出一种新型空心抽油杆中频感应电加热技术,有效地克服了原空心抽油杆单相工频电加热技术在应用中存在的加热效率低、三相电网不平衡和电气设备有效容量利用率低等问题,并给出了运行结果。     

杆管系统弹性伸缩对抽油泵泵效的影响

提出了抽油井杆管系统弹性伸缩产生的原因及其计算方法。分析了杆管系统弹性伸缩的变化规律及其对泵效的影响。增加抽油泵冲程长度以提高有效冲程所占的比例和将玻璃钢抽油杆与钢质抽油杆合理匹配实现超冲程是提高泵效的两种有效方法。而冲程过大时泵效提高的幅度不大,反而影响整个抽油机系统的疲劳寿命。     

柴油汽车改用LNG燃料的实用技术及其经济性分析

攻克柴油汽车改用LNG燃料的技术难关,有助于推进清洁燃料汽车产业的发展进程。为此,指出了柴油汽车改用LNG燃料的技术关键在于对发动机（包括点火系统）、燃料供应系统以及相应控制系统的改装,提出了两种柴油汽车改用LNG燃料的实用技术：①将原车改装为柴油-LNG双燃料混合供应的掺烧汽车;②将原柴油发动机改装成专用的LNG发动机,使之成为单燃料供应的LNG汽车。在分析了柴油车改装技术的通用性,柴油改装车的适用对象及特点,天然气发动机动力性下降之原因,改装成本、改装技术的成熟度与改装效果,改装后汽车排放指标的变化等基础上,提出了提高柴油改装车动力性的举措：①利用稀薄燃烧技术增加动力性;②利用进气增压技术增加动力性。最后从技术层面和政策层面讨论了改装柴油车存在的问题。研究与实例分析结果表明：改装双燃料掺烧车较单燃料车相对来讲技术优势明显,其经济性也高一些,尽管这类改装车因为进入汽缸内的“天然气＋空气”混合气较原“柴油＋空气”混合气热值低、甲烷火焰传播速度也比柴油低而导致发动机最高功率、动力性和加速性能略有下降,但综合考虑认为,改装车排放效果有改善,发动机功率、扭矩等基本上能满足原车需要,车辆操作、行驶情况正常。经济分析结果则表明：单从燃料成本方面考虑,当LNG与柴油的比价低于0.75∶1.00时,柴油改装车具有经济性;而当比价低于0.50∶1.00时,柴油汽车改用LNG燃料的经济效益更显著。     

机械钻机电控系统的配置研究

利用系统学方法分析了机械钻机中电器设备分布及不同运行工况与钻机所处不同时期的用电要求,并结合发电设备一次性投资与设备运营费用进行综合评价,优选出最佳电控系统配套方案。对电源布局作了简单介绍,该配套方式不但可以满足钻机不同使用工况要求,同时还可以实现整套钻机使用效益最大化。     

游梁式抽油机用电动机的节电措施

分析了电动机带动抽油机生产时浪费电能的原因,介绍了各种节能电动机的特点和现场使用情况.针对游梁式抽油系统地面设备存在的电能浪费问题,提出了相应的节电措施.