变频空压机在海洋平台上的应用研究.pdf

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1、第9期-59-变频空压机在海洋平台上的应用研究刘爱侠，王长亮，田惠萍，刘亚娟（海洋石油工程股份有限公司，天津300451）[摘要]为实现海上油气平台生产设施的节能减排和减振降噪，在南海文昌气田群的一座中心平台上首次采用变频空压机作为公用空气和仪表气源的供应设备。与传统的工频空压机相比，变频空压机初期投资费用相对较高，辅助系统设计和配置要求更严格，但具有节能、低噪、稳定和高效等优势，是海洋平台未来空压机系统应用的发展方向。[关键词]空压机；变频系统；节能；应用目前国际石油价格持续低迷，在此形势下实海上油气

2、处理平台上空气压缩系统主要包括施海上油气田工程开发，依照中海油“深化质量进口滤器、空气压缩机、冷却器、油水分离器、效益年、降本增效渡难关”的要求，需通过设计干燥滤器、高效滤器、吸附干燥器、现场控制方案优化、三新三化、降本增效等措施。空气压盘、露点分析仪、储气罐等。典型的空气压缩系缩机为工艺生产和公用系统提供压缩空气和仪表统流程图见图1。气，传统的工频空气压缩机长期处于负荷波动较传统的空压机由工频电动机驱动，电源频率大的运转工况，能源消耗较大，频繁启停机带来恒定为50Hz，转速、功率和输气量恒定。变频空了

3、噪声污染和机械振动。为解决这一问题，在文压机为变频电动机驱动，需配置变频器和变频控昌气田群海洋平台上首次研究采用变频空压机系制系统。转速、功率和输气量可通过控制输入电统。源的频率进行自动调节，并可保持压力、流量、温度等参数的稳定。1空气压缩系统的组成图1海上平台空压机系统原理图作者简介：刘爱侠（1981—），女，山东济宁人，工学学士，工程师。现在海洋石油工程股份有限公司从事海上油气田工程设计工作。石油和化工设备-60-技术交流2017年第20卷2变频空压机工作特性2.1工作原理常用的螺杆式空压机，基本上

4、为恒转矩负载，供气量和功率消耗与转速成正比。变频空压机通过压力变送器实时感测系统管网或储气罐中的气压，经由变频调速器控制在不改变电动机转矩的前提下改变电动机转速，实现输气量的调节，以响应系统下游压力和耗气量的变化，并最终稳定在设定值压力。当系统耗气量增加时，压力逐步降低，变频空图2变频空压机恒压供气控制示意图压机自动提高转速。反之，则自动降低转速，减少压缩空气输出量。流不超过额定电流的1.2倍，避免了大电流启动对平台电网和机械系统的冲击。变频调速技术实现了平台上压缩空气和仪表气的恒压供气控制，简要控制流

5、程如图2。可以通流量可调节。工频空压机只能工作在额定排过增加工频与变频切换功能，保留原有的控制和气量，变频空压机具有较宽的排气量调节范围。保护系统。电动机从静止到旋转工作由变频器来用气量低的时候还可以自动休眠。优化的控制可启动，实现了空压机软启动。进一步提高节能效果。2.2工作特性电源适应性更好。变频器采用的过调制技术，在交流电源电压稍低时仍可输出足够的力矩变频空压机的设定压力可以是满足生产要求驱动电动机工作。电压稍高时，也不导致输出电的最低压力，可根据管网压力上下波动的趋势，压偏高。对于自发电的平台，

6、变频驱动更能显示调节空压机转速，消除了卸载运行。其优势。空压机设计能力或选型一般偏大，长时间满运行可靠。变频器系统配置有过载、失压、负荷运转的概率较低。采用变频调速，可提高运欠压、过流、缺相等保护功能，运行稳定可靠、行工作效率。故障率降低。可根据负载变化进行连续调节，维持压力、减振降噪。变频控制的大多数工况都是低于流量等参数的稳定，提高压缩机的工作性能。额定转速下运行的，机械振动和噪音明显下降。2.3优势分析延长压缩机使用寿命。变频器从0Hz开始起动节约能源。变频控制的空压机根据需求气压缩机，起动加速时

7、间可调整，从而减少起动时量和设定压力在经济状态下运行，与传统空压机对电气元件和机械部件造成的冲击，增强系统的相比能源节约效果明显，耗电量每年可节省约可靠性，延长压缩机的使用寿命。变频控制能够30%～40%。减少电流波动对平台电网和发电设备的冲击，延系统气压稳定。由于变频器无级调速的特长其使用和维护寿命。点，启动平缓，对用气量波动较大的场合，也能3在海洋平台上的应用快速响应。与工频运行的上下限开关控制相比，气压稳定性明显提高。3.1满足节能评估的要求启动冲击降低。工频启动一般在额定电流的海上油气田开发项目

8、在可行性研究阶段要6倍以上，变频器涵盖了软启动器的功能，启动电进行节能评估，并形成节能评估报告。对拟建项第9期刘爱侠等变频空压机在海洋平台上的应用研究-61-目的能源消耗应从源头控制，保证项目建成后在空压机至变频器间的电缆连接数量较多。节能和综合利用方面符合国家相关法律、法规和综合以上对比分析，变频器内置安装的变频标准的要求。节能评估报告为项目指导文件，对空压机更适合应用在海洋平台上。设备节能具有明确要求且必须满足。如选用高效3.4辅助系统