Прикладной анализ частотных преобразователей в нефтедобывающей промышленности

Нефтехимическая промышленность является основной отраслью развития национальной экономики и крупным потребителем энергии. Все основные производственные процессы выполняются различными насосами и компрессорами воздуха. В настоящее время большинство этих нефтяных насосов, водяных насосов и воздушных компрессоров работают на постоянной скорости, движимой электродвигателями. Если мы сможем изменить большинство нескоростных регуляторов на скорость регулирующей работы, так что их потребление энергии изменится с нагрузкой, то можно будет сэкономить много энергии, что приведет к значительным энергосберегающим эффектам. По неполным статистическим данным, на нефтехимических предприятиях крупного и среднего бизнеса мощности асинхронных электродвигателей белок-клеток составляют 80% от общей мощности, что обеспечивает широкое пространство для применения системы регулирования частоты преобразования переменного тока в нефтехимической промышленности.

В нефтехимической промышленности потребление электроэнергии вентиляторами, насосами и компрессорами, используемыми при нефтепереработке, составляет 90% от общего потребления электроэнергии, 2/3 из которых работают в условиях переменной нагрузки, а средний коэффициент энергосбережения составляет 52% за счет регулирования частоты преобразования. По данным опроса, стоимость электроэнергии вентиляторов и насосов на нефтеперерабатывающих заводах составила 10% от стоимости переработки. Кроме того, в национальной нефтехимической промышленности при логистике и транспортировке полиэтилена высокого давления, различных газов и жидкостей используется более 10 000 вентиляторов, насосов и компрессоров HV и HP. Напряжение в основном 6кв, а мощность установки 200- 5900 КВТ. Энергосберегающий срок окупаемости электродвигателя нормального напряжения с регулированием частоты преобразования частоты вращения составляет в среднем 1,8-2,2 года. При правильном преобразовании HV мотора в LV мотор и MV мотор с различным напряжением в зависимости от его мощности, удобно популяризировать энергосберегающую технологию преобразования частоты, а энергосберегающий потенциал составляет около 3 МЛРД КВТЧ.

Применение регулирования частоты преобразования частоты вращения в нефтедобывающей промышленности в основном применяется к магистральному трубопроводному насосу, нефтенасосу, насосу с молекулярным ситом, насосу среды, экструдеру, циркуляционному насосу, нагнетательному насосу, грязевому насосу, насосу питания котла, электропогружному насосу, насосу соленой воды, вентилятору, дескалирующему насосу и т.д.

Нефтехимический производственный процесс является типичным процессом с очевидной непрерывностью, и его производственная среда в основном жидкая (газ и жидкость). Эти производственные жидкости должны быть герметизированы, понижены, нагреты и охлаждены для химических реакций, передачи тепла и массы и других процессов от одного устройства к другому, от одного набора устройств к другому. Эти массовые перевозки жидкостей и процессы являются основной единицей операций процесса. Вентилятор, водяной насос и компрессор, которые выполняют задачу транспортировки жидкости, конфигурируются в соответствии с технологическими потребностями. Таким образом, вентиляторы и насосы используются в больших масштабах и в широком диапазоне на химических предприятиях.

Буровая установка является важным оборудованием для добычи нефти. Буровые установки имели дизельные генераторы, электросети переменного тока и буровые установки постоянного тока. В настоящее время буровые установки конвертера переменного тока стали новым типом электрических приводов, которые имеют много преимуществ, с которыми не могут сравниться буровые установки постоянного тока, и являются трендом будущего развития буровых установок нефтяного назначения.

Задача нефтедобычи заключается в максимальном извлечении сырой нефти из резервуара на землю, и нефтяная скважина является каналом, соединяющим резервуар с землей. Как правило, существуют два способа извлечения нефти: самонагнетательная (с использованием внутренней энергии месторождения) и искусственная подъёмная (с использованием внешней энергии) или механическая. Учитывая недостаток природной энергии на большинстве наших нефтяных месторождений, самонагнетательная добыча нефти редка. Таким образом, для работы используются два вида насосных машин: поршневые насосные машины с штанговыми насосами (также известные как насосные машины kowtow) и подземные погружные центрифужные электрические насосные машины.

Насосная машина для преобразования частоты, двигатель приводится в движение с помощью преобразователя частоты, и нет необходимости механического переключения передач и процесс регулирования. При использовании насосной машины с регулировкой частоты преобразования частоты вращения объем насоса глубокой скважины может быть отрегулирован путем постоянной и плавной регулировки частоты вращения двигателя. Нет необходимости останавливать и заменять ремень, менять ход поршня глубинного насоса, можно также добиться мягкого запуска двигателя. Благодаря использованию системы регулирования частоты преобразования скорости насосная машина может динамично адаптироваться к изменению нагрузки на нефтяные скважины, а параметры могут быть удобно отрегулированы для достижения наиболее экономичного управления. В то же время, его мягкий старт работает хорошо, что может продлить срок службы насосной машины и снизить затраты на обслуживание.

При регулировке электрического погрудного насоса частотного преобразователя, так как глубина скважины составляет несколько километров, а расстояние между частотным преобразователем и мотором также несколько километров, так что выходная волна частотного преобразователя должна быть синусоидальной, и чем меньше гармония, тем лучше. В противном случае падение напряжения в магистрали является очень большим, а двигатель не имеет выходного момента и не может перетащить нагрузку. Как правило, целесообразно использовать идеальный безгармоничный и многоуровневый преобразователь с блоком питания, подключенным последовательно. 

При регулировании скорости работы водонапорной насосной станции в нефтяном месторождении путем преобразования частоты, давление на выходе и расход водонапорного насоса можно регулировать плавно и бесповоротно. Система управления может обеспечивать подачу воды "постоянным давлением" Или "постоянный поток". Это может сэкономить энергию, устранив способ принятия регулирующего клапана, который ранее использовался.

Кроме того, частотный преобразователь может также применяться на нефте-и газотранспортных станциях на нефтяных месторождениях. Нефть или природный газ, добываемые на каждой скважине месторождения, направляются на нефтепромысловую сборно-передаточную станцию для подготовки. Нефть (или природный газ) и связанные с ней организмы из каждой скважины собираются, сортируются, измеряются, а затем собираются и транспортируются на очистную станцию. Нефть, газ и вода разделяются и очищаются, дозируются, поливаются, разгружаются, а также нагреваются паровые котлы, бытовая горячая вода и другие процессы, а сырая нефть и природный газ, отвечающие установленным стандартам качества, затем концентрируются и отгружаются.