英威腾Goodrive5000变频器在大庆油田输油泵上的应用

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1、英威腾Goodrive5000变频器在大庆油田输油泵上的应用摘要：石油石化行业，大量使用输油泵，输油泵并非长吋间满负荷运行，存在一定的节能空间。随着大功率电力电子器件的使用，单元串联多电平的交流变频调速技术越来越成熟，并成功地应用在油田输油泵驱动系统。关键词：Goodrive5000油田输油泵高压变频器一、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

2、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，是科技成果丰厚的釆油厂，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G

3、oodrive5000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。二、现场设备及运行工况分析2.1现场设备参数该油库主要接收油田两大主力采油厂-采油一厂、采油二厂来油，装备有6台输油泵机组。采用变频改造的输油泵机组主要技术参数见表lo表1：东油库输油泵机组技术参数E负载1#油泵电机铭牌■型号YB400M2-4额定电压6KV额定功率280KW额定电流32.4A额定转速1487r/min功率因数/制造厂家南阳防爆出厂日期1996年8月

4、负载2#油泵电机铭牌

5、■型号YB400M2-4额定电压6KV额定功率280KW额定电流32.4A额定转速1487r/min功率因数/制造厂家南阳防爆出厂日期1996年8月

6、负载5#油泵电机铭牌

7、型号YB450S1-4型号6KV额定功率315KW额定功率37.1A额定转速1480r/min额定转速0.87制造厂家南阳防爆制造厂家06年6月

8、负载6#油泵电机铭牌■型号YB450S1-4型号6KV额定功率315KW额定功率36.9A额定转速1483r/min额定转速0.85制造厂家南阳防爆制造厂家1998年11月2.2现场设备工况由于输油泵和输油管道的特性不匹配（在泵选型过程，不可能选择到完

9、全与管路特性匹配的输油泵），在不同的实际运行工况下，需通过调节输油泵出口阀门來调节流量，据统计4台输油泵在双泵并联运行时，输油泵阀门出口最大开度不超过30%。这种运行工况造成在输油泵出口阀门的前后存在着较大的泵管压差，由于泵出口阀门的节流造成了大量的能源损失，输油泵做了大量的无用功,缩短了输油泵机组的维护周期和使用寿命。图1输油泵及驱动电机现场2.3现场存在问题：1）采用输油泵定速运行，阀门调整节流损失大、出口压力高、管损严重、系统效率低，造成能源的浪费。2）当流量降低阀位开度减小时，调整阀前后压差增加工作安全特性变坏,压力损失严重，造成能耗增加。3）长期的30%

10、左右的低阀门开度，加速阀体自身磨损，导致阀门控制特性变差。4）管网压力过高威胁系统设备密封性能，严重时导致阀门泄漏，不能关严等情况发生。5）设备使用寿命短、H常维护量大，维修成本高，造成各种资源的极大浪费。2.4运行特性分析由于输油泵系统为两台同时运行有备用泵，据此，就输油泵系统采用“一工一变”述是“两变”的运行模式进行理论分析、探讨。目前输油泵系统采用阀门控制吋，其给输油泵工作点和调节曲线合成如图2所不。图2工频并联运行管网特性曲线H为管网实际所需的工作压力，HA、HB、HC则为在不同负荷下，输油泵的实际泵口工作压力。系统通过阀门改变了管网阻力特性，从而达到实际

11、所需的流量值。采用一工一变调整时，系统通过变频泵实现阀门的前后压差控制，特性如图3。保证通过阀门的流速不变，系统通过控制阀门的开度改变管径大小实现所需流量的调节。该种运行方式下，两台输油泵的合成曲线实现对管压控制，通过调门改变流量。此种运行方式，能够实现全负荷下的系统响应能力。较单纯的阀门调节，减小了阀门压差损失，而且实现了给水调门的流量线性度控制。图3工变并频运行管网特性曲线采用两台变频泵运行时，系统将阀门全开，管网阻力特性直接与负荷相关联。通过两台变频泵的转速同期调节，能够全程动态闭环控制。这种运行方式较一工一变，完全舍去了阀门的压力损失，具有良好的经济效益。

12、运行特性如