一、產(chǎn)值耗能高,抽油機(jī)節(jié)能潛力大
中國是世界上產(chǎn)值能耗最高的國家之一,在眾多技術(shù)改進(jìn)中,變頻調(diào)速技術(shù)的改進(jìn),也能為產(chǎn)品節(jié)能減耗和質(zhì)量提升,貢獻(xiàn)力量。
而油田作為一個(gè)特殊行業(yè),有其獨(dú)特的背景。以抽油機(jī)為例,目前,抽油機(jī)是應(yīng)用最普遍的石油開采機(jī)械之一,也是油田耗電大戶,其用電量約占油田總用電量的40%左右。
油田抽油機(jī)負(fù)載是獨(dú)具特點(diǎn)的時(shí)變負(fù)載:有動(dòng)、靜負(fù)載特性之分。啟動(dòng)初始狀態(tài)要求拖動(dòng)電機(jī)的啟動(dòng)力矩是抽油機(jī)實(shí)際負(fù)載的3-4倍,甚至更大,啟動(dòng)力矩是抽油機(jī)選配電機(jī)的第一要素。當(dāng)啟動(dòng)力矩適用,則負(fù)載功率必然匹配不佳,運(yùn)行負(fù)載功率都遠(yuǎn)小于電機(jī)的額定功率,即所謂“大馬拉小車”現(xiàn)象。過剩的抽油能力令抽油機(jī)的無功抽取時(shí)間增加,造成油井開采的電費(fèi)成本居高不下,能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重。
由此可見,抽油機(jī)的節(jié)能潛力非常可觀,抽油機(jī)變頻改造可大幅度減少油田總用電量。抽油機(jī)的變頻節(jié)能改造,也成為當(dāng)前“碳中和”大背景下,油田設(shè)備設(shè)施優(yōu)化升級(jí)、節(jié)能改造的主要舉措之一。
二、英威騰GD300-29能量回饋?zhàn)冾l器方案
目前,使用較多的游梁式抽油機(jī),都采用了加平衡配重的工作方式,其整機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)像一架天平:一端是抽油載荷,另一端是平衡配重載荷。
對(duì)于支架來說,如果抽油載荷和平衡載荷形成的扭矩相等或變化一致,那么用很小的動(dòng)力就可以使抽油機(jī)連續(xù)不間斷地工作。抽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中,有兩個(gè)電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和兩個(gè)發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)。
1、抽油機(jī)變頻控制柜系統(tǒng)框圖
2、GD300-29變頻器接線圖
當(dāng)抽油機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)時(shí),傳統(tǒng)方式下,再生能量通過制動(dòng)電阻以熱能形式消耗掉。英威騰推出GD300-29能量回饋方案,整流器采用PWM控制方式,具有四象限運(yùn)行功能。
方案既能滿足位勢(shì)負(fù)載的調(diào)速要求,又可將電機(jī)的再生能量轉(zhuǎn)化為電能送回電網(wǎng),達(dá)到最大限度的節(jié)能目的。同時(shí),電流諧波控制在5%以內(nèi),減小對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。
三、英威騰方案優(yōu)勢(shì)
該方案除具有抽油機(jī)變頻改造的傳統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)外,作為變頻器+能量回饋單元方案的升級(jí)版,GD300-29能量回饋?zhàn)冾l器方案,還有獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。
“兼具多重優(yōu)點(diǎn) 最大限度節(jié)能”
①大大提高了功率因數(shù)(可由原來的0.25~0.5提高到0.9以上),大大減小了供電電流,從而減輕了電網(wǎng)及變壓器的負(fù)擔(dān),降低了線損。
②可根據(jù)油井的實(shí)際供液能力,動(dòng)態(tài)調(diào)整抽取速度,一方面達(dá)到節(jié)能目的,同時(shí)還可以增加原油產(chǎn)量。
③實(shí)現(xiàn)了“軟啟動(dòng)”,對(duì)電動(dòng)機(jī)、變速箱、抽油機(jī)都避免了過大的機(jī)械沖擊,延長設(shè)備的使用壽命,提高生產(chǎn)效率。
④GD300-29變頻器整流部分采用IGBT,PWM整流模式,是真正意義的四象限變頻器,再生能量轉(zhuǎn)化為電能送回電網(wǎng),回饋效率高,平均節(jié)電率30%以上。
⑤整流、逆變一體化設(shè)計(jì),集成度更高,大大節(jié)約成柜空間。
⑥電流諧波控制在5%以內(nèi),減小對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。還可選配濾波電容板,更能適用于弱電網(wǎng)環(huán)境。
四、發(fā)展愿景
近年來,包括大慶油田、華北油田、長慶油田、玉門油田、延長油田等均選擇英威騰GD300-29能量回饋?zhàn)冾l器。
目前,在油田抽油機(jī)改造項(xiàng)目中GD300-29已累計(jì)使用1000臺(tái)以上,功率段覆蓋7.5kw-75kw機(jī)型,平均節(jié)電率30%以上。
在石油行業(yè),英威騰除了在通用型應(yīng)用,如抽油機(jī)、潛油電泵、注水泵、輸油泵等傳統(tǒng)應(yīng)用中持續(xù)發(fā)力外,在油田鉆井鉆機(jī)等高端應(yīng)用,如泥漿泵、絞車、轉(zhuǎn)盤、頂驅(qū)等負(fù)載類型上,英威騰GD800多傳動(dòng)方案、GD3000中壓三電平方案,在市場(chǎng)上均有典型應(yīng)用業(yè)績(jī)。 未來,英威騰將在石油行業(yè)持續(xù)深耕,為祖國石油事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。
關(guān)于英威騰:
英威騰(深圳市英威騰電氣股份有限公司),自2002年成立以來,專注于工業(yè)自動(dòng)化和能源電力兩大領(lǐng)域,以"竭盡全力提供物超所值的產(chǎn)品和服務(wù),讓客戶更有競(jìng)爭(zhēng)力"為使命,向用戶提供最有價(jià)值的產(chǎn)品和解決方案。公司于2010年在深交所A股上市(證券代碼:002334),目前擁有15家控股子公司,員工超過3000人,在全球設(shè)有40多家分支機(jī)構(gòu)及200多家渠道合作伙伴,營銷網(wǎng)絡(luò)遍布全球80多個(gè)國家和地區(qū)。