并联泵机组能耗影响因素及变频节能技术研究

发布时间：2020-03-28 05:48

【摘要】：油田注水是保障油田生产的耗能大户,变频调速技术作为一项有效的节能技术,在油田现场得到广泛的应用。但对并联泵机组,不同的变频组合方案节能差异大,而且对泵的变频工况点的选择将影响最终的节能效果,所以对注水机组进行合理的变频改造和工况点参数寻优是提高泵机组效率、降低能耗的关键。基于此,论文开展了以下研究工作:首先,结合现场生产实际中常用的解决流量匹配的措施,对满足工况需求的并联泵机组能耗影响因素及参数进行分析,确定调节水泵工况点是一项降低能耗、提高泵效的有效措施。然后,对并联泵变频调速节能技术进行研究,主要包括并联泵变频调速组合方案和工况参数寻优两个方面。在变频组合方案方面,以往的研究多是仿真和算例,本文则通过理论分析和极值算法,确定最优的变频组合方式是全变频同步调速运行;在工况寻优方面,结合能耗模型特点和智能寻优算法的优劣,确定粒子群算法为该模型的优化控制算法。最后,以油田并联泵机组为对象,对本文的理论研究进行验证。通过分析某注水泵站进行首次改造(部分变频)后运行效果,确定了部分变频存在变速泵高扬程、低流量和定速泵过流量运行现象;预测分析机组总功率与两变频泵转速比差的关系,结果显示转速比差越小,总功率越小,在转速相同时达到最小,节能效果最好;工况寻优方面,通过遗传算法和粒子群算法对该并联泵能耗模型寻优对比,确定粒子群算法在并联泵能耗模型寻优上更有优势。
【图文】：

题来源石油塔里木油田分公司项目：“机械设备状态监测与故障诊断题工程背景与研究意义油开采过程中，由于地下原油被不断地抽到地面之上，而地层致地下岩层所承受的压力逐渐减小，这样不仅对地下岩层的稳会对原油抽取时的压力产生影响，降低原油的开采效率，对这，油田需要先向井内注入一定量的水，将油稀释，并将液面提才易于开采，因此，油田通常采用高压的方式对油井进行注水，注水开采过程如图 1.1 所示。但这种方法所需要的水流压力较 以上，这大大地增加了油田注水泵机组的负荷，而且随着油田对注水要求也随之升高，注水机组随着负荷的加大，使能耗也注水耗电在原油生产成本中的比例显著上升。

中国石油大学（北京）硕士专业学位论文的节能降耗手段，而且具备一定的先进性，但在变频控制过程中受人工控制、机组匹配情况以及并联泵组变频运行组合方式的影响因素较大，组难以在最佳工况点工作，，同时由于离心泵结构简单、适用范围广、运操作维修方便等优点在油田受到广泛应用，因此，本文以塔里木油田某联离心泵机组（如图 1.2）为对象，对其变频调速运行进行节能分析研究存问题，提出解决方案和优化技术，对油田注水节能降耗具有重要意义
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE934.1

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本文编号：2604015