
1、问题的提出 潜油电泵作为一种产液量高、排量效率高、检泵周期长、方便管理的机械采油方式,在油田得到广泛地应用。但电泵设计配置与生产动态变化间存在不协调环节,一是电泵机组设计扬程单一,出厂设计扬程均为1000m;二是目前电泵井井下配套电动机为异步潜油电动机,功率因数小于0.8,导致无功功率大,能耗损失高;三是随着潜油电泵井供排关系的变化,电泵井的排量与油井供液能力不相匹配,经常出现欠载或过载停机等现象,致使机组损坏。为了解决上述问题,现场优化潜油电泵井参数,应用减级泵、自动补偿控制技术、永磁同步电动机技术、电泵变频调速技术,以及推广应用成熟管理技术,强化电泵井的日常管理,改善工作状况,提高经济运行能力,实现电泵井节能降耗的目的。
2、自动补偿控制柜技术 潜油电泵井自动补偿控制柜技术是针对目前电泵井电网系统功率因数偏低,消耗无用功过高而研制的。其原理是利用电容与潜油电动机对电压超前和滞后的特性,在变压器输出侧安装补偿器,补偿6kV侧电压与电流过大的相位角,即功率因数,降低电网消耗的无用功,达到节能的目的。 机采井工作时的电能能耗主要是电动机做功实际消耗的电能和电流通过导线传输时的线路损耗(P=3I2R),简称线损。
线损又由有功电流和无功电流组成。
电动机消耗的电能不能减少,否则会影响其正常运转。而线路损耗中的无功电流却可以通过一定的方法,使其降低到最低程度,使传输回路上只剩下有功电流的线路损耗。 控制柜的自动补偿控制器是采用TI公司的混合信号处理器(MSP)技术,具有集成度高、测量精度高、处理速度快、功耗低等特点,可保证系统的可靠性和抗干扰能力。
它采用数字信号处理算法和模型识别与预估分析算法,确保采用最优化的电容投切方案,自动识别故障(过压、元件损坏等)并报警。并且采用监控三相电压和三相电流,保证测量和控制的准确性和可靠性,能够真正实现长时间连续稳定运行。 自动补偿控制柜主要是提高机采井的功率因数,最大限度地将无功电流降低到最低程度,使无功线损降低到接近为3永磁同步电动机技术永磁同步电动机与异步电动机相比,减少了定子电流和定子电阻损耗,使其效率比同规格的电动机提高2%8%.永磁同步电动机具有功率因数高、体积小、重量轻等特点,有利于改善电网供电状况,是一种技术较成熟、工艺较稳定的节能产品。
永磁同步电动机的功率因数达到0.95,比异步电动机的功率因数(0.80)高0.15,其效率为85%,比异步电动机的效率(80%)高5%,且转速恒定。电动机的输入功率降低,可降低电动机无功功率,取得良好的节电效果。该电动机具备自启动能力,适用于90C以下井温的环境要求。
3、变频调速 电泵机组合理的排量效率应为80%120%.三次采油技术的应用,电泵井产液量有较大的阶段性变化,导致电泵机组某一段时间内在极不合理状态下运行,严重影响机组寿命。
同时,仅依靠油嘴调整产液,满足不了油井产液量变化的需要,更换电泵机组投入费用又比较高。因此,为了延长潜油电泵井的检泵周期,保证正常生产,可采用变频调速技术。
潜油电泵变频调速技术是运用变频控制屏和普通的潜油电泵机组配套调速的工艺技术,通过变频控制屏内的变频系统和微机控制系统,进行自动跟踪改变电源频率,从而改变电动机的转速,调节多级离心泵的排量,使潜油电泵的特性和油井生产能力相匹配、电泵机组在最佳工作区内工作,达到减少机械及电气故障、延长电泵井寿命、增产及节能的目的。变频器频率调节范围通常为3060Hz,能使电泵额定排量范围扩展到30%120%,扩大了潜油电泵的合理排量范围。 电泵变频调速技术主要有高压变频驱动系统与中压变频驱动系统。
高压变频驱动系统的变频器采用高-低-高结构,即以低压变频器,配以升、降压变压器和输入、输出滤波器直接集成高压变频系统。高压变频系统采用的滤波器和变压器都是针对具体应用专门设计的,可有效地解决高次谐波长线传输的问题。加配降压及升压变压器,一次性生产投入成本有所下降。
在中压范围(三相交流1300V,内实现频率的可调,中压变频器通过改变频率,部分电泵井不仅提高液量和油量,而且保证电泵井在合理的范围内运行。 电泵变频调速技术具有软启动功能、稳压保护功能、软失速功能和控制功能。
变频器随着频率的逐级递增,缓慢、平稳地启动电动机;变频器可自动控制输向电动机的端电压,如发生过电压,变频器可自动稳压处理,发生欠电压,变频器可自动降频处理;变频器可控制机组转矩不超过额定水平,并且可在变频器上进行反转电动机操作,确保机组正常运转。 控制功能包括手动控制、转矩电流控制和间歇控制。手动控制是指在地面上可手动控制变频器输出频率范围,转矩电流控制是指可以控制电泵井液面;间歇控制是指对液面较深、供液能力差的井,利用高、低频供电自动循环方式给电动机供电。
4、变软启停装置 潜油电泵机组随着运转时间的增加,机组绝缘随之下降。
低绝缘状态下电泵机组的启停操作是造成机组损坏的关键环节。电泵井在生产过程中,由于欠过载停机、停电、线路检修、测试及其它地面故障等原因不可避免地需要停机和启机操作。
电泵机组在全压启动时,启动电流为额定电流的48倍,冲击电流会造成电动机局部温升过大,加之电泵机组结构的特殊性、工作环境和散热条件的限制,高电流的启动,严重影响电泵机组在井下的运行寿命。
同时产生较大的瞬时冲击转矩,容易对井下机组造成破坏。电泵机组在全压下停机时,电动机线圈内部将产生34倍的操作过电压,对电泵机组的绝缘也会造成严重的破坏。电泵井软启停装置是通过单片机控制系统,对可控硅导通角进行智能控制,来实现机组启停过程中对电压的控制。
空调泵扬程估算方法探究
空调泵扬程是怎么估算出的?
水泵为您介绍空调泵扬程估算方法。
这里所谈的是闭式空调凉水系统的空调泵扬程估算,因为这种系统是最常用的系统。
1.凉水机组阻力:由机组制造厂提供,一般为60~100kPa。 2.管路阻力:包括磨擦阻力、局部阻力,其中单位长度的磨擦阻力即比摩组取决于技术经济比较。
若取值大则管径小,初投资省,但水泵运行能耗大;若取值小则反之。
目前设计中凉水管路的比摩组宜限制在150~200Pa/m范围内,管径较大时,取值可小些。 3.空调未端装置阻力:末端装置的类型有风机盘管机组,组合式空调器等。
它们的阻力是依据设计提出的空气进、出空调盘管的参数、冷量、水温差等由制造厂经过盘管配置计算后提供的,许多额定工况值在产品样本上能查到。此项阻力一般在20~50kPa范围内。
4.调节阀的阻力:空调商品房间总是要求限制室温的,通过在空调末端装置的水路上设置电动二通调节阀是实现室温限制的一种手段。
二通阀的规格由阀门全开时的流通能力与允许压力降来选择的。如果此允许压力降取值大,则阀门的限制性能好;若取值小,则限制性能差。
阀门全开时的压力降占该支路总压力降的百分数被称为阀权度。水系统设计时要求阀权度S>0.3,于是,二通调节阀的允许压力降一般不小于40kPa。
依据水泵以上所述,可以粗略估量出一幢约100m高的高层建筑空调水系统的压力损失,也即循环水泵所需的扬程: 1.凉水机组阻力:取80kPa(8m水柱); 2.管路阻力:取冷冻机商品屋内的除污器、集水器、分水器及管路等的阻力为50kPa;取输配侧管路长度300m与比摩阻200Pa/m,则磨擦阻力为300*200=60000Pa=60kPa;如考虑输配侧的局部阻力为磨擦阻力的50%,则局部阻力为60kPa*0.5=30kPa;系统管路的总阻力为50kPa+60kPa+30kPa=140kPa(14m水柱); 3.空调末端装置阻力:组合式空调器的阻力一般比风机盘管阻力大,故取前者的阻力为45kPa(4.5水柱); 4.二通调节阀的阻力:取40kPa(0.4水柱)。
5.于是,水系统的各部分阻力之和为:80kPa+140kPa+45kPa+40kPa=305kPa(30.5m水柱) 6.水泵扬程:取10%的安全系数,则扬程H=30.5m*1.1=33.55m。依据上面的空调泵扬程估算公式,基本可以掌握同等规模建筑的空调系统压力损失范围。尤其是注意,避免因错误估计,导致空调泵扬程选的过大,造成浪费。
气动隔膜泵操作运行时要注意的十四点
使用气动隔膜泵操作运行时要注意以下几点:
1、保证流体中所含的最大颗粒不超过气动隔膜泵的最大安全通过颗粒直径标准。
2、进气压力不要超过泵的最高允许使用压力,高于额定压力的压缩空气可能导致人身伤害和财产的损失及损坏泵的性能。
3、保证气动隔膜泵泵压的管道系统能承受所达到得最高输出压力,保证驱动气路系统的清洁和正常工作条件。
4、静电火花可能引起爆炸导致人身伤亡事故和财产的损失,根据需要使用足够大截面积的导线,把泵上的接地螺钉妥善可靠接地。
5、接地要求符合当地法规法律要求及现场的一些特殊要求的规定。
6、紧固好泵及各连接管接头,防止因振动撞击擦产生静电火花,使用抗静电软管。
7、要周期性的检查和测试接地系统的可靠性,要求接地电阻小于100欧姆。
8、保持良好的排气和通风、远离易燃易爆和热源。
9、气动隔膜泵的排气中可能含有固体物,不要将排气口对着工作区或者人,以免造成人身伤害。
10、当隔膜失效时,输送的物料会从排气消声器中喷出。 11、当输送易燃和有毒的流体时,请将排口接到远离工作区的安全地方。 12、流体的高压可能会导致严重的人身伤亡和财产损失,请不要在泵加压时,对气动隔膜泵及料管系统进行任何的维修工作,如要做维修时,先切断泵的进气,打开旁通的卸压机构使管路系统卸压,慢慢松开连接的各管道接头。
13、保证所有接触输送体的部件不会被输送的流体腐蚀损坏。 14、保证所有的操作人员熟悉操作使用和掌握气动隔膜泵的安全使用注意事项,必要的话,配给必需的防护用品。