高壓變頻(pín)器在(zài)石油開采行業中
       在(zài)石油開采行業的應用主要是應用于主管道泵、抽油機、分子篩機泵、介質泵、擠壓機、循環泵、注水泵、泥(ní)漿泵、鍋爐給水(shuǐ)泵、電(diàn)潛泵、鹵水(shuǐ)泵、引風機、除垢泵等。
       潛油電泵
       潛油電泵被安裝在地下(xià)1000-3000米深的井裡，泵在電動機的帶動下高速旋(xuán)轉，将油抽(chōu)到地面上來(lái)。傳統的工作方式是電網直接供電，工程上稱其為(wéi)全壓工頻工作。
      (1)對于(yú)複雜斷塊油田來說(shuō)，油水井的對應連通(tōng)性差，部分潛油電泵井出現供液不足，影(yǐng)響到潛油電泵的正常(cháng)生産及井下機組的運轉壽命。當井下油量不富裕時(shí)，容易抽空，甚至死井，一旦(dàn)死井則損失(shī)慘重。尤(yóu)其海上平台在采油時，因為油層(céng)稠度大，流動(dòng)性差，潛油電泵在抽油的過程中不能一下運行到額定轉速，否則會出現油(yóu)層因壓力(lì)變化過快(kuài)而斷開，電泵隻(zhī)能抽到少量距井口近的油，遠離井(jǐng)口的原油因不能夠流動，電泵将斷(duàn)液而導緻油井報廢。并且一旦發生(shēng)抽空時，定(dìng)轉子将出現幹磨，容易産(chǎn)生燒泵的事故。
      (2)工頻全壓啟動時，對(duì)電網産生沖擊、電(diàn)機沖擊電(diàn)流大、沖擊扭矩大，造(zào)成(chéng)電機、電纜的加速老化和(hé)電泵葉片、軸(zhóu)系的損壞。平台電網容量有限，電機工頻對電網的沖(chòng)擊有可能導緻發(fā)電機組(zǔ)停運。在采(cǎi)油過(guò)程中(zhōng)，由于液(yè)面經常變化，需要(yào)經常對電泵進行啟停操作，頻(pín)繁的沖擊(jī)，降低了設備使用(yòng)壽命，增加了維修費用。
    (3)電泵在井(jǐng)下幾千米處，供電電纜上有100多(duō)伏的線路損耗，影響(xiǎng)電(diàn)機的正常供電。
       (4)潛油泵不能根據(jù)生産情況調整輸出(chū)功率(lǜ)，造成巨大的能(néng)源浪費，難以使電泵工作(zuò)在最佳工(gōng)況點上。
潛油電泵的(de)電壓等(děng)級(jí)不是國家電網的标準，大部分潛油(yóu)電泵的供電電壓是1140v和2300v，所以用于潛油電泵的(de)高壓變頻器需要特别定制(zhì)。潛(qián)油電泵的使(shǐ)用環境一般比較(jiào)惡劣，所(suǒ)以要求變頻器比較耐用。經(jīng)過高壓變頻(pín)器的(de)改造實現電機的(de)軟啟動，即低壓、低頻啟動(dòng)，電(diàn)機是慢慢加速起來的，工作頻率不一定是額定(dìng)頻率，而是随意(yì)設置或調整，還可(kě)以(yǐ)根據井底油壓高低自動調整轉速，實現轉速閉環控制。因此，海(hǎi)上采油平台潛油(yóu)電泵配套使用變(biàn)頻調速裝置，既是生産工藝的要求，也是保證機組安(ān)全可靠運行的需要。
       應用于海(hǎi)洋平台的高壓變頻(pín)器由于海洋平台遠離陸地，運輸、吊裝費(fèi)用高昂，因空間狹(xiá)小，安裝也極不方(fāng)便，必須确保變(biàn)頻器一次(cì)投運成功，對可靠性要求極高(gāo)，并要求故障後能迅速恢複運行，對技術有更高的要求。
       遊梁(liáng)式(shì)抽油機
       采用的抽油設(shè)備中(zhōng)，以遊梁式抽油機應用最為普遍，數量也最多。一方面，遊梁式(shì)抽油(yóu)機運動為反複(fú)地(dì)上下提升，一個沖程提升一次，其動力來自于電動機帶動的兩個重(zhòng)量相當大的鋼質滑塊，當滑塊(kuài)提升時，類似于(yú)杠杆的作用，将采油機杆送入井中，滑塊下降時，采油杆提出帶(dài)油至井口，由于電機轉速一定，在滑塊下降過(guò)程中，負(fù)荷減輕，電(diàn)機拖動(dòng)産生的能量(liàng)無法被負載吸引，勢(shì)必會尋找(zhǎo)能量消耗(hào)的渠(qú)道，導緻電(diàn)機進入再生發電狀态，将(jiāng)多(duō)餘的能量反饋到(dào)電網，引起(qǐ)主回路母線電壓(yā)的(de)升高，勢必會對整(zhěng)個電網産生沖擊，導緻電網供電(diàn)質量下降，功率因數降低，面臨被(bèi)供電企業罰款的危(wēi)險;頻繁的高壓沖擊會損壞電機，對電動機沒有可靠(kào)的保護功能，一旦電機損害，造成生(shēng)産效率降低、維護量加(jiā)大，極不(bú)利于(yú)抽油設備的節能降耗，給(gěi)企業造成較大的經濟損失。另一方面，遊(yóu)梁式抽油(yóu)機引入兩個(gè)大質量的鋼質滑(huá)塊，導緻抽油機的起動沖擊大等諸(zhū)多問題。
        目前(qián)，對遊梁式抽油機的變(biàn)頻器改造主要有(yǒu)以下3個方面：
        (1) 以提高電網質量，減(jiǎn)小對電網影響為(wéi)目(mù)标的變頻改造。這主要集中在供電企業對電網質量要求較高的場合(hé)，為了避免電網質量的下降，需引入變頻控制，其主(zhǔ)要目的就是減小抽(chōu)油機工作過程(chéng)對電網的影響(xiǎng)。這種應用(yòng)在勝利油田的臨盤采油廠已經提上應(yīng)用日程。
       (2) 以節能為首要目标的變頻改造。這一點比較普遍，一方面，油田的抽油機為了克服大(dà)的起動轉矩，采用的電動機遠遠大于實(shí)際所需功率，工作時電動機(jī)的利用率一般在20%-30%之(zhī)間，最高不會超過50%，電動機常常處于輕載狀态，造成了電動機(jī)資(zī)源的浪費。另一方面，抽油機(jī)的工作情況是連續變化的，這些都取決(jué)于地底下的狀态，若始終處于(yú)工頻運行，勢(shì)必也會(huì)造成電能(néng)的浪費。為(wéi)了節能，提高電動機(jī)的工作效(xiào)率，需進行變頻改造(zào)。
       (3) 以提(tí)高電網質量和節能為目(mù)的的變頻改造。這種情況綜合了上面兩(liǎng)種改造的優點(diǎn)，是應用中的一個重要發展方向。
注(zhù)水泵
       通過注水井向油層注水，是保證油層壓力，提高油藏采(cǎi)油速度和(hé)采收率而被廣泛采用的一項重要開發措施。在油田注水工(gōng)程中，注水泵(bèng)是滿足油田注(zhù)水，保證地層(céng)壓力的源設備，為了保證較長時期内滿足油田注水需要，在設計上注水泵(bèng)的容量選型一般都較大(dà)，同時在實(shí)際生産中(zhōng)，日注水量又總是一個波動較大的參數。
       當采用變頻調速時(shí)，50Hz滿載時功率因數為接近，工作電流(liú)比電機額定電流值要低許多，這是(shì)由于變頻裝置(zhì)的内濾波電容産生的改善功率(lǜ)因(yīn)數(shù)的作用，可以為電網節約容量。采用變(biàn)頻調速(sù)後，可以避免(miǎn)因通(tōng)過閥門控制使(shǐ)泵過多偏離額(é)定工作區而(ér)引起的振動，這種振動(dòng)嚴重時會引起懸臂泵軸頭斷裂。由于啟動緩慢(màn)及轉速的降低，相應地延長了許多(duō)零部件(jiàn)如密封、軸(zhóu)承的壽命，特别是減輕了起動機械轉矩對電機機(jī)械損傷，有(yǒu)效的延長(zhǎng)了電機的使用壽命，減(jiǎn)少了檢修維(wéi)護開(kāi)支，節約大量維護費用。
       高壓變頻器在石化行業中
       在煉油行業高(gāo)壓變頻器主要應(yīng)用于原油泵、減低渣油泵、循環泵、介質(zhì)泵等泵類和送(sòng)風機等大功率風機。
       幹餾裝置主風(fēng)機
       頁(yè)岩幹餾裝置煉油工藝中，有一(yī)項重要的環節就(jiù)是利用(yòng)離心式風機(即：主風(fēng)機)向幹餾爐(lú)下部的發生段送風，目(mù)的是為幹餾爐(lú)上部下來(lái)的頁岩半(bàn)焦完成氧(yǎng)化-還原反(fǎn)應提供飽和空氣。在實際運行中(zhōng)，要(yào)根據反應裝置中各項(xiàng)工(gōng)藝指标的控制需求，調整主風機送風量(liàng)。風(fēng)量的調(diào)整要通過手動調(diào)節主風機入口蝶閥開度和放散(sàn)口開(kāi)度來實現，多餘(yú)風量通過放散口排出。電機的(de)出力在70%左(zuǒ)右。根據生産工藝的要求，每小(xiǎo)時都要由(yóu)工人手(shǒu)動風量(liàng)一、兩次，大量的空氣被通過放散口排除，因此這種風量調整方式(shì)不合理，工(gōng)人勞動強度大，同時造成無謂的能耗浪(làng)費。工藝的角度上看，每天都要(yào)頻繁(fán)的調整主風機的流量，工人要付出繁重的勞動，而且調(diào)整偏差較大，如(rú)果電(diàn)機通過變頻器調整調速，可以(yǐ)滿足工藝的需要，達到調節準确，節(jiē)省人力的目的。更重要的是，風機運(yùn)行過程中，入口蝶閥(fá)開度越小，損耗(hào)在風(fēng)機(jī)擋闆上(shàng)的能量越多，因此，主風機根據需要調速運行将會有很大的(de)節能空間。
       原油泵
       現場是(shì)通過調節泵出口閥門的開度，即改變管網阻力來調節流(liú)量，同時改變了出(chū)口壓力。根據泵的(de)特性，調節出口閥門的開度，将使(shǐ)效率下降。若采用改(gǎi)變泵電機轉數，閥門全開，管(guǎn)網阻力曲線(xiàn)不變，降低水泵(bèng)的揚程以減小流量，根據(jù)現場需要，允許出口最小壓力為2.1Mpa，允許最小(xiǎo)流量為240t/h，在滿足(zú)此(cǐ)要求的基礎上進(jìn)行調速，使泵效率在高效點運行，即變速調節比節流調(diào)節時，泵(bèng)從電網吸收功率要減少，因此采用(yòng)變速(sù)調(diào)節，能把消耗(hào)在節(jiē)流中的損耗省下來，達到節能的目的。
       石油(yóu)石化行業應用前景
        自從2008年兩會(huì)，将低碳經濟被(bèi)提上議題之後(hòu)，低碳經濟，正以前所(suǒ)未有的高姿态走進人們生活的方方面面。政府提(tí)出，2020年單位國内生産總值二氧化碳排放(fàng)比2005年下降40%至45%。而作為耗能大戶的(de)石油石化行(háng)業，首當其沖被推到了風口浪尖。統計(jì)數(shù)據顯示，在國家發改委公布的(de)千(qiān)家重點(diǎn)耗能企業中，石油和化工企業有340家，占1/3;在環保部公布的廢氣、廢水(shuǐ)污染源國家重點監控企業中，石油(yóu)和化工企業分别占 13.4%和25.8%。
        因此在2010年2月25日召開的國務(wù)院常務(wù)會(huì)議指出，要壓縮和疏導過(guò)剩産能，加快淘汰落後産能，引導産業健康發展，同時啟動石化行業低(dī)碳技術示範工程建設。因此在中國(guó)的低碳經濟發展之路上，石油石化産業應該成為積極實踐(jiàn)者。那麼低碳經濟的倡導，勢必會促使石油行業(yè)加(jiā)強技術的改造，因此也必然會帶動具有節能減耗的高壓變頻器的發展。
       另一方面,國内對石油石化(huà)産品的需求快速增長。專家預計，到(dào)2010年，我國汽煤柴需(xū)求量将(jiāng)為1.85億至1.89 億噸，乙烯需求當量将達到2500萬至2600萬噸。巨大的石油石(shí)化産品需求潛(qián)力，将為我(wǒ)國石(shí)油石化企業進一步拓展(zhǎn)市場(chǎng)、做大總量提供難得的戰略機(jī)遇和良好的市場條件。石油的(de)市場需求旺盛。市場需求勢必拉動石油(yóu)開采(cǎi)設備的增加、石油開采量的加大和煉油設備增加。這些也将進一步擴大石油行業的節能(néng)潛力。