為了獲得持續(xù)的電機(jī)性能,工程師們專(zhuān)注于變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)和電機(jī)控制技術(shù)。由于VFD具有調(diào)節(jié)電機(jī)速度的能力,它可以有效地控制能量使用。
當(dāng)應(yīng)用要求低于100%的流量或壓力時(shí),泵和風(fēng)扇等離心負(fù)載提供了巨大的節(jié)能潛力。雖然很少有石油和天然氣應(yīng)用需要100%的連續(xù)流量,但這些泵系統(tǒng)中使用的許多馬達(dá)都以全速啟動(dòng),并在使用時(shí)保持全速穩(wěn)定運(yùn)行。在這些應(yīng)用中,用戶(hù)可以在低壓和中壓配置中集成VFD。
通過(guò)使用VFD調(diào)節(jié)電機(jī)速度來(lái)控制流量,從而節(jié)省能源。減速20%可以幫助節(jié)省高達(dá)50%的能耗,這意味著VFD通??梢钥焖俟?jié)能。電機(jī)運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng),占空比變化越大,節(jié)省的成本就越大。
對(duì)于許多大型能源用戶(hù),如煉油廠(chǎng),電力公司通常在電廠(chǎng)超過(guò)預(yù)設(shè)限制或基本負(fù)荷時(shí)收取更高的高峰需求電價(jià)。這些峰值需求充電通常發(fā)生在電機(jī)在線(xiàn)路起點(diǎn)產(chǎn)生大電流尖峰時(shí)。變頻器通過(guò)逐漸加速電機(jī)來(lái)降低功率峰值。
通過(guò)自動(dòng)控制電機(jī)速度,驅(qū)動(dòng)器只允許電機(jī)在必要時(shí)滿(mǎn)功率運(yùn)行。結(jié)果是降低了能源成本,提高了運(yùn)營(yíng)效率。
許多石油和天然氣客戶(hù)也選擇VFD進(jìn)行更嚴(yán)格的過(guò)程控制。對(duì)可變過(guò)程的更嚴(yán)格控制意味著更少的能源消耗。例如,由于范圍限制或壓降問(wèn)題,控制閥可能不能適當(dāng)?shù)乜刂七^(guò)程變量,導(dǎo)致大范圍的過(guò)程變化。使用VFD可以提供更嚴(yán)格的控制,減少總體浪費(fèi)并提高工廠(chǎng)效率。
設(shè)備可靠性在任何行業(yè)都至關(guān)重要,但在石油和天然氣作業(yè)中尤為重要,因?yàn)檎_\(yùn)行時(shí)間和生產(chǎn)時(shí)間的每一分鐘損失都可能帶來(lái)代價(jià)高昂的后果。從原油生產(chǎn)到煉油廠(chǎng)交貨的任何計(jì)劃備份都會(huì)影響整個(gè)流程。
因?yàn)樵S多這些操作需要連續(xù)操作,所以工程師需要連續(xù)監(jiān)控和維護(hù)泵、壓縮機(jī)和其他系統(tǒng)組件,以提供最大的吞吐量和正常運(yùn)行時(shí)間。
當(dāng)考慮驅(qū)動(dòng)投資時(shí),尋求簡(jiǎn)單。簡(jiǎn)單性有助于消除多余的空間需求和重量,同時(shí)確保易于故障排除的設(shè)計(jì)。此外,簡(jiǎn)單的VFD將產(chǎn)生高度可靠的解決方案。
許多石油和天然氣應(yīng)用中固有的維護(hù)挑戰(zhàn)是偏遠(yuǎn)或難以接近的位置,如油田或海上平臺(tái)。智能電機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步,以及高速以太網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的普及,擴(kuò)大了對(duì)元件和生產(chǎn)信息的訪(fǎng)問(wèn)。
當(dāng)今的許多驅(qū)動(dòng)器、軟啟動(dòng)器和電子過(guò)載繼電器提供基于條件的監(jiān)控,保護(hù)電機(jī)資產(chǎn)并警告即將發(fā)生的故障,以便用戶(hù)采取預(yù)防措施。由于能夠監(jiān)控電機(jī)電流和速度,驅(qū)動(dòng)器可以根據(jù)這些信息執(zhí)行保護(hù)功能。通過(guò)在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)訪(fǎng)問(wèn)更詳細(xì)的信息,工程師可以更好地利用預(yù)測(cè)趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)問(wèn)題并防止災(zāi)難性故障。
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在更極端的情況下,驅(qū)動(dòng)器將保護(hù)電機(jī)。大多數(shù)驅(qū)動(dòng)器都有內(nèi)置的電動(dòng)機(jī)熱過(guò)載能力。當(dāng)電機(jī)處于超過(guò)其安全運(yùn)行極限的惡劣運(yùn)行條件下時(shí),電機(jī)過(guò)載功能有助于降低輸出電流或關(guān)閉電機(jī),并保護(hù)電機(jī)免受熱損壞或?yàn)?zāi)難性故障。
同樣重要的是,驅(qū)動(dòng)器會(huì)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的整體健康狀況產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。事實(shí)上,將過(guò)程從固定速度轉(zhuǎn)換為可變速度通過(guò)減少啟動(dòng)/停止周期以及消除閥門(mén)和其他機(jī)械部件,最大限度地減少了磨損并降低了對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的維護(hù)要求。
此外,它最大限度地提高了電機(jī)的效率,并延長(zhǎng)了典型電機(jī)-泵組合中許多旋轉(zhuǎn)部件的壽命。
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