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实施励磁调速电机节能改造降低电量消耗
内容简介:节能电机:主要包括小功率电机、永磁电机和多速电机三类。高北稠油区块注汽热采生产的特殊性,决定了生产参数调整频繁性,励磁调速电机虽然满足了稠油区块生产,但是高耗能、低效率,制约了油井平均系统效率的提高。
  针对高北油区稠油区块在用励磁调速电机耗能较高的情况,采用变频控制与普通电机组合使用替代高耗能励磁电机,从而达到降低用电量消耗的目的。
  1 高北油区在用电机现状
  高北油区目前油井开井总数51口,其中抽油机井开井46口,螺杆泵油井4口,气井1口。在用电机50台,其中在用励磁调速电机23台,普通电机16台,节能电机11台。高北稠油区块注汽热采生产的特殊性,决定了生产参数调整频繁性,励磁调速电机虽然满足了稠油区块生产,但是高耗能、低效率,制约了油井平均系统效率的提高。
  2 不同类型电机耗能分析
  2.1 各类电机运行特点
  (1)励磁调速电机:该类电机通过调节电磁滑差离合器电压,改变输出轴转矩和转速,可以实现0转速启动,最高到电机的额定转速,调速范围广,平滑启动,无级调速,可以满足多数油井生产需要。最大缺点是滑差效率低,耗能太大。
  (2)普通电机:该类电机采用电磁感应原理,属异步电动机。最低启动转速=长期运行速度,单个冲次,不能调速,最低冲次2次,适用范围小。
  (3)节能电机:主要包括小功率电机、永磁电机和多速电机三类。
  小功率电机:通过高效齿轮减速器,达到增加扭矩和降低转速的目的。该类电机尤其适用于长期2次以内低冲次开采或者间开生产油井,缺点是单个冲次,不能实现调速,最低冲次1次。
  永磁电机:转子上安装稀土永磁体,属同步电机。该类电机可满足大多数2次以上长期高冲次运行油井,效率高,功率因数高,节电效果明显。缺点是单个冲次,不能调速,最低冲次2次。
  多速电机:电机采用多级绕组设计,通过转换开关实现有极调速,可满足大多数冲次2次以上需要不定期调整冲次油井生产需要。缺点是节电效果稍差。
  (4)普通电机+变频器生产:通过变频器,调节电机输出转速,可以0转速启动,最高到电机的额定转速,调速范围广,平滑启动,无级调速,可满足多数油井生产需要。同励磁调速电机相比,节电效果明显。
  2.2 各类电机耗能对比分析
  (1)励磁调速电机:高北稠油区块在用励磁调速电机23台,单井平均月耗电量8300kwh,(部分井生产情况见下表1)。
  (2)普通电机:在用普通电机16台,单井平均月耗电量6600kwh,(部分井生产情况见下表2)。
  (3)节能电机:新型节能电机在用11台,其中:小功率电机3台(高424-4、高43-P1、高421),平均月用电量3100KWH;永磁电机1台(高424-P2),月用电量4000KWH;多功率电机3台,平均月用电量4100KWH;三速电机3台,平均月用电量5460KWH。
  通过以上统计情况可以看出,目前在用电机中小功率电机、永磁电机和普通电机+变频柜三种形式较节能。
  3 节能改造方案及实施情况
  根据以上统计分析情况,结合高北油区生产的实际情况,本着“优化方案,减少投资”的原则,对高北油区23台励磁调速电机中7台380V励磁调速电机采用普通电机配套变频控制柜方式更新改造;1140V励磁调速电机中对液量高、含水高、原油粘度较高的11口井电机采用双速电机配套塔形皮带轮方式更新改造,对5台低液量、低含水,粘度较高的井的电机采取普通电机配套变频控制柜方式更新改造。目前,节能改造工作已经完成,经过一段时间运行来看,能够满足该油区正常生产。
  4 实施效果分析
  4.1 投资
  完成此次节能改造共需资金151.5万元。其中7台380V普通电机(1万元/单台)和7台380V变频控制柜(5.6万元/单台),共需投入资金46.2万元;11台1140V双速电机(2.2万元/单台)11个塔形皮带轮(0.1万元/单台),共需投入资金25.3万元;5台1140V普通电机(1万元/单台)和5台1140V变频控制柜(15万元/单台),共需投入资金80万元。
  4.2 效益
  23台励磁调速电机更新改造后,单台日节电109千瓦时,年节电91.5万千瓦时,电价按照0.75元/千瓦时测算,年节电费68.6万元,2.2年即可收回投资。
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