石海东（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

1 实施背景

近5年第三采油厂生产总耗电稳中有升，注水系统能耗统计见表1。其中注水系统年耗电占生产总耗电量比例40%左右，由于注水泵排量固定无法灵活调控，造成部分水量与电量的浪费，系统能耗上升，通过建设注水泵高压变频设备，可根据下游水量需求调整注水泵实际排量，降低注水量的同时达到节能降耗目的[1]。

表1 注水系统能耗统计

目前油田注水泵的流量调节通常采用改变泵的出口阀门开度的方式来改变泵的工作点，这种方式增加了注水损耗。通过变频装置改变电动机的定子供电频率来改变电动机转速，根据离心水泵的相似原理，速度与轴功率是成三次方关系变化的，虽然电动机转速降低后流量会减少，但是可以通过开大其他注水泵的出口阀门的方法，来弥补因变频调速时减少的水量，达到注水系统总注水量不变。在电动机调速的过程中泵的出口阀门一般全开或保持一个合理的开度不变，避免了传统调节方式造成的节流损失可实现无节流流量的调节[2]。

2 措施内容

2.1 针对问题及思路

注水泵高压变频节能改造针对泵排量固定、外输水量浪费、耗电量浪费、供需不匹配等问题。通过变频调控排量、减少水量浪费、减少电量浪费、匹配供需关系[3]。注水泵高压变频设备，变频器采用单元串联多电平PWM拓扑结构，由若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出，高压主回路与控制器之间采用光纤连接，具有电力电子保护和工业电气保护功能。……