变频器在石油开采工业中的应用分析

石化工业是国民经济发展的基础工业和能源消耗大户。主要生产工艺全部由各种泵和空压机完成。目前，这些油泵、水泵、空压机大多是在电动机驱动下的恒速状态下工作。如果能将大多数非调速电机改为调速运行，使其功耗随着负载的变化而变化，可以节约大量的能源，从而产生显著的节能效果。据不完全统计，在大中型石化企业中，鼠笼式异步电动机的容量占总容量的80%，这为交流变频调速系统在石化行业的应用提供了广阔的空间。

石化行业炼油生产中使用的风机、泵、压缩机用电量占总用电量的90%，其中2/3为变负荷工况，采用变频调速平均节电52%。据调查，炼油厂风机和水泵的电力成本已占到炼油成本的10%。此外，在全国石化工业的高压聚乙烯、各种气体和液体的物流和运输中，有1万多台高压和高压风扇、泵和压缩机。电压以6KV为主，机组容量200- 5900 kW。变频调速的常压电机节能回收期平均为1.8-2.2年。如果根据其容量将高压电机适当转换为不同电压的低压电机和中压电机，则方便推广变频节能技术，节能潜力约为30亿千瓦时。

变频调速在石油开采工业中的应用主要有:主管道泵、抽油机、分子筛机泵、介质泵、挤压机、循环泵、注水泵、泥浆泵、锅炉给水泵、电潜泵、卤水泵、引风机、除垢泵等。

石油化工生产过程是一个具有明显连续性的典型过程，其生产介质主要为流体(气体和液体)。这些生产流体介质需要加压、减压、加热和冷却，以进行化学反应、热传质和其他过程，从一个设备到另一个设备，从一套设备到另一套设备。这些大体积流体输送和过程构成了该过程的基本单元操作。承担流体输送任务的风机、水泵、压缩机，根据工艺需要配置。因此，风机、泵在化工企业中得到了大规模、广泛的应用。

石油钻机是石油开采的重要设备。钻机采用柴油发电机组、交流电网供电和直流钻机。目前，交流变频钻机已成为新型的电力驱动钻机，具有许多直流钻机无法比拟的优点，是石油钻机未来发展的趋势。

石油生产的任务就是更大限度地将原油从油田开采到地面，油井是连接油田和地面的通道。一般有两种采油方式:自注采油(利用油田内能)和人工举升采油(利用外部能)或机械采油。由于我国大部分油田缺乏自然能源，所以自注采油是非常罕见的。因此通常使用两种抽油机工作:有杆泵往复式抽油机(又称磕头抽油机)和井下浸没式离心电动抽油机。

变频抽油机，驱动电机由变频器供电，不需要机械换挡和调节过程。采用变频调速抽油机，通过无级平稳调节电机转速，可调节深井泵的抽油量。不需要停机更换皮带轮，也不需要改变深井泵活塞的行程，还可以实现电机的软启动。由于采用变频调速系统，抽油机能动态适应油井负荷的变化，可方便地调整参数，实现更经济的控制。同时，其软启动性能好，可延长抽油机寿命，降低维护成本。

变频器的电潜泵在调节时，由于油井深达几公里，变频器与电机之间的距离也有几公里，所以要求变频器的输出波形为正弦波，且谐波越小越好。否则线路压降很大，电机无输出转矩，不能拖动负载。一般采用功率单元串联的无谐波多电平变频器为宜。