天津吉玄節能技術股份有限公司
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永磁耦合器

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產品名稱

永磁耦合器

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產品描述

 

抽油機工作現狀

 

油田游梁式抽油機工作時存在的問題:

1、電機啟動時,轉動慣量大,帶載啟動,啟動力矩大,需要很大的啟動功率;

2、電機用電功率因數低,效率低;

3、抽油機工作載荷呈周期性變化,對機械系統產生沖擊載荷,影響電機壽命。

 

  針對以上問題,公司從游梁式抽油機電機節能及改善抽油機運行狀態的角度出發,在永磁渦流技術基礎上,將其引入到電機對抽油機的驅動環節,研制了永磁耦合器,并制定了永磁調速器企業標準,標準號為Q/SY DQ085-2018。

 

 

產品技術創新

 

永磁耦合器技術創新:

1、利用磁場作用傳遞轉矩,電機與負載之間軟連接,可實現抽油機的柔性啟動;

2、運行過程中可根據負載特性自動調整滑差,以適應負載扭矩;

3、緩沖上下沖程換向過程對電機的沖擊,提高電機運行穩定性,延長電機使用壽命;

4、可以降低電機裝機功率,實現節能10%~30%。

 

 

產品結構及工作原理

 

 
產品結構
 
 
 
 
 
工作原理
 

  當導體轉子隨電機軸旋轉時,與電機同步轉速,此時導體轉子的銅導體切割磁力線,從而形成渦電流。渦電流產生的感應磁場與永磁轉子固有磁場相互作用,傳遞扭矩,從而帶動永磁轉子同向旋轉。

 

 

  結構上導體轉子的銅導體內圈與永磁轉子的外圈徑向正投影,但不接觸,二者之間設計出一定的間隙,此間隙也被稱為“氣隙”,因此實現了電機與負載由原來的硬(機械)連接變為軟(柔性)連接。同時,隨著負載的變化,永磁轉子和導體轉子的轉速會發生變化,二者之間的轉速差稱為“滑差”,這也是永磁耦合器的“柔性”所在。

 

 

   

 

 

產品優勢及在抽油機上的應用

1、可使電機降檔使用,降低電機裝機功率,提高電機功率因數,可達到10%以上的節能率;

2、利用磁渦流感應耦合的軟連接取代傳統的機械硬連接,實現負載柔性啟動;

3、緩沖負載的沖擊振動,提高傳動系統的使用壽命;

4、故障率低,可靠性高,壽命長。

 

永磁耦合器在抽油機上的應用

1、安裝簡單:換下原來皮帶輪,直接安裝永磁耦合器即可,不改變原安裝基礎。

2、永磁耦合器不改變原系統運行維護方式,不增加任何電氣附件。

3、永磁耦合器壽命長達25年。

 

永磁耦合器在抽油機上的應用
 
  
 
 
安裝永磁耦合器前后生產參數數據
 
1、大慶油田采油六廠
 

 

有功節電率為:9.84%

無功節電率為:56.11%

綜合節電率為:12.11%

 

  

 

2、采油十廠
 

 

有功節電率為:27.82%

無功節電率為:22.28%

綜合節電率為:27.62%

 

 

  

 

 

產品節能效果

 

  大慶石油采油六廠2018年7月試用安裝一臺永磁耦合器

  2018年7月在采油六廠試用安裝一臺45kW永磁耦合器,用于抽油機節能改造,并安裝永磁耦合器至今,該抽油機及永磁耦合器工作狀態穩定,運行良好。

  采油六廠工作人員分別在安裝永磁耦合器前后測量相關運行參數,以便于計算45kW永磁耦合器節能情況。安裝45kW永磁耦合器前后運行參數對比詳見下表。

 

 

采油六廠2018年7月試用安裝一臺永磁耦合器
 
 
采油六廠2018年7月試用安裝一臺永磁耦合器
 
 
安裝永磁耦合器前后參數對比
 

有功節電率為:30.63%

無功節電率為:68.89%

綜合節電率為:35.25%

 

經濟效益分析

 

采油六廠2018年7月試用安裝一臺永磁耦合器

1、年節能收益計算

按每年運行時間8000h,電費價格0.745元/kW·h計算,單臺45kW永磁耦合器年節能收益為:

(P1-P2)×8000h×0.745元/kW·h

=(14.34kW-9.947kW)×8000h×0.745元/kW·h

=26182.28元

 

2、投資回收期計算

按45kW永磁耦合器(含電機)投資每臺5.5萬元(不含稅)計算,

投資回收期為:55000÷26182.28≈2.1年

 

3、預估總經濟收益

2.1年收回初裝投資,設備使用期限為25年,預估單臺永磁耦合器總經濟收益為:

26182.28元/年×(25-2.1)年≈599574.21元

 

4、社會經濟效益

  該產品可使電機無功功率大幅度減小,優化電網環境,降低能耗和維護運行成本,可收到節能減排,提高效益,改善電網環境的社會效益。

  由于抽油機啟動電流大及采油工況不穩定,原電機的選用功率余量較大,永磁耦合器的安裝,使小功率電機即可順利啟動抽油機,電機降檔使用的同時保證采油作業不受影響,同時提高了泵效及電機功率因數。雖然采用了小功率電機,但遇到負載驟然增大的情況也不會造成電機堵轉燒損,也可延長皮帶及傳動設備使用壽命。

  從采油六廠永磁耦合器的使用情況看,在產液量不變的情況下,設備運行穩定,傳動平緩,節能收益明顯,綜合節電率在35%以上。

 

 

 

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