Traditsiooniline ripptalaga pumpamisseade kasutab konstantsel kiirusel töötamist koos pidurdusseadme või energia tagasiside skeemi lisamisega, millel on märkimisväärsed puudused energiatarbimise ja maksumuse osas. See artikkel tutvustab elektroonilise juhtimissüsteemi rakendamist Dongli Kechuang CT100 seeria sagedusmuunduriga naftaväljade pumpamisseadmete tuumana ning pakub välja uue energia ja võimsuse kahekordse suletud ahelaga juhtimise skeemi, mis on tõhusam ja kulutõhusam.
Dongli Kechuang CT100 sagedusmuunduri rakendamine ripptala pumpamisüksuses
Traditsiooniline ripptalaga pumpamisseade kasutab konstantsel kiirusel töötamist koos pidurdusseadme või energia tagasiside skeemi lisamisega, millel on märkimisväärsed puudused energiatarbimise ja maksumuse osas. See artikkel tutvustab elektroonilise juhtimissüsteemi rakendamist Dongli Kechuang CT100 seeria sagedusmuunduriga naftaväljade pumpamisseadmete tuumana ning pakub välja uue energia ja võimsuse kahekordse suletud ahelaga juhtimise skeemi, mis on tõhusam ja kulutõhusam.
Sissejuhatus
Valdav enamus meie riigi naftaväljadest on madala energiatarbega ja väikese saagikusega naftaväljad, erinevalt välismaistest naftaväljadest, millel on tugev ise sissepritsevõime. Suurem osa naftast tuleb puurauku sissepritsida vee sissepritsega ja seejärel formatsioonist üles tõsta pumpamismasinate (löökmasinate) abil. Hiinas on naftaväljade reaalsuseks nafta asendamine veega ja nafta elektriga ning elektrienergia tarbimine moodustab meie riigis nafta kaevandamise kuludest märkimisväärse osa. Seega peab naftatööstus elektrienergia säästmist väga oluliseks ning elektrienergia tarbimise säästmine tähendab otsest nafta kaevandamise kulude vähendamist.
Pumbaseadme energiasäästulahendus on sagedusmuunduri kasutamine mootori ajamisüsteemi modifitseerimiseks. Pärast pumbaseadme sagedusmuundurile üleminekut on mitmeid eeliseid:
(1) Võimsusteguri parandamine: sisendpoole võimsustegurit saab suurendada algselt 0,25–0,5-lt üle 0,9-ni, vähendades oluliselt toitevoolu, vähendades seeläbi elektrivõrgu ja trafode koormust, vähendades liinikadusid ja säästes palju "võimsuse laiendamise" kulusid.
(2) Tegevuse efektiivsuse parandamine: Ekstraheerimiskiirust saab dünaamiliselt reguleerida vastavalt naftapuuraugu tegelikule vedelikuvarustusvõimsusele, mis mitte ainult ei saavuta energiasäästu eesmärke, vaid suurendab ka toornafta tootmist, parandades oluliselt süsteemi efektiivsust.
(3) On saavutatud tõeline „pehme käivitus”: see väldib elektrimootorile, käigukastile ja pumbale avalduvat liigset mehaanilist mõju, pikendades oluliselt seadmete kasutusiga, vähendades seisakuid ja parandades tootmise efektiivsust.
Siiski on pumba mootori sagedusmuunduri kasutamisel mitmeid probleeme, millega tuleb tegeleda, peamiselt liigvoolu ja regeneratiivenergia käitlemise probleem, mida analüüsitakse allpool eraldi.
Sissejuhatus rippkiirpumpade praegusesse olukorda
Sissejuhatus riputatud talaga pumpamisüksuse mehaanilisse mehhanismi
Talapumba seade koosneb peamiselt neljast osast:
(1) Talaosa: eesli pea, tala, põiktala, sabatala, ühendusvarras, tasakaalustusplokk (komposiittasakaalustuse pumpamisüksus)
(2) Kronsteini osa: põiktala laagripesa, tööredel, kaitserõngas, tööplatvorm, kronstein.
(3) Reduktori osa: alus, reduktori silindripesa, reduktor, väntvõll, vastukaal, pidur ja muud komponendid.
(4) Toitejaotussektsioon: mootori alus, mootor, jaotuskast jne
Shenzhen Dongli teadus- ja tehnoloogia innovatsioonitehnoloogia Co., Ltd.
1. Alus; 2. Kronstein; 3. Vedrustusköie seadeldis; 4. Eesli pea; 5. tala; 6. tala laagripesa; 7. risttala; 8. ühendusvarras; 9. väntvõlli tihvti seadeldis; 10. väntvõlli seadeldis; 11. reduktor; 12. piduriohutusseadeldis; 13. piduriseadeldis; 14. elektrimootor; 15. jaotuskast.
Nagu joonisel näidatud, on talapumbaüksus deformeerunud nelja vardaga ühendusmehhanism ja selle üldised konstruktsioonilised omadused on nagu tasakaal. Üks ots on pumpamiskoormus ja teine ots on tasakaalustatud raske koormus. Kui pumpamiskoormuse ja tasakaalukoormuse tekitatud pöördemoment on kronsteini puhul võrdne või muutub pidevalt, saab pumpamisüksus töötada pidevalt ja katkematult väga väikese energiatarbega. See tähendab, et pumpamisüksuse energiasäästutehnoloogia sõltub tasakaalust. Mida madalam on tasakaalu suhe, seda suurem on elektrimootorilt nõutav võimsus. Kuna pumpamiskoormus muutub pidevalt ja tasakaalukaal ei saa olla pumpamiskoormusega täielikult kooskõlas, muudab see talapumbaüksuse energiasäästutehnoloogia väga keeruliseks. Seetõttu võib öelda, et talapumbaüksuse energiasäästutehnoloogia on tasakaalustamistehnoloogia.
Sissejuhatus riputatud tala muutuva sagedusega teisendamise praegusesse seisu
Sagedusmuundamise tegelikust olukorrast lähtuvalt on enamik pumpamisseadmete vastukaalusid tugevalt tasakaalustamata, mille tulemuseks on liigne ülepingevool, mis mitte ainult ei raiska tarbetult palju elektrienergiat, vaid ohustab tõsiselt ka seadmete ohutust. Samal ajal tekitab see ka suuri raskusi sagedusmuunduri kiiruse juhtimise kasutamisel: sagedusmuunduri võimsus valitakse üldiselt mootori nimivõimsuse põhjal ja liigne ülepingevool võib põhjustada sagedusmuunduri ülekoormuskaitse, mis ei saa normaalselt töötada.
Lisaks on naftapuuraugu kasutamise algstaadiumis suur hulk õlivarusid ja piisav vedelikuvarustus. Tõhususe parandamiseks saab kasutada võimsussageduslikku töötamist, et tagada kõrge õlitootmine. Keskmises ja hilisemas etapis on aga õlimahutavuse vähenemise tõttu lihtne põhjustada ebapiisavat vedelikuvarustust. Kui mootor töötab endiselt võimsussageduslikus olekus, raiskab see paratamatult elektrienergiat ja põhjustab tarbetuid kadusid. Sel ajal on vaja arvestada tegeliku tööolukorraga ning vähendada mootori kiirust ja käiku vastavalt, et täitekiirust tõhusalt parandada.
Sissejuhatus traditsioonilistesse sagedusmuundamise lahendustesse
Sagedusmuundamise tehnoloogia kasutuselevõtt talapumpade juhtimises on trend. Muutuva sagedusega kiiruse reguleerimine kuulub astmevaba kiiruse reguleerimise alla, mis määrab mootori töösageduse selle töövoolu suuruse põhjal. See võimaldab pumba käiku mugavalt reguleerida vastavalt puuraugu tingimuste muutustele, saavutades energiasäästu ja parandades elektrivõrgu võimsustegurit. Vektorisageduse muundamise juhtimistehnoloogia rakendamine tagab madala kiiruse ja suure pöördemomendi väljundi ning kiirust saab sujuvalt ja laialdaselt reguleerida. Samal ajal on sagedusmuunduril täielikud mootorikaitse funktsioonid, nagu lühis, ülekoormus, ülepinge, alapinge ja seiskumine, mis kaitsevad tõhusalt mootorit ja mehaanilisi seadmeid, tagavad seadmete töötamise ohutul pingel ning pakuvad palju eeliseid, nagu sujuv ja usaldusväärne töö, parem võimsustegur jne. See on ideaalne lahendus õlitootmisseadmete ümberkujundamiseks. Praegused peamised lahendused on järgmised:
Inverter energiatarbimise pidurdusseadmega
See meetod on suhteliselt lihtne, kuid selle tööefektiivsus on madal. See on peamiselt tingitud mootori poolt konstantsel kiirusel töötamise ajal allakäigu ajal tekitatud energia tagasisidest. Tavapärase sagedusmuunduri kasutamisel on sisend diood-alaldatud ja energia ei saa vastassuunas voolata. Eeltoodud osal elektrienergiast puudub tee võrku tagasi voolata ja see tuleb tarbida lokaalselt takistite abil. Seetõttu tuleb kasutada energiat tarbivaid pidurdusseadmeid, mis viib otseselt suure energiatarbimiseni ja madala üldise efektiivsuseni.
Puudused: Madal energiatõhusus ja vajadus paigaldada piduriseadmeid ja pidurdustakisteid.
Tagasisideüksuse juhtimisega inverter
Taastatud energia tagasisidestamiseks ja efektiivsuse parandamiseks saab kasutada energia tagasiside seadet, mis suunab regenereeritud energia tagasi elektrivõrku. Sel viisil muutub süsteem keerukamaks ja investeering on suurem. Nn energia tagasiside seade on tegelikult aktiivinverter. Paigaldades sagedusmuunduri koos energia tagasiside seadmega, saavad kasutajad määrata pumbaseadme loputuse, kiiruse ja vedeliku tootmise, lähtudes naftapuuraugu vedeliku tasemest ja rõhust, vähendades energiatarbimist ja parandades pumba efektiivsust; vähendada seadmete kulumist, pikendada kasutusiga, saavutada kõrge efektiivsuse, energiasäästu ja madalad kulud ning realiseerida automatiseeritud töö maksimaalse energiasäästu tingimustes. Sagedusmuunduri ja tagasiside seadme töörežiimi tõttu põhjustab energia tagasiside skeemi kasutamine aga toiteallika poolel märkimisväärset harmoonilist reostust, mille tulemuseks on elektrivõrgu kvaliteedi märkimisväärne langus.
Puudused: See nõuab tagasisideseadmete paigaldamist, mis on kulukas ja põhjustab elektrivõrgule märkimisväärset reostust.
Sissejuhatus Dongli Sci Tech CT100 seeria sagedusmuundamise lahendusse
Pidades silmas traditsiooniliste sagedusmuundamise skeemide mitmesuguseid puudusi, on Shenzhen Dongli Sci Tech Innovation Technology Co., Ltd. läbi viinud põhjaliku uuringu rippkiirega pumpamisseadme protsessi kohta, võtnud kasutusele spetsiaalse tarkvaraloogika, mis põhineb rippkiirega pumpamisseadme juhtimisprotsessil, ning võtnud kasutusele energia ja võimsuse kahekordse suletud ahela juhtimise, et saavutada väljundsageduse pidev ja sujuv reguleerimine, välistada negatiivse pöördemomendi juhtimine ning vältida mootori kineetilise energia ja kõrge siinipinge tagasisidet. Lisaks saavutatakse piduriseadme ja energia tagasiside seadme kõrvaldamise eesmärk, vältides traditsiooniliste sagedusmuundamise skeemide mitmesuguseid puudusi.
Selle skeemi põhikontseptsioon on konstantse väljundi juhtimine. Sagedusmuundur põhineb PID-juhtimisrežiimil konstantse väljundahelaga. Väljundsageduse reguleerimise abil on võimalik saavutada konstantse väljundi juhtimine, mis aitab tõhusalt vähendada keskmist väljundvõimsust, saavutada efektiivset energiasäästu ja kaitsta pumba mehhanismi, täites samal ajal impulsinõuded. See tähendab, et sagedusmuundur ei pea määrama kindlat töösagedust ja tegelikku väljundsagedust reguleeritakse automaatselt PID-suletud ahela abil. Allakäigu ajal, kui sünkroonkiirus on madalam kui mootori kiirus, genereerib mootor elektrit koormuse suure inertsi tõttu ja sagedusmuunduri väljundmoment on negatiivne. Sel ajal suurendab sagedusmuundur automaatselt väljundsagedust, et kõrvaldada negatiivne pöördemoment ja vältida mootori genereerimisolekut. Üleskäigu ajal muundatakse potentsiaalne energia täielikult kineetiliseks energiaks. Sel ajal tekib maksimaalne kiirus ja inerts ning mootor aeglustab üleskäigu teostamiseks. Kui kiirus on madal, töötab sagedusmuundur konstantse väljundiga PID-reguleerimisrežiimis ja suurendab automaatselt üleskäigu kiirust, et üleskäik lõpule viia. Kogu juhtimisprotsessi vältel on teada, et mootor ei ole olnud genereerivas olekus, seega pole vaja paigaldada piduriseadet ja RBU tagasisideseadet. Samal ajal on kogu käiguprotsessi vältel allakäik aeglane ja rohkem õli saab sukelduda; kiire üleskäik vähendab õlilekkeid: suurendades oluliselt õlitootmist.
Eelised: Energiatarbimise või tagasisideseadmete paigaldamist pole vaja ning õli ekstraheerimise protsess on optimeeritud, mis parandab oluliselt üldist efektiivsust.
Sissejuhatus Dongli Sci Tech CT100 seeria sagedusmuundamise süsteemi
Shenzhen Dongli Kechuang Technology Co., Ltd. CT100 sagedusmuundur põhineb DSP juhtimissüsteemil ja kasutab kodumaal juhtivat PG-vaba vektorjuhtimistehnoloogiat koos mitmete kaitsemeetoditega, mida saab rakendada asünkroonmootoritele ja mis tagavad suurepärase sõiduomaduse. Toode on oluliselt parandanud klientide kasutatavust ja keskkonnasõbralikkust õhukanalite disaini, riistvara konfiguratsiooni ja tarkvara funktsionaalsuse osas.
Tehnilised omadused
Tööstusharuspetsiifiline: Talapumba juhtimisprotsessi tarkvaraloogikale tuginedes saavutab see tõeliselt tööstusharuspetsiifilisi ja juhtivaid lahendusi.
Kõrge töökindluse valik: kõik põhikomponendid on pärit tuntud kodumaistelt ja välismaistelt kaubamärkidelt, tagades komponentide usaldusväärse ja töökindla stabiilsuse.
◆ Suure redundantsuse disain: Tänu rangele arvutusele ja eksperimentaalsele kontrollile on põhikomponendid projekteeritud suurte varudega, et tagada kogu masina terviklikkus naftaväljadel
Pikaajaline stabiilsus ebasoodsates keskkondades.
Optimeeritud vektorjuhtimine: riigisiseselt juhtiv kiiruse tagasisidevaba vektorjuhtimine kõrge madalsagedusliku pöördemomendi ja kiire pöördemomendi reageerimisega.
◆ Tarkvaraline voolu ja pinge piiramise funktsioon: Hea pinge ja voolu piiramine, mis piirab tõhusalt peamisi juhtimisparameetreid, et vähendada inverteri rikke ohtu.
Tugev keskkonnasõbralikkus: Kõrge üldise ülekuumenemispunkti, sõltumatu õhukanalite konstruktsiooni ja paksendatud kolmekordse värvikihiga sobib see paremini pikaajaliseks kasutamiseks välistingimustes asuvates naftaväljades.
◆ Kiiruse jälgimise taaskäivitusfunktsioon: saavutab pöörlevate mootorite sujuva käivituse ilma löökideta
◆ Automaatne pinge reguleerimise funktsioon: kui võrgupinge muutub, suudab see automaatselt säilitada konstantse väljundpinge
Põhjalik rikkekaitse: ülekoormus, ülepinge, alapinge, ülekuumenemine, faasikaotus, ülekoormus ja muud kaitsefunktsioonid
Kokkuvõte
Talapumba traditsioonilise sagedusmuundamise rakendusrežiimi mitmesuguste puuduste tõttu on sagedusmuundamise juhtimisskeemi pidev täiustamine vältimatu. Shenzhen Dongli Sci Tech Innovation Technology Co., Ltd. juhib oma uuenduslike juhtimislahendustega tööstuse ümberkujundamist. Samal ajal tagab CT100 seeria sagedusmuunduri usaldusväärne tarkvara ja riistvara stabiilsus klientidele ka väga kulutõhusa kasutuskogemuse.