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維修技術(shù)
輸油泵電機的節能改造
內容簡(jiǎn)介:高壓變頻調速是輸油泵電機的節能改造的有效途徑,通過(guò)調速技術(shù),可以完全打開(kāi)泵出口閥,有效地避免了輸油泵出口閥的節流損失,同時(shí)還較好的減少輸油泵機組的機械沖擊、摩損和噪音,提高了安全系數,延長(cháng)了輸油泵機組的維護保養周期及使用壽命。
  輸油泵在實(shí)際工作中往往需要通過(guò)控制輸油泵出口閥門(mén)來(lái)調節流量,造成能源的浪費。浦航油庫通過(guò)輸油泵電機的節能改造,保障安全,降低能耗,節約了能源。本文介紹浦航油庫節能改造情況,以期通過(guò)該事例在業(yè)內推廣節能技術(shù),對相關(guān)單位有所幫助。 

  引言 

  輸油泵是長(cháng)輸管線(xiàn)的動(dòng)力源,是油庫的心臟,是油庫生產(chǎn)運行中主要能耗設備。在實(shí)際工作中,往往出現泵特性和管路特性不匹配的情況,需要通過(guò)控制輸油泵出口閥門(mén)來(lái)調節流量滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求,這種流量調節方式在輸油泵出口閥門(mén)前后產(chǎn)生較大的能源消耗在泵出口閥前后,造成能源的浪費。浦航油庫通過(guò)輸油泵電機的節能改造,完全打開(kāi)泵出口閥門(mén),達到了改善工藝,保障輸油安全的目的,同時(shí)降低了輸油單耗,節約了能源。本文介紹浦航油庫節能改造情況,以期通過(guò)該事例在業(yè)內推廣節能技術(shù),對相關(guān)單位有所幫助。 

  1 現狀調查 

  上海浦航石油有限公司油庫承擔了上海地區兩大機場(chǎng)70%以上的航油保障,油庫至浦東機場(chǎng)油庫長(cháng)輸管線(xiàn)全長(cháng)18.4km,是上海航空港的主動(dòng)脈。浦航油庫輸油泵電機額定功率為1000KW/10KV,電機額定轉速為1480r/min,油泵額定流量為1500 m3/h,額定揚程220kPa(m),2013年運行時(shí)間1950小時(shí)。由于地形、輸油管阻力等原因,實(shí)際運行過(guò)程中,輸油泵流量接近2000m3/h,而機場(chǎng)油庫要求流量需控制在1500m3/h左右。目前浦航輸油泵電機沒(méi)有調速裝置,只有采用控制出口閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調節流量以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。輸油泵出口閥門(mén)只允許開(kāi)度為30%左右,實(shí)際流量為1500m3/h左右、揚程約165kPa(m),電機功率為882.77KW。 

  由于采用原始的調整閥門(mén)開(kāi)度的方式僅僅改變管道的流通阻力,而驅動(dòng)源的電機輸出功率并沒(méi)有改變,增加了電機的負荷與管網(wǎng)泵出口及出口閥門(mén)的壓力,出口閥容易損壞、管網(wǎng)壽命降低、油泵葉輪磨損大、電機與油泵振動(dòng)量大、設備壽命大大縮短,安全系數大大降低,同時(shí)無(wú)功功率增加,浪費了大量電能,生產(chǎn)用電量高,生產(chǎn)成本不易降低,因此該電機進(jìn)行節能技術(shù)改造成為當務(wù)之急。 

  考慮到實(shí)際節能效果和未來(lái)的延展性,我們選擇了高壓變頻改造技術(shù),高壓變頻技術(shù)在國內外長(cháng)輸管線(xiàn)泵機上已使用多年,技術(shù)成熟,調節方便,適用性好,節能效果明顯,能更有效的達到節能效果。 

  2輸油泵電機變頻調速節能原理 

  R2為現有工況(出口閥門(mén)開(kāi)度30%)時(shí)管網(wǎng)阻力特性,R1為出口閥門(mén)全開(kāi)時(shí)管網(wǎng)阻力特性; 

  S1、S2、S3分別對應全流速、現有工況、調速后特性曲線(xiàn); 

  現有工況下,特性曲線(xiàn)S2與R2相交于M2點(diǎn),M2即為現有工況點(diǎn),即出口閥門(mén)開(kāi)度為30%時(shí)工況點(diǎn),對應的揚程H2為165kPa(m),目前實(shí)際運行流量Q2為1560m3/h。 

  在變頻狀態(tài)下,離心泵轉速降低為820 r/min左右時(shí),其特性曲線(xiàn)為S3,由于此時(shí)泵出口閥被全開(kāi),管路特性曲線(xiàn)變?yōu)檩^為平坦的R1,此時(shí)S3與R1交于M3點(diǎn),即為新的工況點(diǎn),此時(shí)保持離心泵排出量不變仍為1560m3/h,但泵的揚程H3降低為135kPa(m),采用降低油泵電機轉速保證滿(mǎn)足輸油量的情況下,通過(guò)削減離心泵楊程節約的能量為H2M2M3H3的面積。這就是離心輸油泵變頻節能的原理。 

  3 浦航變頻改造情況 

  浦航公司的油泵電機為高壓三相異步電動(dòng)機,該電機本身不具備調速功能,若要調速需增加調速裝置控制電機進(jìn)行無(wú)級調速。變頻調速將工頻電源變換為頻率、電壓均連續可調的電源,采用多電平技術(shù),將輸出隔離變壓器的多個(gè)副邊繞組,分別為各功率單元供電,通過(guò)多個(gè)IGBT功率單元串聯(lián)疊加后,達到完美無(wú)諧波高壓輸出,實(shí)現電機無(wú)級調速運行。該方式可靠性高、穩定性強,構造簡(jiǎn)單,經(jīng)久耐用,維護方便。 

  高壓變頻調速系統固然可產(chǎn)生較好的節能效益,但由于輸油系統屬于油庫生產(chǎn)中的一個(gè)重要樞紐環(huán)節,長(cháng)時(shí)間連續運轉,除對設備本身要求有較高的可靠性之外,在技術(shù)方案上必須與現場(chǎng)的工藝特點(diǎn)相結合,充分考慮現場(chǎng)操作的安全性,適用性和方便性。浦航油庫采用了以下技術(shù)措施: 

  系統具備工頻、變頻手動(dòng)切換功能。一旦變頻系統出現故障,可以切換到工頻檔,在變頻系統維修期間可正常保障輸油泵的運行,滿(mǎn)足油庫生產(chǎn)的需要。 

  現場(chǎng)設置、啟動(dòng)、停止以及緊急停機按鈕,極大地方便了現場(chǎng)操作人員的操作。 

  優(yōu)化系統的保護參數,確保輸油系統的連續平穩運行。在應用于輸油系統時(shí)對一些保護的參數按實(shí)際需要進(jìn)行設置,避免由于變頻系統的保護過(guò)于靈敏而造成輸油泵停機,影響輸油系統的安全平穩運行。 

  在變頻調速系統內設置適合于現場(chǎng)實(shí)際的報警功能,并對運行的參數,操作情況,故障情況具有詳細的記錄功能。 

  4 油泵電機改造后的節能效益 

  浦航油庫長(cháng)輸管線(xiàn)輸油泵電機采用高壓變頻器節能改造后,電機轉速降為為820r/min左右,電機功率為468KW左右,節電率達到47%,既提高了油泵的運行效率,又滿(mǎn)足了生產(chǎn)要求。根據現場(chǎng)運行的參數,油泵每年按1950小時(shí)運行,電價(jià)為1.30元/度計算,油泵年節約電費為(882.77-468)×1950×1.30≈105.14萬(wàn)元。 

  浦航油泵電機節能改造的設備投入成本約為80.00萬(wàn)元,根據以上數據,設備投入回收期不足1年。考慮到高壓變頻調速設備壽命為20年,20年內節省接近2千萬(wàn)元電費,經(jīng)濟效益相當可觀(guān)。 

  5 結束語(yǔ) 

  高壓變頻調速是輸油泵電機的節能改造的有效途徑,通過(guò)調速技術(shù),可以完全打開(kāi)泵出口閥,有效地避免了輸油泵出口閥的節流損失,同時(shí)還較好的減少輸油泵機組的機械沖擊、摩損和噪音,提高了安全系數,延長(cháng)了輸油泵機組的維護保養周期及使用壽命。隨著(zhù)國家能源緊張嚴峻的形勢,提高能效、節約能源是國家能源戰略的重要目標和措施,浦航公司通過(guò)節能改造,優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)設備,推進(jìn)技術(shù)創(chuàng )新,提高企業(yè)生產(chǎn)能力,增強設備的可靠性和穩定性,同時(shí)達到節能降耗的目的,具有很好的社會(huì )效益。
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西安西瑪高壓電機維修的工藝流程簡(jiǎn)單介紹
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西瑪電機維修在生活中尤為重要。
  西瑪電機本身如果過(guò)載,欠壓過(guò)壓,都會(huì )引起電機繞組故障。這不僅會(huì )對影響電機的使用效率,也會(huì )對我們的人身安全造成一定的威脅。電機維修在這個(gè)時(shí)候就顯得尤為重要。
電機調速方式選擇與節能分析
  無(wú)論采用變頻控制還是液力耦合控制,除電動(dòng)機本身的機械性能功率損耗外,均存在著(zhù)額外功率損耗。對于選擇調速需要的設備,初選調速方式,宜選目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟的變頻調節方式為宜。
步進(jìn)電機全閉環(huán)控制技巧
  當電機控制系統檢測到角度變化后,就可以控制電機向相反的方向轉動(dòng),進(jìn)而達到穩定的效果。專(zhuān)業(yè)級無(wú)人機至少需要用到四至六顆無(wú)刷電機,用來(lái)驅動(dòng)無(wú)人機的旋翼,電機驅動(dòng)控制器則用來(lái)控制無(wú)人機的速度與方向。
步進(jìn)電機的選型和維修
  選擇功率步進(jìn)電機時(shí),應當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動(dòng)頻率,使之與步進(jìn)電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量,使之最高速連續工作頻率能滿(mǎn)足機床快速移動(dòng)的需要。
交流伺服電機的三大基本特點(diǎn)
  交流伺服電機在沒(méi)有控制電壓時(shí),定子內只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng),轉子靜止不動(dòng)。當有控制電壓時(shí),定子內便產(chǎn)生一個(gè)旋轉磁場(chǎng),轉子沿旋轉磁場(chǎng)的方向旋轉,在負載恒定的情況下,電動(dòng)機的轉速隨控制電壓的大小而變化,當控制電壓的相位相反時(shí),伺服電機將反轉。
伺服電機和步進(jìn)電機哪個(gè)精度更高
  步進(jìn)電機和交流伺服電機性能比較 步進(jìn)電機是一種離散運動(dòng)的裝置,它和現代數字控制技術(shù)有著(zhù)本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內的數字控制系統中,步進(jìn)電機的應用十分廣泛。
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