調(diào)速(低速)技術(shù)分析與低速永磁電機(jī)的應(yīng)用案例.ppt

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0 調(diào)速 低速 技術(shù)的分析與低速永磁電機(jī)的應(yīng)用案例 1 一 目前低效井的現(xiàn)狀二 調(diào)速 低速 技術(shù)的測(cè)試結(jié)果分析三 調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn)分析四 低速永磁電機(jī)在抽油機(jī)上應(yīng)用案例 一 低效井的現(xiàn)狀 泵的充滿系數(shù)小于0 4的井約占總井?dāng)?shù)的33 這些井這種井的沖次 每分鐘1 2次就可滿足生產(chǎn)工藝的需要 因電機(jī)最低速度 8極電機(jī)同步轉(zhuǎn)速750轉(zhuǎn) 分 和皮帶輪的最小包角限制 最小沖次僅僅可以調(diào)到4次 分鐘 沖次數(shù)多 設(shè)備磨損必然加快 故障率也會(huì)增加 修井作業(yè)的頻率增大 成本費(fèi)用增高 3 二 調(diào)速 低速 技術(shù)的測(cè)試結(jié)果分析 2 1電磁調(diào)速電機(jī)的外形圖 4 二 調(diào)速 低速 技術(shù)的測(cè)試結(jié)果分析 2 2 電磁調(diào)速電機(jī)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試 5 二 調(diào)速 低速 技術(shù)的測(cè)試結(jié)果分析 2 3 電磁調(diào)速電機(jī)在油井正常生產(chǎn)狀況下更換前后電耗對(duì)比測(cè)試 6 二 調(diào)速 低速 技術(shù)的測(cè)試結(jié)果分析 2 4 不同沖次下電磁調(diào)速電機(jī)與調(diào)速 低速 技術(shù)的對(duì)比測(cè)試 7 二 調(diào)速 低速 技術(shù)的測(cè)試結(jié)果分析 2 5 油井正常生產(chǎn)情況下不同廠家的變頻器自身耗電測(cè)試 8 二 調(diào)速 低速 技術(shù)的測(cè)試結(jié)果分析 2 6 同類型的變頻器在同一口油井上與電磁調(diào)速電機(jī)電耗對(duì)比測(cè)試 9 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)在抽油機(jī)上使用變頻器磁阻電動(dòng)機(jī)間歇抽油控制器機(jī)械減速輪直線電動(dòng)機(jī)齒輪減速電機(jī)16極與24極永磁電機(jī) 三 調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn)分析 10 3 1電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)電磁調(diào)速電機(jī)由Y系列電動(dòng)機(jī) 控制器和電磁滑差離合器等3部分組成 電磁滑差離合器主要是由電樞和爪形磁極與輸出軸組成 電樞和爪形磁極之間沒(méi)有任何機(jī)械連接 優(yōu)點(diǎn) 調(diào)整旋鈕可連續(xù)調(diào)整抽油機(jī)的沖次 調(diào)整抽油機(jī)的沖次既方便又容易 缺點(diǎn) 體積大 重量大 電磁調(diào)速系統(tǒng)要多耗一部分電能 輸出轉(zhuǎn)速越低自身?yè)p耗越大 整體效率也就越低 三 調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn)分析 11 3 2變頻器輸入為50Hz的三相交流電 輸出0 50Hz的三相交流電 在抽油機(jī)上與異步電動(dòng)機(jī)配套應(yīng)用 調(diào)整變頻器輸出頻率 可以很方便的調(diào)整抽油機(jī)的沖次 且調(diào)整范圍較寬 但由于受技術(shù)復(fù)雜 存有一定的諧波污染 對(duì)環(huán)境條件要求苛刻 井場(chǎng)電工維護(hù)困難等因素的限制 只有小規(guī)模的在抽油機(jī)井場(chǎng)使用 三 調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn)分析 12 3 3間歇抽油控制器抽油機(jī)間歇控制器是依照設(shè)定的起動(dòng)和停止時(shí)間比來(lái)自動(dòng)控制抽油機(jī)電機(jī)的運(yùn)行和停止 實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)間歇性的工作 起動(dòng)和停止時(shí)間比可以根據(jù)油井的滲透情況任意設(shè)定 運(yùn)行時(shí)間越短停止時(shí)間越長(zhǎng)節(jié)電效果也越顯著 由于抽油機(jī)每天有數(shù)次的自動(dòng)啟 停存在很大的安全隱患 所以在井場(chǎng)做過(guò)實(shí)驗(yàn) 應(yīng)用很少 三 調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn)分析 13 3 4機(jī)械減速輪 二級(jí)減速輪 在抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)皮帶輪和齒輪箱皮帶輪之間增加一級(jí)機(jī)械減速輪 電機(jī)拖動(dòng)大輪旋轉(zhuǎn) 與大輪同軸的小輪拖動(dòng)抽油機(jī)旋轉(zhuǎn) 這種減速裝置非常簡(jiǎn)單 只要調(diào)整輪徑的大小 就可以調(diào)抽油機(jī)的沖次到1次 分鐘以下 對(duì)產(chǎn)液量低井 增加減速裝置后 抽油機(jī)整體系統(tǒng)效率提高 節(jié)電效果明顯 缺點(diǎn)是井場(chǎng)安裝麻煩 增加一級(jí)皮帶傳送 增加一部分電能損失 同時(shí)也增加了一倍多的皮帶用量 三 調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn)分析 14 3 5磁阻電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)是7O年代開始研制 8O年代中期發(fā)展起來(lái)的一種新型交流調(diào)速系統(tǒng) 它將新的電機(jī)結(jié)構(gòu) 開關(guān)型磁阻電機(jī)與電子技術(shù) 現(xiàn)代電力電子和微電子 以及控制技術(shù)融為一體 兼有異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)和直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn) 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 控制方法靈活 無(wú)級(jí)調(diào)速 比較容易調(diào)整抽油機(jī)的沖次 缺點(diǎn)是控制線路復(fù)雜 現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)困難 產(chǎn)生的諧波分量較大會(huì)引起電壓波形畸變 且噪聲很大 目前只有小規(guī)模應(yīng)用 三 調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn)分析 15 3 6齒輪減速電機(jī)減速齒輪箱裝在電機(jī)的端蓋上 外形與普通電機(jī)基本一致 根據(jù)配備的電機(jī)轉(zhuǎn)速不同 其輸出轉(zhuǎn)速為180 300轉(zhuǎn) 分 優(yōu)點(diǎn) 電機(jī)額定功率大幅下降4 5個(gè)功率等級(jí) 齒輪傳送效率較高 在低產(chǎn)液量井上使用效率提高特別明顯 且體積小重量輕 價(jià)格低 缺點(diǎn) 有機(jī)械齒輪減速部分 齒輪箱內(nèi)有潤(rùn)滑油 每年有一定的維護(hù)工作量 三 調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn)分析 16 3 7抽油機(jī)用直線電動(dòng)機(jī)電機(jī)部分是把轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成了動(dòng)子的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng) 動(dòng)子的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接拖動(dòng)抽油機(jī)的光桿上下運(yùn)動(dòng) 它減少了抽油機(jī)的皮帶 齒輪傳動(dòng)部分 使抽油機(jī)的整體體積減小 調(diào)整沖次方便 但它需要電力電子器件控制換向 調(diào)速 控制線路復(fù)雜 具有一定程度的諧波污染 由于運(yùn)行速度較慢存有邊緣漏磁效應(yīng)導(dǎo)致電機(jī)的效率偏低 其價(jià)格較高也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題 三 調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn)分析 17 3 824極和16極永磁同步電機(jī)是最新研制的低速電機(jī) 它是在電機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝稀土釹鐵硼永磁材料形成固定磁極 電機(jī)運(yùn)行時(shí)不需要無(wú)功激磁電流 電機(jī)同步轉(zhuǎn)速分別為250轉(zhuǎn) 分和375轉(zhuǎn) 分 它具有一般永磁電機(jī)效率高 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大 功率因數(shù)高 呈容性負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)行 等特點(diǎn) 是降低低產(chǎn)量井沖次的較理想電機(jī) 在野外抽油機(jī)上應(yīng)用可靠性強(qiáng) 維護(hù)費(fèi)用低 但價(jià)格偏高 三 調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn)分析 18 19 20 21 22 四 低速永磁電機(jī)的應(yīng)用案例 4 1 清河采油廠現(xiàn)狀 清河采油廠南 北兩區(qū)現(xiàn)有油井1000余口 其中稠油井298口 所用電機(jī)大多數(shù)為37KW電磁調(diào)速電機(jī) 實(shí)際運(yùn)行功率小 功率因數(shù)低 嚴(yán)重存在 大馬拉小車 的現(xiàn)象 電磁調(diào)速電機(jī)的主要缺點(diǎn)是 1 電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的電樞損耗和它與磁極轉(zhuǎn)速之差成比例地增大 故低速時(shí)電樞發(fā)熱嚴(yán)重 效率相當(dāng)?shù)?只適用于調(diào)速范圍適中的小容量電機(jī) 這是其主要缺點(diǎn) 2 高速區(qū)調(diào)速特性軟 不能全速運(yùn)行 3 電磁調(diào)整系統(tǒng)要多耗一部分電能 多時(shí)高達(dá)2kW 4 體積大 重量大 成本高 23 四 低速永磁電機(jī)的應(yīng)用案例 4 2 清河采油廠電動(dòng)機(jī)改造方案 針對(duì)清河采油廠現(xiàn)狀 我公司采用16極低轉(zhuǎn)速的稀土永磁電機(jī)替代原有高耗能的電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī) 16極低轉(zhuǎn)速的永磁電機(jī)主要特點(diǎn)是 1 效率高 額定效率在94 以上 在低負(fù)載率下效率更加優(yōu)于異步電機(jī) 2 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大 以16極22KW電機(jī)為例 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩高達(dá)1456N m 3 功率因數(shù)高 運(yùn)行電流小 額定功率因數(shù)在0 97以上 且永磁電機(jī)在低負(fù)載運(yùn)行時(shí)仍可保持高的功率因數(shù) 4 既可呈容性又可呈感性負(fù)載運(yùn)行 這一特性最大限度的減少線路損耗 減少線路壓降 提高供電質(zhì)量 5 是新研制的產(chǎn)品 該電機(jī)同步轉(zhuǎn)速375轉(zhuǎn) 分 是降低低產(chǎn)量井沖次的最理想電機(jī) 該電機(jī)與齒輪減速電機(jī)相比具有功率因數(shù)高 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低 24 四 低速永磁電機(jī)的應(yīng)用案例 4 3 清河采油廠永磁電機(jī)改造效益 清河采油廠單井平均日耗電260kw h 改造后日均耗電160kw h 則每口油井年節(jié)電費(fèi)用為 260 160 0 57 360 20520元單臺(tái)永磁電機(jī)平均價(jià)格為3 5萬(wàn)元 則投資回收期為 35000 20520 1 7年有功節(jié)電率38 46 綜合節(jié)電率43 18 25 四 低速永磁電機(jī)的應(yīng)用案例 對(duì)俄羅斯UDM公司原有的三相異步電動(dòng)機(jī)更換為高效三相永磁同步電動(dòng)機(jī) 共計(jì)試驗(yàn)油井10口 1 在不改變油井工況的情況下 共計(jì)試驗(yàn)8口 效果 平均有功節(jié)電率23 79 無(wú)功節(jié)電率121 29 綜合節(jié)電率33 69 2 對(duì)泵效低的油井采用對(duì)采油工況調(diào)整 共計(jì)試驗(yàn)2口 效果 平均有功節(jié)電率52 34 無(wú)功節(jié)電率108 58 綜合節(jié)電率56 60 26 結(jié)論 綜合分析對(duì)比各項(xiàng)調(diào)速 低速 技術(shù)的特點(diǎn) 節(jié)電效果 安全性 可靠性 野外環(huán)境的適應(yīng)性等因素 我們認(rèn)為 目前在低產(chǎn)液量井上應(yīng)用24極 16極低速永磁電機(jī)綜合效果最好 27 不妥之處請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)批評(píng)指正