通過(guò)變頻調(diào)參與自動(dòng)控制，使管道內(nèi)介質(zhì)溫度保持穩(wěn)定，消除工頻控制溫度調(diào)節(jié)連續(xù)性差、設(shè)定不及時(shí)等原因?qū)е碌碾娔芾速M(fèi)。

    近年來(lái)，通過(guò)研制變頻與自動(dòng)調(diào)溫裝置相結(jié)合，使加熱功率隨著環(huán)境溫度自動(dòng)變化，大幅降低了管道電加熱器能耗。

    第一部分 工頻控制加熱存在問(wèn)題

　　效率低，連續(xù)性差，不能適應(yīng)環(huán)境溫度的自動(dòng)變化。

　　管道電加熱器工頻加熱采用上、下限設(shè)定值控制。當(dāng)加熱溫度高于上限值時(shí)停止加熱，低于下限值時(shí)加熱啟動(dòng)。為確保原油平穩(wěn)輸送，溫度設(shè)定值以滿足最低環(huán)境溫度為標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在氣溫較高時(shí)存在電能浪費(fèi)，如果設(shè)定值長(zhǎng)時(shí)間不調(diào)整，電能浪費(fèi)更大。

　　同時(shí)，電加熱器的輸出功率不能調(diào)整，依靠頻繁啟、停來(lái)控制溫度，連續(xù)性較差。

　　第二部分 控制管道電加熱器用電所采取的措施

　　一、采用燃?xì)庹婵障嘧儬t取代井口電加熱棒

　　針對(duì)套管氣較豐富的油井，油田應(yīng)用燃?xì)庹婵障嘧儬t，取代了部分管道電加熱棒，但具有一定的局限性。

　　1、依托單井套管氣加熱，受氣量的影響較大。

　　2、當(dāng)氣量逐漸減少時(shí)，點(diǎn)火難度增加，火焰燃燒的可靠性下降，存在安全隱患。

　　3、加熱爐通過(guò)明火直接或間接加熱，燃燒溫度較高，易損件較多，維護(hù)成本高。

　　二、實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)能真空管集熱器取代電加熱棒

　　2008年，在油井及儲(chǔ)油罐上實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)能真空管集熱器取代電加熱棒，存在問(wèn)題較多停止推廣。

　　1、熱量存儲(chǔ)難度大。電加熱工藝主要針對(duì)低溫天氣，白天太陽(yáng)能光照強(qiáng)度大時(shí)僅需少量加溫，夜晚氣溫低卻沒(méi)有太陽(yáng)能可利用，儲(chǔ)存技術(shù)及成本目前尚難以接受。

　　2、太陽(yáng)能集熱裝置占地面積大，易受場(chǎng)地條件限制。

　　3、一次投入、維護(hù)成本高。

　　第三部分 變頻自動(dòng)調(diào)溫裝置的應(yīng)用

　　近年來(lái)，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)與改進(jìn)，研制變頻自動(dòng)調(diào)溫裝置，依據(jù)氣溫變化，通過(guò)變頻調(diào)參與溫度調(diào)節(jié)器相結(jié)合，自動(dòng)調(diào)整加熱溫度，實(shí)現(xiàn)電加熱器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　一、電加熱器變頻調(diào)溫控制技術(shù)的特點(diǎn)

　　電加熱變頻調(diào)溫控制技術(shù)以常規(guī)變頻器為執(zhí)行部件，用兩個(gè)溫度傳感器分別采集環(huán)境溫度與管道介質(zhì)溫度，兩個(gè)PID調(diào)節(jié)器對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行處理：當(dāng)大氣溫度變化時(shí)，電加熱設(shè)定溫度值相應(yīng)調(diào)整（呈反比例對(duì)應(yīng)關(guān)系），變頻器根據(jù)電加熱設(shè)定溫度與實(shí)際溫度的差值相應(yīng)調(diào)整輸出功率，最終實(shí)現(xiàn)回油溫度基本保持穩(wěn)定。

　　二、電加熱器變頻恒溫控制現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果：

　　（一）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

　　通過(guò)家39-63井23天的試驗(yàn)結(jié)果表明，與常規(guī)工頻電加熱器（家43-61）控制對(duì)比，平均日節(jié)電量209.7kw.h（計(jì)量數(shù)據(jù)為電力自動(dòng)計(jì)量與傳輸數(shù)據(jù)），節(jié)電率達(dá)55.8%（兩臺(tái)電加熱棒額定功率均為20kw，處于同一區(qū)塊、同一條供電線路、管線距離基本相等，其原油物性相近、管線散熱相近。經(jīng)檢測(cè)，在工頻運(yùn)行時(shí)，實(shí)際加熱功率同為23kw，日耗電量均在550kw.h）。

　　在家39-63井完全依據(jù)氣溫變化自動(dòng)控制設(shè)定溫度與加熱功率，至4月27日日均耗電為165.3kw.h（從4月5日日耗電380kw.h下降到最低一天4月15日僅43kw.h；與3月上旬對(duì)比，日耗電量下降500kw.h）。而同期家43-61采用常規(guī)電加熱控制，日均耗電量為375.9kw.h（從4月5日的524kw.h降到4月19日的最低值270kw.h）。

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　　該產(chǎn)品采用30kw常規(guī)變頻，可適應(yīng)常規(guī)20kw與30kw兩種管道電加熱器，單臺(tái)價(jià)格低于3萬(wàn)元，按單臺(tái)日節(jié)電220度計(jì)算（平均節(jié)電率40%），單井年可節(jié)電8萬(wàn)度（不含線路網(wǎng)損與上級(jí)網(wǎng)損），折合電費(fèi)6.16萬(wàn)元。投資回收期僅0.77年。

　　因電加熱器采用變頻啟動(dòng)無(wú)沖擊電流，運(yùn)行電流平穩(wěn)，使電加熱器與變頻器的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)燃?xì)鉅t等節(jié)能產(chǎn)品的使用壽命，而運(yùn)行條件不受任何限制。

　　結(jié)論

　　電加熱器變頻調(diào)溫自動(dòng)控制，使電加熱器加熱功率隨著氣溫的變化而自動(dòng)變化，徹底解決了工頻控制加熱不能與環(huán)境溫度相適應(yīng)以及加熱連續(xù)性差的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了電加熱設(shè)備的全自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行。

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