Успешный опыт применения преобразователей частоты на объектах нефтяной отрасли

В последние годы на промышленных предприятиях Республики Татарстан существенно возрос интерес к использованию преобразователей частоты (ПЧ). Этому способствовал существенный рост цен на электроэнергию, энергоносители и, как следствие, принятие Республиканской целевой программы «Энергосбережение в РТ на 2000-2005 годы». В рамках данной программы внедрение ПЧ признано одним из наиболее эффективных мероприятий по энергосбережению.

По количеству установленных ПЧ и широкому спектру их мощностей (от 1,5 кВт до 1250 кВт) особое место в республике Татарстан занимают предприятия ОАО «Татнефть». На данных объектах хорошо зарекомендовали себя преобразователи частоты типа FR-A540 производства фирмы «MITSUBISHI ELECTRIC» (Япония), которые успешно эксплуатируются на:

КНС-5 (кустовая насосная станция) НГДУ «Бавлынефть» (центробежный насос - 75 кВт);
ДНС-6С (дожимная насосная станция внутрипромысловой перекачки) НГДУ «Джалильнефть» (центробежные насосы - 75 кВт);
ДНС-43С НГДУ «Елховнефть» (мультифазный насос внутрипромысловой перекачки - 110 кВт) и др;
в цехе по футеровке труб НГДУ «Бавлынефть» (рольганги - 1,5 кВт; 3,7 кВт; 5,5 кВт).

Из данного ряда устройств наибольший интерес для заказчиков может представлять опыт внедрения преобразователя частоты для управления работой асинхронного двигателя мультифазного насоса.

В НГДУ «Елховнефть» (ОАО «Татнефть»), на ДНС 43С используется мультифазный насосный агрегат отечественного производства типа А3 2ВВ 63/25-50/25 Б со следующими характериcтиками:

мощность насоса - 110 кВт;
частота вращения - 1450 об/мин;
подача насоса - 50 м³/ч;
давление на входе - 2,0 кгс/см² (0,2 МПа);
давление на выходе 25 кгс/см² (2,5 МПа).

Насос предназначен для перекачивания газожидкостной смеси:

с содержанием газа - 10-90%;
вязкостью - 0,2-2 см²/с;
плотностью - до 1,2 кг/м³.

В декабре 2000 года в работу были запущены два насосных агрегата по схеме: первый основной - второй резервный. Вывод насоса на режим перекачки 25-30 м³/час привел к снижению давления на скважинах до 14-15 атм. При этом подача насоса регулировалась путем перераспределения части перекачиваемой жидкости с выкида на прием. До запуска в работу мультифазного насоса давление на отдаленных скважинах достигало до 35-40 атм. Расчетным путем установлено, что снижение давления на скважинах данного участка на 20 атм приводит к снижению энергопотребления на 228 125 кВт*ч в год.

В мае 2001 года для управления работой насосов была изготовлена и установлена станция управления насосными агрегатами, состоящая из преобразователя частоты FR-A540L-110K, логического контролера, панели управления и пусковой аппаратуры (вакуумные контакторы). Принцип работы станции заключается в обеспечении возможности работы двух насосных агрегатов от одного преобразователя частоты. Станция обеспечивает работу любого насоса в регулируемом режиме и в режиме прямого пуска. С целью определения экономичности применения преобразователя частоты для управления работой насосных агрегатов, были проведены испытания по определению затрат электроэнергии при различных режимах работы насосов. При этом было установлено, что использование ПЧ в составе станции управления позволяет снизить расход электроэнергии на 65% или 625 000 кВт*ч в год. Кроме того, применение ПЧ обеспечивает мягкие режимы работы насосных агрегатов и снимает проблемы с прямыми пусками.Общий экономический эффект от внедрения мультифазного насоса в комплексе с ПЧ составляет 9427 тыс. руб.