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    抽油機電機的節能標準改造探討

    2018年05月07日08:49 黃啟彪

    在油田生產中使用最為廣泛的采油設備就是抽油機,而其龐大的耗電量超過了總用電量的四成,其工作中承受的周期性波動的負載,通常負載率較低,這也導致整個抽油機系統不超過 30% 的負載率,存在較為嚴重的電能浪費情況。作為電能到機械能轉換的設備,抽油機電機這一電氣設備承擔了系統的原動力,而電機是否節能又直接影響到整個系統的節能狀況。為提升抽油機系統的效率,達到節能效果,就需要對電機的耗能原理進行分析,針對高能耗的問題進行適當改造來獲得更佳的運行方案。

    皖南電機抽油機節能電機

    ▲皖南電機:油田專用節能電機

    1 電機節能及能耗分析分析

    1.1電機能耗機理

    電機分為直流電機、交流電機和控制電機。直流電機的電源為直流電,調速過程平滑,有著良好的啟動性和經濟性,多用于對調速和氣動有一定要求的設備。交流電機的電源為交流電,從電源頻率和轉數上又分為同步電機和異步電機。電機轉速為 n 值,在同步電機中,電源頻率和 n 之間的關系固定,在負載變化的情況下也不會發生改變,可對其功率因數進行調節,在空載狀態下實現無功功率的調節。對于異步電機,n 值始終低于電源產生的旋轉磁場轉速,因定子繞組的相數區別可分為單相異步電機和三相異步電機,單相多屬于小型,而多相則有著不同的容量。

    電機的損耗主要包括了恒定損耗、負載損耗和雜散損耗。恒定損耗不受負載影響,主要是因不同的設計參數而形成的固有損耗,包括轉速、結構、制造工藝和材料等,可分為鐵心損耗和機械損耗。負載損耗也稱為銅耗,是電流在通過轉子繞組和定子是而出現損耗,繞組電阻和負載電流決定了該值的大小,占總損耗的兩成到七成。雜散損耗是約為總損耗的 10%~15%,是鐵心和導線等金屬部件在轉子、定子的高次諧波下出現的損耗。

    1.2高耗低效原因分析

    對油田抽油機的使用現狀進行統計分析,造成電機高耗低效的原因主要包括大量老舊電機的使用、不當的電機匹配、特殊的工藝要求。當前存在電機超期服役的情況,有的甚至超過二三十年,這些電機內部存在嚴重的老化,且制造工藝和材料均已淘汰,技術性能無法達到需求,這就使得電機效率遠低于新型高效節能電機。

    在電機選配方面,存在不合理的情況,主要表現在以下幾個方面 :不合理的形式、不合理的容量、不合理的轉速以及不合理的轉矩。因工藝需求,抽油機的周期變化負載導致了不同階段不同轉矩,這就需要對容量裕度進行合理配置。

    2 抽油機負載特點

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