Analyse d’application des convertisseurs de fréquence dans l’industrie de l’exploitation pétrolière

L’industrie pétrochimique est une industrie de base pour le développement de l’économie nationale et une grande consommatrice d’énergie. Les principaux processus de production sont tous complétés par diverses pompes et compresseurs d’air. Actuellement, la plupart de ces pompes à huile, pompes à eau et compresseurs d’air fonctionnent à vitesse constante, entraînés par des moteurs électriques. Si nous pouvons changer la majorité des moteurs de régulation non-vitesse en fonctionnement de régulation de vitesse afin que leur consommation de puissance change avec les charges, une grande quantité d’énergie peut être économisée, ce qui entraîne des effets significatifs d’économie d’énergie. Selon des statistiques incomplètes, dans les entreprises pétrochimiques de grande et de moyenne taille, les capacités des moteurs asynchrones de la centrale électrique représentent 80% de la capacité totale, ce qui fournit un large espace pour l’application du système de régulation de la vitesse de conversion en fréquence AC dans l’industrie pétrochimique.

Dans l’industrie pétrochimique, la consommation d’électricité des ventilateurs, pompes et compresseurs utilisés dans la production de raffinage du pétrole représente 90% de sa consommation totale d’électricité, dont les deux tiers sont exploités dans des conditions de charge variable. Selon l’enquête, le coût de l’électricité des ventilateurs et des pompes dans les raffineries a représenté 10% du coût de raffinage. En outre, il y a plus de 10 000 ventilateurs HV et HP, pompes et compresseurs utilisés dans la logistique et le transport du polyéthylène à haute pression, divers gaz et liquides dans l’industrie pétrochimique nationale. La tension est principalement de 6KV, et la capacité unitaire est de 200 à 5 900 kW. La durée de remboursement des économies d’énergie d’un moteur à tension normale avec régulation de la vitesse de conversion en fréquence est de 1,8 à 2,2 ans en moyenne. Si le moteur HV est correctement converti en moteur LV et moteur MV avec des tensions différentes en fonction de sa capacité, il est pratique de vulgariser la technologie de conversion de fréquence économisant l’énergie, et le potentiel d’économie d’énergie est d’environ 3 milliards de kWh.

Les applications de la régulation de la vitesse de conversion en fréquence dans l’industrie pétrolière sont principalement appliquées à la pompe principale de pipeline, à la machine de pompage du pétrole, à la pompe à tamis moléculaire, à la pompe à fluide, à l’extrudeur, à la pompe de circulation, à la pompe d’injection, à la pompe à boue, à la pompe d’alimentation de la chaudière, à la pompe submersible électrique, à la pompe à eau salée, à la pompe à ventilateur, à la pompe à décalaminage d’échelle, etc.

Le procédé de production pétrochimique est un procédé typique avec une continuité évidente, et son milieu de production est principalement fluide (gaz et liquide). Ces fluides de production doivent être pressurisés, dépressurisés, chauffés et refroidis pour les réactions chimiques, le transfert de chaleur et de masse et d’autres processus d’un dispositif à un autre, d’un ensemble de dispositifs à un autre. Ces processus et le transport de masse de fluide constituent les opérations unitaires de base du procédé. Le ventilateur, la pompe à eau et le compresseur qui effectuent la tâche de transport de fluide sont configurés en fonction des besoins technologiques. Par conséquent, les ventilateurs et les pompes sont utilisés à grande échelle et à grande échelle dans les entreprises chimiques.

La plate-forme de forage est un équipement important pour l’extraction du pétrole. Les plates-formes de forage étaient équipées de groupes électrogènes diesel, d’un réseau électrique à courant alternatif et de plates-formes de forage à courant continu. Actuellement, les plates-formes de forage à convertisseur AC sont devenues le nouveau type de plates-formes d’entraînement électrique, qui ont de nombreux avantages que les platesformes à courant continu ne peuvent pas comparer avec, et sont la tendance du développement futur des plates-formes de forage pétrolier.

La tâche de la production de pétrole est d’extraire le pétrole brut du réservoir vers le sol dans la mesure du possible, et le puits de pétrole est le canal reliant le réservoir au sol. En général, il existe deux méthodes de récupération du pétrole: la récupération du pétrole par auto-injection (en utilisant l’énergie interne du champ) et la récupération du pétrole d’ascenseur artificiel (en utilisant l’énergie externe) ou la récupération mécanique du pétrole. Étant donné le manque d’énergie naturelle dans la plupart de nos champs pétrolifères, la récupération du pétrole par auto-injection est rare. Par conséquent, deux types de machines de pompage sont utilisés pour fonctionner: les machines de pompage à pistons avec des pompes à tiges (également connues sous le nom de machines de pompage à courbures) et les machines de pompage centrifuge électriques souterraines immergées.

Machine de pompage à conversion de fréquence, le moteur d’entraînement est alimenté par un convertisseur de fréquence, et il n’y a pas besoin de changement de vitesse mécanique et de processus de régulation. Si la machine de pompage avec la régulation de la vitesse de conversion en fréquence est adoptée, le volume de pompage de la pompe de puits profonds peut être ajusté en réglant la vitesse du moteur de façon continue et fluide. Il n’est pas nécessaire d’arrêter et de remplacer la poulie de la courroie, ni de changer la course du piston de la pompe de puits profond, et il est également possible d’obtenir un démarrage en douceur du moteur. Grâce à l’utilisation du système de régulation de la vitesse de conversion en fréquence, la machine de pompage peut s’adapter dynamiquement au changement de charge du puits d’huile, et les paramètres peuvent être ajustés de façon commode pour obtenir le contrôle le plus économique. En même temps, ses performances de démarrage sont bonnes, ce qui peut prolonger la durée de vie de la machine de pompage et réduire les coûts d’entretien.

Pendant la régulation de la pompe submersible électrique du convertisseur de fréquence, parce que le puits de pétrole est de plusieurs kilomètres de profondeur et la distance entre le convertisseur de fréquence et le moteur est également de plusieurs kilomètres, de sorte que la forme d’onde de sortie du convertisseur de fréquence est nécessaire pour être une onde sinusoïdienne, et plus l’harmonique est petite, mieux c’est. Sinon, la chute de tension de la ligne est très importante, et le moteur n’a pas de couple de sortie et ne peut pas traîner la charge. En règle générale, il convient d’utiliser le convertisseur parfait sans harmonique et à plusieurs niveaux avec groupe de puissance connecté en série. 

Lors du réglage de la vitesse de la station de pompe d’injection d’eau dans un champ d’huile par conversion de fréquence, la pression de sortie et le débit de la pompe d’injection d’eau peuvent être réglés de manière fluide et continue. Le système de commande peut fournir de l’eau à "pression constante" Ou "flux constant". Cela permet d’économiser de l’énergie en éliminant la manière d’adopter la vanne de régulation, qui était utilisée auparavant.

En outre, le convertisseur de fréquence peut également être utilisé dans les stations de collecte et de transport de pétrole et de gaz dans les champs pétrolifères. Le pétrole brut ou le gaz naturel collecté dans chaque puits du champ sera envoyé à la station de collecte et de transport du champ pour traitement. Le pétrole brut (ou gaz naturel) et les organismes associés de chaque puits sont collectés, séparés, mesurés, puis recueillis et transportés à la station de traitement. Le pétrole, le gaz et l’eau sont séparés et purifiés, dosés, déshydratés, déchargés, ainsi que la vapeur de chaudière chauffée, l’eau chaude sanitaire et d’autres procédés, et le pétrole brut et le gaz naturel qui répondent aux normes de qualité spécifiées sont ensuite concentrés et expédiés.