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鉆井平臺溫控風機研制及節(jié)能評價

文檔作者：關慶齡麥亞苗韓永軍朱海龍文檔來源：中海油服鉆井研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年08月15日
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2012年第11期(總第86期)
婦；夏占節(jié)鏈
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2012年11月
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鉆井平臺溫控風機研制及節(jié)能評價
關慶齡，麥亞苗，韓永軍，朱海龍
(中海油服鉆井研究院，河北燕郊065200)
摘要：根據(jù)目前鉆井平臺風機運行中存在的能源浪費的現(xiàn)狀，提出了在保障安全前提下的風枕溫控方案，并開展設
備研制，在鉆井平臺上成功應用。對溫控風機系統(tǒng)的能耗監(jiān)測表明該系統(tǒng)起到了預期的節(jié)能效果，為鉆井平臺技術節(jié)能
提供了實施案例。
關鍵詞： 溫控；風機；節(jié)能
中圈分類號： Ts737+．1 文獻標識碼： A 文章編號： 2095—0802一(2012111—003l—02
M鋤ufacture鋤d E眥rgy SaVing Evaluation of Drilling Platfo瑚Temperature
Control Air Blower
GUAN Qing—Iing，MAI Ya—miao，HAN Yong—jun，ZHU Hai—Iong
(R&amp;amp;D Center-China 0iIfield Sen，ices Limited，Yanjiao 065200，Hebei，China)
Abst陽ct：According to the ener夥wastage in nlnning ddlling platfb兀Il air blower at present，pmposed the fan temperature eontrol
scheme under the premise of s硝每ty，caHying out equipment deVelopment，and successful applying in drilling platfom．The ene理：)，
consumption monitoring of temperature—contmlled fan system show that the system had expected energy saving ef玷ct，which
proVided implementation case fbr drilling platfom technology energy—saving．
1【ey words：temperature control； air blawer； energy saving
0引言
風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送
氣體的機械，它是一種從動的流體機械。目前鉆井平
臺主要用于平臺艙室的通風，應用類型為鼓風機。
目前中海油服鉆井平臺的風機都是大功率、固定
轉速的，正常運行時遠遠超過換氣及降溫的要求。在能
源問題日益突出的今天，根據(jù)季節(jié)和室外溫度調(diào)節(jié)風機
功率，滿足環(huán)境安全要求又實現(xiàn)節(jié)能目標，是技術節(jié)能
的典型課題。對平臺各個區(qū)域的風機做到智能控制，不
僅可以顯著節(jié)約耗電，而且也可以減少了設備的磨耗，
并降低了噪音，間接減少了風機修理工作量。
1節(jié)能原理
風機節(jié)能控制是通過變頻器降低風機的轉速，從
而節(jié)省風機的能耗。
根據(jù)風機定律，風機的軸功率與風機(電機)的
轉速的三次方成正比(即風機的軸功率與供電頻率的
三次方成正比)，所以風機的轉速和耗能也是成立方
收稿日期：2012—10～02
第一作者簡介：關慶齡，1979年生，女，河北三河人，2002年
畢業(yè)于中國石油大學(華東)石油工程專業(yè)，助理工程師。
關系，而風機的轉速由變頻器的頻率調(diào)節(jié)，因!此在滿
足安全換氣次數(shù)和工況的情況下降低風機的轉速是節(jié)能
很好的途徑。系統(tǒng)采用變頻器的頻率調(diào)節(jié)進行風機的轉
速控制，能夠安全、穩(wěn)定、高效地控制(節(jié)能)風機。
圖1風機控制原理圖
風機采用變頻控制如圖1所示。風機的控制皆采
用在風機前段增加變頻器的方式，變頻器統(tǒng)一安裝在
2個控制柜內(nèi)。控制柜面板上分別具備本地、停、遠
程控制選擇開關。在本地狀態(tài)下變頻器長期處于運行
狀態(tài)，在變頻器操作面板上給定頻率，在停止狀態(tài)下
變頻器停止，在遠程狀態(tài)下由上位計算機遠程控制，
可根據(jù)溫度變化手動或自動調(diào)節(jié)變頻器的頻率。
2監(jiān)控系統(tǒng)．
監(jiān)測系統(tǒng)的主要目的之一是為節(jié)能評價提供實際
·31·2叭2年第1l期絡；夏與芋釷2012年11月
數(shù)據(jù)。監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對測試對象的遠程控制、能
耗數(shù)據(jù)的記錄等功能。監(jiān)控系統(tǒng)主要由以下幾個部分
組成：一臺PLC控制柜、一臺變頻控制柜、3個溫度
傳感器、一臺監(jiān)控計算機。
艙室風機包括6個7．5 kW的艙室風機包括1個
鍋爐艙進風機、1個鍋爐艙排風機、1個處理劑艙進
風機、1個固井泵艙進風機、1個輪機庫排風機、1個
修理間進風機。這6個風機功率都是7．5 kW，每個
風機的風量為36 000 mⅦ。4個11 kW的機艙風機
包括2個機艙進風機和2個機艙出風機。每個風機風
量為180 000 m訛。如圖2。
前
圖2艙室風機分布圖
3數(shù)據(jù)交換
系統(tǒng)通過網(wǎng)絡通訊交換數(shù)據(jù)，系統(tǒng)網(wǎng)絡分為2個
部分，485通訊和PPI通訊。
3．1 485通訊
本系統(tǒng)中的485通訊功能是將6個電量表和1個
PLC通過手拉手的方式連接在整個RS485通訊網(wǎng)絡
上，PLc可即時采集6個電量表的電量。
485通訊的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10 Mbps，接口
是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾
性好，接口的最大傳輸距離可達3 Ooo m，總線允許
連接多達128個收發(fā)器，只需要一根兩芯屏蔽連接電
纜，接口連接器采用DB一9的9芯插頭座。
3．2 PPI通訊
PPI通訊網(wǎng)絡負責將PLC控制器中的所有數(shù)據(jù)即
溫度、照度、風機運行狀態(tài)、照明運行狀態(tài)、電量等
所有的參數(shù)采集到監(jiān)控計算機中顯示，并且從監(jiān)控計
算機的中發(fā)出相應的操作和運行指令控制現(xiàn)場的風機
和照明的運行。
4節(jié)能評價
4．1風機工況分析
風機的最低轉速要滿足艙室的換氣次數(shù)要求，根
·32·
據(jù)具體情況，最大的艙室體積在1 000 mⅦ左右，小
時換氣量是6 000 m3幾。11 kW的風機的風量是
180 000 m％，所以風機運行在40 Hz的時候是完全
能滿足艙室的換氣次數(shù)的。其中固井泵艙是防爆艙，
風量應滿足生產(chǎn)要求。
根據(jù)中國氣象網(wǎng)站的2010年的全年各月平臺平
均溫度記錄，渤海地區(qū)溫度在30℃以下的月份分別
是1月、2月、3月、4月、11月、12月，在這幾個
月時風機的運行頻率應該運行在42 Hz。5月的平均
溫度在29℃左右，這段時間內(nèi)風機的平均頻率應該
是44 Hz。6月、9月份的艙室平均溫度一般在38℃
左右，此時風機的運行頻率應保持在50 Hz左右。
7月、8月份的艙室平均溫度一般在40℃左右，此時
風機的運行頻率應保持在52 Hz左右，10月份的艙
室平均溫度一般在36 cC左右，此時風機的運行頻率
在48 Hz左右。實際運行中，風機的運行頻率是連續(xù)
變化的，為了計算風機的節(jié)能效果，我們利用取平均
值的辦法，對風機在不同季節(jié)運行時的頻率和運行時
間做如下統(tǒng)計：在節(jié)能模式下，風機在平均頻率
40 Hz時運行181天，在平均頻率42 Hz時運行
3l天，在平均頻率48 Hz時運行60天，在平均頻率
52 Hz時運行92天，在平均頻率44 Hz時運行31天。
4．2風機節(jié)能實測
2010年7月21日～9月10日對風機在節(jié)能及非
節(jié)能模式下運轉，周節(jié)能為2 870 kW·h。具體監(jiān)測
數(shù)據(jù)略。
5結語
鉆井平臺溫控風機系統(tǒng)運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集全面
準確。能夠全面、準確的對平臺的節(jié)能減排負荷及能
耗情況進行監(jiān)控。能夠對數(shù)據(jù)進行了篩查和分析。系
統(tǒng)投入前后的有較大的節(jié)能效果。
(責任編輯：季鑫)
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．j||能源知識捺
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浮動式風電機組
浮動式風電機組又稱深海型風電機組，一般安裝
在浮動平臺上，并通過錨索進行固定。
近年來，浮動式風電機組受到各國關注，它可以利
用更深海域的風能，還可以給海上用電設備(如軍事雷
達等)供電。但為經(jīng)受惡劣天氣和洋流影響，風電機組
制造需采用特殊技術以保證風機運行的可靠性和浮動
平臺的相對穩(wěn)定，因此投資成本較高。
世界上第一臺浮動式風機誕生在挪威，它安裝在
1個海深100 m多的浮動平臺上，并通過3根錨索進
行固定。目前，英國和美國等國家正在開展浮動式風機
的研究工作，中國也正在開展這方面的探索。

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