为此,开展了定速泵的调速节能理论和实践研究,相继在输油泵上使用了双速电动机液力调速离合器变频电动机等,在大功率往水泵上也进了变频调速试验。这些尝试为油田注水集输系统的节能降耗工作起到了枳极推动作用。前。在汕田注水栗输油泵上可用的调速方法有几种,每种方法都,其适用条汴。笔者针对+同的调速方法进节能分析。探讨改叫调速泵后必须解决的问,调速方法与节能研究离心泵的调速方法有两种是将离心泵直接与调速电动机连接,当改变电动机转速时,离心泵增加调速设备。当不改变屯动机的转速通过调速设备来改变离心泵的转速。调速电动机有两大类类是有附加转差损耗的调速系统,如转子串电阻调速定子调压调速电磁调速等另。类是七阳加转差损耗的调速系统。如串极调速变频调,变极调速等。有阴加转差损耗的调速系统。
能量损失,故效率较低。调速设备主要有液力调速离合器和调速型液力耦合器两种。
由式1可看出,改变电动机绕组的磁极对数就可改变异步屯动机的转速;7.大中型异步电动机采变极调速时,般均为双速电动机。山于双速屯动机具吖1腱抒制简甲。初投资低维护方妞等优点,目前己在油田集输系统的输油泵上得到应用。
油田输油用离心泵般为两台或两台以上并联运行,下面以两台同型号并联运行的离心泵为中国石油天然气集团公司九科技攻关项目97科字6号。
邹龙庆。教授。生于1962年。1982年毕业于大庆石油学院机械系,1985年于该院获硕士学位现从事石油钻采机械的科研与教学工作。本刊特约通讯员。地址151400黑龙江省安达市。电话0459例。分析改用双速电动机调节,的节能状况选型设计时,般取额定载荷下两台泵并联运行时每台泵的工作点作为设计工况点,即在这种情况下,都运行在*高效率点附近。1为离心泵定速并联调节和双速电动机调节的特性曲线。
aji离心泵定速并联调节和双速电动机调节的特性曲线速挡时单台和两台离心泵的流量扬程特性曲线。
心为管路阻力特性曲线,山分别为两台和单说的运行况点。1输油量山减小到12时,全速泵只有通过关小泵出口阀减小流量,这时单台泵和两台泵并联时的运行工况点分别为单泵运行效率为知低于额定工况点效率1.两台泵并联运行时的电动机组输入功率为定子供电频率则可以平滑地改变电动机的同步转速,因此可用变频器来实现交流电动机的变速。变频器可分为交流直流交流变频器和交流交流变频器两大类。交流交流变频器的输出频率般*高只能达到电源频率的13125所以它只适用于低速大功率的传动,在泵的调速节能中很少使用。交流直流交流变频器又分为电流型和电压型两种,由于电流型变频器采用大电感的电抗器进行滤波,直流回路的电流波形比较平直,输出呈高阻抗,更适用于离心泵的调速节能工况。70年代后期,在电压型变频器的基础上发展出种脉冲宽度调制,贾肘型变频器,若将其与电流型逆变器1结合在起可优势互补,适用范公司生产的中高压变频器。
通过分析,离心泵变频调速的节能计算公式为,2离心栗的额定扬程,调速调节的栗的效率,略小于栗的额定效率1;V节流调节,泵的效率。由相似丁况求出忒中K系数若两台电动机改为双速电动机,则2幻曲线分别为两台,速电动机低速挡,单台和两台泵的流量扬程特性曲线,分别为其工况点,电动机组输入功率为用双速电动机调节流量时所节约的功率为少消耗的功率包括两方面,是节省了阀节流损失的功率。是提了泵的运行玫率。
变极电动机采用+同的绕组接线疗式。可以构成不同转矩转速特性的电动机。为了使双速电动机在高低速挡运行时都具有较高的效率,在驱动离心栗时应选用转矩按转速平方降低特性的电动机。
由式1还可以看出,若均匀地改变电动机液力调速离合器1是利用液体的粘性和油膜剪切作用原理来传递动力的,通过改变主从动摩擦片之的间隙即汕膜厚度来改变从动轴的转速,把液力调,离合器女装在电动机与离心泵之间。就可达到调节离心泵流量的的,采用液力调速离合器调速后,节能公式为2广运行经济性2为调速栗转速变化范围。
由2可,当调速泵的转速从1变化到2〃栗的性能曲线相应由⑷变化到石油机械2.母管制系统多泵并联运行调速。调速泵与定速泵之间的配合母管制系统如注水站安装调速泵后,调速泵与定速泵会并联运行,将用改变调速栗转速的方法调节流量。但在调速泵改变转速过程中,定速泵与调速泵的运行况点都将发生变化,4妃两台泵片联运行以阁中为相似抛物,如果转速变化幅职;大,则可认为5上的效率均相等在矜路肌力特性曲线比较平坦时,中的心情况,改转速系统中原来安装两台同型号的定速栗,转速为忡能曲线为为荇路肌力特性曲线,两台泵的合成运行工况点为,各泵在并联运行时的实,工况点为,流量为付应当调速泵的转速为1时。儿性能线为。定速栗调速泵的介成运厅工况点为凡对应的定速栗与调速栗的实际运行工况点分别为1和厂,流试分别为办和,效率分,为也和化同样当调速灰的转违为时定速栗与调速泵的实际运行工况点分别为2和7,流量分别为⑨和效率分别为和砧然,在调速过程中调速泵的流量减小,而定速栗的流量增大,即,2,办2,对应的记速泵的运亍效率降低即定违泵流量的2调速泵转运变化范闺时。汆的记厅工况点。心山分别与相似工况点523距离较远,即运行工况点偏离*效率点较远,转违越低偏离越远,运汀经济性就越差,因此转违+能降得太低。钽是如果管路阻力特性曲线陡。
别接近于相似工况点5253和54,即运行效率接近于*高效字运行经济性比较好因此。调速泵限制。对油田注水泵和输油泵来说,由于管路阻力特性曲线较平坦,因而其调速范围不可能太大。
调速范围受系统所需扬程的限制随行转速的降低调速栗扬程也降低,油田注水泵和输油栗系统对栗的扬程都有定要求,特别是对注水栗的*低运行扬程要求更为严格。因此,调速范受到系统所,扬程的限制。
离心泵的稳定运行,论和实验研允明,当泵的流量减小到额定流量的半左右时,叶轮进处的液体就会产强烈的旋转如再继续减小流量,则在叶轮进口处产生次回流,3,这种强烈旋较的次流在流彡1喝,新流回叶轮内部,在叶轮进口处形成旋涡和湍流,引起泵体和管路振动。在某些情况下甚至会在泵吸入侧引起强烈的液柱湍振同样,在流量减小时。叶轮出口处也会出现次回流,形成叶轮出部分限制,必须通过实验来确定泵可以稳定运行的*低转速增人,不仅降低效率。影响运行的经济性。而还会引起电动机过载和泵内产生汽蚀。因此,在母管制系统中部分定速泵改为调速泵时,必须考虑其余定速泵作,联运行,1况点的变化,2调速泵的配置对于两及两台以并联运行的母管制系统,调速时为了防止出现调速栗的流量过小和定速泵的流量过大,应将性能较高的定速栗改为调速泵,与性能较低的定速栗并联运行。如某油田注水站安装有3台注水泵,分别为IK300160XllDF25016irflllF15016C,应把顶300160父栗改为调速粟。对油田注水集输系统用离心泵而为了保1系统的,低卡力满足注水集输要求。调速泵定违泵并联运行时,在定速栗出口处安装流量调节阀是必要的。
付多台泵并联运行的母管制系统。应根据系统对流量变化幅度大小的要求安装适当数量的调速栗,以确保在满足系统压力的前提下各泵的流量值合理。
3调速泵对其它站的影响汕田注水系统大多数由数个注水站和大型的连通管网构成要提高整个注水系统的运行效率,降低注水单耗,采取的主要措施是把部分定速泵改为调速栗。那么在哪些注水站安装调速泵,安装几台调速泵,才能对整个注水系统都能起到流量调节作用,这些问只有通过对注水系统计算机优化和仿真才能合理解决。
结论双违电动机用于输汕泵的调速时。应选用转矩按转违平方降低特性的电动机调速泵的运行经济性受管路阻力特性曲线在母管制系统中把部分定速泵改为调速泵时,应将性能较高的定违泵改为调速泵。同,还须考虑其余定速栗在并联运行时工况点的变化问。
1吴民强泵与风机节能技术北京水利电力出版社,2常玉连,邹龙庆,贾光政。调速技术应用于油田注水泵装备总公司编97石油装备学术交流年会论文集。北京石油工业出版社,1997本文编辑赵连禄下期部分目次预告3,500型钻井泵滑块滑套摩擦副面强化及改进玻璃钢抽油杆微波检测信号源*佳频率实验牙轮钻头超顶的远动分析含轴向裂纹等径焊制通的塑性极限载荷33倪1300钻井泵泵头的合理修复工艺等社刮砂柱敦防砂泵的研宄与应用核桃壳过滤器设汁参数试验研宄选用螺旋,管经验算式㈧的探讨游梁式抽油机井以效功韦计算法探讨管道内移动式除垢机具的发展与应用前景自簦延高似合成技水在石汕1业中的应展望柱塞泵吸排水结构的改进多功能采油井口装备的研制氧氯化反应器冷邡管束制造技术用于高温高压井的可取式封隔器设计问黄志强李琴王霞等间文蔌Mi姜养民等轩福贞刘长军惠乾等张玉英张家元张虎让姜东罗文莉罗燕等张瑞成薛家慧谷玉洪等,崔海亭袁修干,许福东原武明沈磊姚仲鹏黄秀华孟春晖邢建东。耿红军,丛晶日,于宗堂辜志宏