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钻井平台温控风机研制及节能评价

文档作者：关庆龄麦亚苗韩永军朱海龙文档来源：中海油服钻井研究院		点击数：	更新时间： 2023年08月15日
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2012年第11期(总第86期)
妇；夏占节链
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2012年11月
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钻井平台温控风机研制及节能评价
关庆龄，麦亚苗，韩永军，朱海龙
(中海油服钻井研究院，河北燕郊065200)
摘要：根据目前钻井平台风机运行中存在的能源浪费的现状，提出了在保障安全前提下的风枕温控方案，并开展设
备研制，在钻井平台上成功应用。对温控风机系统的能耗监测表明该系统起到了预期的节能效果，为钻井平台技术节能
提供了实施案例。
关键词： 温控；风机；节能
中圈分类号： Ts737+．1 文献标识码： A 文章编号： 2095—0802一(2012111—003l—02
M锄ufacture锄d E眦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阳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
风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送
气体的机械，它是一种从动的流体机械。目前钻井平
台主要用于平台舱室的通风，应用类型为鼓风机。
目前中海油服钻井平台的风机都是大功率、固定
转速的，正常运行时远远超过换气及降温的要求。在能
源问题日益突出的今天，根据季节和室外温度调节风机
功率，满足环境安全要求又实现节能目标，是技术节能
的典型课题。对平台各个区域的风机做到智能控制，不
仅可以显著节约耗电，而且也可以减少了设备的磨耗，
并降低了噪音，间接减少了风机修理工作量。
1节能原理
风机节能控制是通过变频器降低风机的转速，从
而节省风机的能耗。
根据风机定律，风机的轴功率与风机(电机)的
转速的三次方成正比(即风机的轴功率与供电频率的
三次方成正比)，所以风机的转速和耗能也是成立方
收稿日期：2012—10～02
第一作者简介：关庆龄，1979年生，女，河北三河人，2002年
毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业，助理工程师。
关系，而风机的转速由变频器的频率调节，因!此在满
足安全换气次数和工况的情况下降低风机的转速是节能
很好的途径。系统采用变频器的频率调节进行风机的转
速控制，能够安全、稳定、高效地控制(节能)风机。
图1风机控制原理图
风机采用变频控制如图1所示。风机的控制皆采
用在风机前段增加变频器的方式，变频器统一安装在
2个控制柜内。控制柜面板上分别具备本地、停、远
程控制选择开关。在本地状态下变频器长期处于运行
状态，在变频器操作面板上给定频率，在停止状态下
变频器停止，在远程状态下由上位计算机远程控制，
可根据温度变化手动或自动调节变频器的频率。
2监控系统．
监测系统的主要目的之一是为节能评价提供实际
·31·2叭2年第1l期络；夏与芋钍2012年11月
数据。监控系统可以实现对测试对象的远程控制、能
耗数据的记录等功能。监控系统主要由以下几个部分
组成：一台PLC控制柜、一台变频控制柜、3个温度
传感器、一台监控计算机。
舱室风机包括6个7．5 kW的舱室风机包括1个
锅炉舱进风机、1个锅炉舱排风机、1个处理剂舱进
风机、1个固井泵舱进风机、1个轮机库排风机、1个
修理间进风机。这6个风机功率都是7．5 kW，每个
风机的风量为36 000 mⅦ。4个11 kW的机舱风机
包括2个机舱进风机和2个机舱出风机。每个风机风
量为180 000 m讹。如图2。
前
图2舱室风机分布图
3数据交换
系统通过网络通讯交换数据，系统网络分为2个
部分，485通讯和PPI通讯。
3．1 485通讯
本系统中的485通讯功能是将6个电量表和1个
PLC通过手拉手的方式连接在整个RS485通讯网络
上，PLc可即时采集6个电量表的电量。
485通讯的数据最高传输速率为10 Mbps，接口
是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰
性好，接口的最大传输距离可达3 Ooo m，总线允许
连接多达128个收发器，只需要一根两芯屏蔽连接电
缆，接口连接器采用DB一9的9芯插头座。
3．2 PPI通讯
PPI通讯网络负责将PLC控制器中的所有数据即
温度、照度、风机运行状态、照明运行状态、电量等
所有的参数采集到监控计算机中显示，并且从监控计
算机的中发出相应的操作和运行指令控制现场的风机
和照明的运行。
4节能评价
4．1风机工况分析
风机的最低转速要满足舱室的换气次数要求，根
·32·
据具体情况，最大的舱室体积在1 000 mⅦ左右，小
时换气量是6 000 m3几。11 kW的风机的风量是
180 000 m％，所以风机运行在40 Hz的时候是完全
能满足舱室的换气次数的。其中固井泵舱是防爆舱，
风量应满足生产要求。
根据中国气象网站的2010年的全年各月平台平
均温度记录，渤海地区温度在30℃以下的月份分别
是1月、2月、3月、4月、11月、12月，在这几个
月时风机的运行频率应该运行在42 Hz。5月的平均
温度在29℃左右，这段时间内风机的平均频率应该
是44 Hz。6月、9月份的舱室平均温度一般在38℃
左右，此时风机的运行频率应保持在50 Hz左右。
7月、8月份的舱室平均温度一般在40℃左右，此时
风机的运行频率应保持在52 Hz左右，10月份的舱
室平均温度一般在36 cC左右，此时风机的运行频率
在48 Hz左右。实际运行中，风机的运行频率是连续
变化的，为了计算风机的节能效果，我们利用取平均
值的办法，对风机在不同季节运行时的频率和运行时
间做如下统计：在节能模式下，风机在平均频率
40 Hz时运行181天，在平均频率42 Hz时运行
3l天，在平均频率48 Hz时运行60天，在平均频率
52 Hz时运行92天，在平均频率44 Hz时运行31天。
4．2风机节能实测
2010年7月21日～9月10日对风机在节能及非
节能模式下运转，周节能为2 870 kW·h。具体监测
数据略。
5结语
钻井平台温控风机系统运行稳定，数据采集全面
准确。能够全面、准确的对平台的节能减排负荷及能
耗情况进行监控。能够对数据进行了筛查和分析。系
统投入前后的有较大的节能效果。
(责任编辑：季鑫)
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浮动式风电机组
浮动式风电机组又称深海型风电机组，一般安装
在浮动平台上，并通过锚索进行固定。
近年来，浮动式风电机组受到各国关注，它可以利
用更深海域的风能，还可以给海上用电设备(如军事雷
达等)供电。但为经受恶劣天气和洋流影响，风电机组
制造需采用特殊技术以保证风机运行的可靠性和浮动
平台的相对稳定，因此投资成本较高。
世界上第一台浮动式风机诞生在挪威，它安装在
1个海深100 m多的浮动平台上，并通过3根锚索进
行固定。目前，英国和美国等国家正在开展浮动式风机
的研究工作，中国也正在开展这方面的探索。

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