潜油电泵采油作为一种大排量、高效率、管理方便的机械采油方式,在油田得到了广泛的应用。然而,对于复杂断块油田来说,油水井的对应连通性差,部分潜油电泵井出现供液不足,影响到潜油电泵的正常生产及井下机组运转寿命。以某油田采油厂为例,1997年以来,约有30%的电泵井由于供液不足而经常出现欠载停机现象,由于供液不足造成的躺井占总躺井数的45%,平均检泵周期只有66d,平均单井年维护费用增加了13.86万元。为了延长电泵井的检泵周期,保证电泵井的正常生产,引进了潜油电泵变频控制技术,通过改变供电电源的频率,控制潜油电机的转速,对泵的排量进行调节,使潜油泵的工作特性和油井的产能相匹配、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、增产及节能的效果。

　　四大差距

　　按照发展战略，到2020年我国汽车产量将达到1400万~1800万辆，居世界第一，并成为世界汽车产业强国。然而，由于制造技术和装备水平、管理水平的落后，实现这一目标还有很大的难度。目前低端产品出口（低价值、低利润），高端产品进口（高价值、高利润）的汽车零部件产业现状亟待改变。

　　目前这种被动局面主要是由于装备制造，尤其是我国数控机床发展的落后造成的。我国汽车制造装备两极分化、总体落后的情况非常突出，可称得上是现代武器与“三八”式步枪并存。虽然国内有像上海通用这样的采用世界最先进的敏捷柔性生产线的示范工厂。但大部分的生产装备仍较落后。据2002年的一项调查显示，有的国营老企业数控机床的装备率极低，如济南某公司数控机床的比例只占1%。普通（非数控）机床生产汽车零部件造成产品质量低下，只能够生产低端产品。

　　国内数控机床生产的落后不仅难以生产出高质量的产品，也使国内整车制造的“四大工艺装备”———整车装配流水线、车身焊接和装配生产线、喷涂生产线、冲压生产整体落后于国际先进水平。目前看来，我国在数控机床发展的落后主要体现在以下四个方面：

　　自主创新的差距。笔者2005年访问了欧、日五国20家以提供汽车装备为主的机床制造商。发现在现代发动机制造技术、高速加工中心、由高级复合化机床组成的制造单元等高端机床方面，我们与国外的差距拉大了。重要原因是，我们的制造技术自主创新薄弱，同时，在制造技术上的投入的差距仍然很大。

在推广应用潜油电泵变频器以后,使用效果十分显著，具体如下:

(1) 现场投产一次成功率为100%,措施有效率为100%,

(2) 电泵井平均功率因数由0.83上升至0.94;

(3) 平均检泵周期由66d提高到了273d,延长了207d

(4)共减少电泵井欠载停井185井次,减少停井占产235t,电泵井平均生产时率由67.8%提高到98.1%,共减少作业躺井42井次,减少作业占产336t,

(5) 投入产出比达1:4.38

在石油钻机上的应用

    变频器在炼油行业中的应用

    机泵是炼油厂的心脏，在炼油过程中机泵输送的物流总量约为原油加工量的40多倍，如加工量2.5Mt/a的炼油厂，每年物流的输送量高达近亿吨，所以耗电量之大是可想而知的。在炼油装置中,电动机是应用面最广、数量最多的电气设备之一,其大部分负载为机泵,而定速泵在所耗功率中,被工艺物流吸收作有用功率的仅占30%-40%,其60%-70%的电能消耗于调节阀节流控制压降和因为处理量、收率变化及设计裕量大所造成的“大马拉小车”而导致的泵出口阀压降上。机泵节能的根本问题在于如何使控制方案与实际负荷相匹配,使之在控制过程中降低阻力,提高系统效率。这就为变频调速技术提供了广阔的应用空间。实践证明,变频调速装置是企业技术改造、节能降耗的理想设备。毫无疑问,这种调速方式将成为石化企业中驱动系统的中枢。

在泵类负载中的应用

    变频调速技术通过改变电动机定子电源频率来改变电动机转速,相应地改变机泵的转速和工况,使其流量与扬程适应管网介质流量的变化。

   大庆石化总厂已对装置内负载波动大,调节阀节流严重的机泵安装了65台变频器,总容量为3600kw,其中大部分是闭环控制系统,即现场一次表经变送器将信号通过屏蔽电缆送到PID调节器,调节后通地屏蔽电缆将4-20ｍA直流信号送到变频器的设定口,控制变频器的输出;余下部分是开环控制系统,即根据控制目标通过电位器给定来控制变频器输出,以使电动机工作在符合工艺要求的转速上,完全靠变频器输出控制电动机转速来控制流量,使机泵的出口阀达到全开状态,扬程与管网阻力特性曲线相吻合,泵出口扬程大幅度下降,电动机输出有功功率也明显降低,获得最佳的节能效果。变频器的使用,使节电率达到50～70%,年节电810万kwh;另外,变频器的使用,不但实现了生产过程自动化,而且延长了设备了使用寿命,保证了装置安稳长满优运行,取得了较好的经济效益和社会效益。

在石油气压缩机上的应用

   某炼油企业有2台石油气压缩机,单机额定功率75kW，一开一备运行方式，而在实际生产中，只需大约45kW的输出功率。压缩机在低于额定工况下运转，负载率较低，而且其风压与流量大小要靠手动阀来调节，操作困难，也浪费大量电能。为此，采用变频调速技术进行改造，用PLC实现自动调节和各种控制功能。运行实践证明,该方案稳定可靠,经济效果明显。

变频器在石化企业中的应用效果

    长岭炼油厂催化剂厂微球装置高压泵使用变频器后，输出功率由18.6kw降至7.2kw，节电61.3％，更为主要的是减少了因经常换电刷而带来的维修上和停产;九江炼油厂生活水泵供水系统中，水泵电机110kw，不同时间负载变化较大，在负载较低时管网压差较大，选用变频器组成恒压供水系统，平均节电36％;茂名炼油厂将变频器大量的应用到生产过程中，减少因开启阀门而带来的麻烦，流量准确，减轻了工人的劳动强度，节约了大量电能。如糖醛生产线原有12台泵，每天耗电8000kwh,把其中9台采用变频调速后，耗电只有4000kwh。

炼油装置应用变频装置应该注意的问题

    变频技术在炼油装置中得到了越来越广泛的应用。目前,全国各炼油厂或多或少都在应用,并取得了良好的节能效果及经济效益。但是,因原设计的炼油装置在设计上未考虑过变频器的使用。因此,并非所有部位都适合使用变频器。首先要考虑的是经济效益。因此,对应用变频技术的部位,各工艺条件的改变经充分论证是可行的,即变频后各工艺参数能满足工艺需要，尤其要重视经济分析。就一般而言，原装置设计的机泵选型都留有较大的裕量,一般都大于10%,电机功率选用过于保守。此外,实际生产中随着加工量、物料性质的变化,也存在实际功率的变化,造成电机能量白白浪费;管路阀门及控制阀组调节阀的节流、冷却器的冷后温度过低等都会浪费能量。经可行性分析,若条件成熟都可考虑应用变频技术。但是,目前国内的变频器技术相对而言还不很成熟,而国外的变频器价格较高,并且随着功率增大价格也越高。几个较好的品牌有:富士、东芝、三垦、西门子等。此外,加上相应的配套工程费用,并非在所有部位采用变频器技术都能取得好的效益。如果在短期内不能回收投资,那么应用变频器技术就不合算。炼油厂是以三年回收期来确定是否应用,已经应用的回收期基本在1～2年。正因为如此,选用大功率机泵、过剩功率大的机泵,回收期就短,而小功率机泵、过剩功率小的机泵就没有意义，对具体情况要具体分析。

    变频器的功率选择问题，变频器的价格随着功率增大而增高,价差较大,并且变频器的功率分规格档次。为了节约资金,应考虑按估算的功率进行选择变频器,这就要求估算与实际使用变频器要非常吻合,也就是对变频后各工艺参数的估计要准确。

变频调速这一技术正越来越广泛的深入到各行各业中。它的节能、省力、易于构成自控系统的显著优势，必将成为电力拖动的中枢设备。应用变频调速技术也是企业改造挖潜、增加企业效益的一条有效途径。尤其是在石油及化工行业中高能耗、低产出的设备较多，采用变频调速装置将使企业获得巨大的经济利益，同时这也是国民经济可持续发展的需要。