实施励磁调速电机节能改造降低电量消耗

【摘要】针对高北油区稠油区块在用励磁调速电机耗能较高的情况，采用变频控制与普通电机组合使用替代高耗能励磁电机，从而达到降低用电量消耗的目的。

【关键词】电机 节能改造 降耗

1 高北油区在用电机现状

高北油区目前油井开井总数51口，其中抽油机井开井46口，螺杆泵油井4口，气井1口。在用电机50台，其中在用励磁调速电机23台，普通电机16台，节能电机11台。高北稠油区块注汽热采生产的特殊性，决定了生产参数调整频繁性，励磁调速电机虽然满足了稠油区块生产，但是高耗能、低效率，制约了油井平均系统效率的提高。

2 不同类型电机耗能分析

2.1 各类电机运行特点

（1）励磁调速电机：该类电机通过调节电磁滑差离合器电压，改变输出轴转矩和转速，可以实现0转速启动，最高到电机的额定转速，调速范围广，平滑启动，无级调速，可以满足多数油井生产需要。最大缺点是滑差效率低，耗能太大。

（2）普通电机：该类电机采用电磁感应原理，属异步电动机。最低启动转速=长期运行速度，单个冲次，不能调速，最低冲次2次，适用范围小。

（3）节能电机：主要包括小功率电机、永磁电机和多速电机三类。

小功率电机：通过高效齿轮减速器，达到增加扭矩和降低转速的目的。该类电机尤其适用于长期2次以内低冲次开采或者间开生产油井，缺点是单个冲次，不能实现调速，最低冲次1次。

永磁电机：转子上安装稀土永磁体，属同步电机。该类电机可满足大多数2次以上长期高冲次运行油井，效率高，功率因数高，节电效果明显。缺点是单个冲次，不能调速，最低冲次2次。

多速电机：电机采用多级绕组设计，通过转换开关实现有极调速，可满足大多数冲次2次以上需要不定期调整冲次油井生产需要。缺点是节电效果稍差。

（4）普通电机+变频器生产：通过变频器，调节电机输出转速，可以0转速启动，最高到电机的额定转速，调速范围广，平滑启动，无级调速，可满足多数油井生产需要。同励磁调速电机相比，节电效果明显。

2.2 各类电机耗能对比分析

（1）励磁调速电机：高北稠油区块在用励磁调速电机23台，单井平均月耗电量8300kwh，（部分井生产情况见下表1）。

（2）普通电机：在用普通电机16台，单井平均月耗电量6600kwh，（部分井生产情况见下表2）。

（3）节能电机：新型节能电机在用11台，其中：小功率电机3台（高424-4、高43-P1、高421），平均月用电量3100KWH；永磁电机1台（高424-P2），月用电量4000KWH；多功率电机3台，平均月用电量4100KWH；三速电机3台，平均月用电量5460KWH。

通过以上统计情况可以看出，目前在用电机中小功率电机、永磁电机和普通电机+变频柜三种形式较节能。

3 节能改造方案及实施情况

根据以上统计分析情况，结合高北油区生产的实际情况，本着“优化方案，减少投资”的原则，对高北油区23台励磁调速电机中7台380V励磁调速电机采用普通电机配套变频控制柜方式更新改造；1140V励磁调速电机中对液量高、含水高、原油粘度较高的11口井电机采用双速电机配套塔形皮带轮方式更新改造，对5台低液量、低含水，粘度较高的井的电机采取普通电机配套变频控制柜方式更新改造。目前，节能改造工作已经完成，经过一段时间运行来看，能够满足该油区正常生产。

4 实施效果分析 4.1 投资

完成此次节能改造共需资金151.5万元。其中7台380V普通电机（1万元/单台）和7台380V变频控制柜（5.6万元/单台），共需投入资金46.2万元；11台1140V双速电机（2.2万元/单台）11个塔形皮带轮（0.1万元/单台），共需投入资金25.3万元；5台1140V普通电机（1万元/单台）和5台1140V变频控制柜（15万元/单台），共需投入资金80万元。4.2 效益

23台励磁调速电机更新改造后，单台日节电109千瓦时，年节电91.5万千瓦时，电价按照0.75元/千瓦时测算，年节电费68.6万元，2.2年即可收回投资。