專利名稱：一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變頻工況下輸油泵機(jī)組，特別涉及一種基于過泵溫差的變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算方法，并根據(jù)目前輸油站SCADA系統(tǒng)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)情況，結(jié)合現(xiàn)有節(jié)能測試儀器，制定快捷簡便的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方案。
背景技術(shù)：
據(jù)估計(jì)，工業(yè)用泵所消耗的電能中，有209^50%可通過變頻技術(shù)節(jié)省。我國應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的時(shí)間只有十幾年，隨著國外變頻器的發(fā)展，我國的變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展也十分迅速。近年來，變頻調(diào)速方式在各行業(yè)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于以往的其它調(diào)速方式，成為電
力拖動(dòng)行業(yè)的中樞。變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算是衡量變頻效果的一個(gè)重要內(nèi)容，它反映變頻工況下輸油泵機(jī)組的運(yùn)行狀況與能量利用情況。其中，變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率的計(jì)算是整個(gè)變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算的關(guān)鍵。現(xiàn)行變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算中，通常根據(jù)泵類為平方轉(zhuǎn)矩類負(fù)載的特點(diǎn)和電動(dòng)機(jī)內(nèi)部電磁變換等效原理進(jìn)行推導(dǎo)，確定相關(guān)的能效計(jì)算模型。目前，國家石油行業(yè)制訂并頒布了 SY/T 6834-2011《變頻調(diào)速拖動(dòng)裝置節(jié)能測試方法與評(píng)價(jià)指標(biāo)》等一系列相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。Meir等人根據(jù)離心泵為平方轉(zhuǎn)矩類負(fù)載，采用比例定律法計(jì)算變頻工況下輸油泵軸功率及其效率，評(píng)價(jià)泵機(jī)組的節(jié)能潛力，計(jì)算時(shí)認(rèn)為不同轉(zhuǎn)速下的輸油泵機(jī)械效率相等，計(jì)算結(jié)果不夠準(zhǔn)確。Metwally等人(2002)在電動(dòng)機(jī)等效電路基礎(chǔ)上，利用已知電動(dòng)機(jī)基本參數(shù)，基于電動(dòng)機(jī)輸出扭矩計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出功率，進(jìn)而計(jì)算電動(dòng)機(jī)效率和輸油泵效率，但對(duì)于變頻輸油泵機(jī)組的現(xiàn)場測試卻鮮有具體的描述。Daut等人(2009)通過分析額定功率為5馬力的異步電動(dòng)機(jī)效率計(jì)算，從電動(dòng)機(jī)T型等值電路分析有功功率傳遞的情況，通過計(jì)算電動(dòng)機(jī)損失效率來計(jì)算電動(dòng)機(jī)效率，但計(jì)算中所需的參數(shù)，如電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子每相電阻，漏磁電抗和勵(lì)磁電抗等，難以在現(xiàn)場測試中獲取或依靠經(jīng)驗(yàn)估算，使得計(jì)算受限。張燕賓等人(2002)從電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子間電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換出發(fā)，對(duì)復(fù)雜運(yùn)行過程進(jìn)行動(dòng)靜變換和磁電變換，從等效電路原理推導(dǎo)變頻后電動(dòng)機(jī)扭矩計(jì)算公式。為了得到轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)等效電路，以便于簡化分析和計(jì)算過程，用一個(gè)等效的靜止轉(zhuǎn)子來取代原來的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，使等效轉(zhuǎn)子內(nèi)電勢(shì)和電流頻率與定子的相同。根據(jù)等效原則將原旋轉(zhuǎn)的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行折算，稱為頻率折算。經(jīng)過頻率折算后的等效靜轉(zhuǎn)子的參數(shù)再經(jīng)過繞組折算將轉(zhuǎn)子側(cè)各物理量折算到定子側(cè)，便可得出所需的等效電路。但計(jì)算所需的參數(shù)，如電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子每相電阻、每相漏磁電抗等，難以在現(xiàn)場測試中獲取，給現(xiàn)場實(shí)際測試帶來不便。邱阿瑞等人(2002)根據(jù)電動(dòng)機(jī)T型等值電路分析有功功率傳遞情況，通過計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率損耗來計(jì)算電動(dòng)機(jī)效率，但計(jì)算所需的參數(shù)，如電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子每相電阻、每相漏磁電抗和勵(lì)磁電抗等，也難以在現(xiàn)場測試中獲取或依靠經(jīng)驗(yàn)估算，使得計(jì)算受限。國內(nèi)外變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算大體上可分為3類，一是采用比例定律法進(jìn)行計(jì)算，二是根據(jù)電動(dòng)機(jī)等效電路原理直接推導(dǎo)，三是計(jì)算出電動(dòng)機(jī)功率損失效率再計(jì)算電動(dòng)機(jī)效率。采用以上方法，理論上都可計(jì)算出變頻工況下電動(dòng)機(jī)效率，但在實(shí)際測試中所需電動(dòng)機(jī)參數(shù)獲取困難，或者計(jì)算方法結(jié)果偏差較大，在實(shí)際應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)并推廣。若直接使用扭矩儀測試電動(dòng)機(jī)輸出扭矩，無論是介入式扭矩儀還是非介入式扭矩儀都必須在機(jī)組停運(yùn)時(shí)安裝扭矩傳感設(shè)備，介入式扭矩儀還必須安裝在電動(dòng)機(jī)軸和泵軸之間作為軸系一部分才能使用，更給生產(chǎn)現(xiàn)場帶來不便。因此，有必要研究新的變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算方法，在計(jì)算準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上滿足現(xiàn)場測試的實(shí)際需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)各方法在現(xiàn)場測試中存在的問題與限制，結(jié)合實(shí)際操作，推導(dǎo)并建立了基于過泵溫差的變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算方法，根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算方法，確定了變頻輸油泵機(jī)組能效測試需要測取的參數(shù)、其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)儀器，制定了具有可操作性的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方案。、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法，包括計(jì)算變頻輸油泵效率；計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率；計(jì)算變頻工況下輸油泵輸出功率；通過變頻工況下輸油泵輸出功率來計(jì)算變頻工況下輸油泵輸入功率；通過變頻工況下輸油泵輸入功率來計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率；通過變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率和變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率來計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)效率；通過變頻輸油泵效率和變頻電動(dòng)機(jī)效率對(duì)變頻輸油泵機(jī)組能效進(jìn)行測試?？蛇x的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述通過變頻輸油泵效率和變頻電動(dòng)機(jī)效率對(duì)變頻輸油泵機(jī)組能效進(jìn)行測試包括根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效模型確定現(xiàn)場測試需要的現(xiàn)場參數(shù)；根據(jù)現(xiàn)場參數(shù)來選取儀器，并對(duì)選取的儀器進(jìn)行測試；根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效模型通過電動(dòng)機(jī)和輸油泵進(jìn)行測試獲取電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)、輸油泵測試參數(shù)、變頻工況下電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)和變頻工況下輸油泵測試參數(shù)；利用測試后的儀器進(jìn)行現(xiàn)場測試獲取現(xiàn)場參數(shù)；根據(jù)電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)、輸油泵測試參數(shù)、現(xiàn)場參數(shù)、變頻工況下電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)和變頻工況下輸油泵測試參數(shù)，采用變頻輸油泵機(jī)組能效模型進(jìn)行計(jì)算以實(shí)現(xiàn)變頻輸油泵機(jī)組能效測試?？蛇x的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率包括將傳遞過程中的功率損耗忽略不計(jì)，根據(jù)能量守恒原理，則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸的功率與輸入軸的功率相等，即變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率與變頻工況下輸油泵輸入功率相等，通過所述變頻工況下輸油泵輸入功率計(jì)算步驟得出的變頻工況下輸油泵輸入功率來獲取變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率?？蛇x的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率包括測出計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率所需參數(shù)，根據(jù)參數(shù)計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率。
可選的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述測出計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率所需參數(shù)的方法為電能表法?？蛇x的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述測出計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率所需參數(shù)的方法為電流電壓功率因數(shù)法?？蛇x的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述儀器包括電力分析儀、浮子式密度計(jì)、粘度計(jì)、手持式激光轉(zhuǎn)速計(jì)、便攜式流量計(jì)和玻璃水銀溫度計(jì)?？蛇x的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述輸油泵測試參數(shù)包括進(jìn)口原油溫度、出口原油溫度、進(jìn)口原油壓力、出口原油壓力、原油密度和實(shí)測原油體積流量?？蛇x的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述變頻工況下輸油泵測試參數(shù)包括進(jìn)出口溫度、壓力和體積流量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試裝置，包括變頻輸油泵效率單元，用于計(jì)算變頻輸油泵效率；變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率單元，用于計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率；變頻工況下輸油泵輸出功率單元，用于計(jì)算變頻工況下輸油泵輸出功率；變頻工況下輸油泵輸入功率單元，用于通過變頻工況下輸油泵輸出功率來計(jì)算變頻工況下輸油泵輸入功率；變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率單元，用于通過變頻工況下輸油泵輸入功率來計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率；變頻電動(dòng)機(jī)效率單元，用于通過變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率和變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率來計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)效率；變頻輸油泵機(jī)組能效測試單元，通過變頻輸油泵效率和變頻電動(dòng)機(jī)效率對(duì)變頻輸油泵機(jī)組能效進(jìn)行測試。可選的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述變頻輸油泵機(jī)組能效測試單元包括現(xiàn)場參數(shù)確定模塊，用于根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效模型確定現(xiàn)場測試需要的現(xiàn)場參數(shù)；儀器測試模塊，用于根據(jù)現(xiàn)場參數(shù)來選取儀器，并對(duì)選取的儀器進(jìn)行測試；測試參數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效模型通過電動(dòng)機(jī)和輸油泵進(jìn)行測試獲取電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)、輸油泵測試參數(shù)、變頻工況下電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)和變頻工況下輸油泵測試參數(shù)；現(xiàn)場參數(shù)獲取模塊，用于利用測試后的儀器進(jìn)行現(xiàn)場測試獲取現(xiàn)場參數(shù)；能效獲取模塊，用于根據(jù)電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)、輸油泵測試參數(shù)、現(xiàn)場參數(shù)、變頻工況下電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)和變頻工況下輸油泵測試參數(shù)，采用變頻輸油泵機(jī)組能效模型進(jìn)行計(jì)算以實(shí)現(xiàn)變頻輸油泵機(jī)組能效測試?？蛇x的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率單元計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率包括將傳遞過程中的功率損耗忽略不計(jì)，根據(jù)能量守恒原理，則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸的功率與輸入軸的功率相等，即變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率與變頻工況下輸油泵輸入功率相等，通過所述變頻工況下輸油泵輸入功率計(jì)算步驟得出的變頻工況下輸油泵輸入功率來獲取變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率。
可選的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率單元計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率包括測出計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率所需參數(shù)，根據(jù)參數(shù)計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率?？蛇x的，本發(fā)明一實(shí)施例中，所述儀器測試模塊選取儀器包括電力分析儀、浮子式密度計(jì)、粘度計(jì)、手持式激光轉(zhuǎn)速計(jì)、便攜式流量計(jì)和玻璃水銀溫度計(jì)?？蛇x的，本發(fā)明一實(shí)施例中， 所述測試參數(shù)獲取模塊獲取的輸油泵測試參數(shù)包括進(jìn)口原油溫度、出口原油溫度、進(jìn)口原油壓力、出口原油壓力、原油密度和實(shí)測原油體積流量。上述技術(shù)方案具有如下有益效果通過比較變頻工況下國內(nèi)外在該領(lǐng)域的能效計(jì)算方法，針對(duì)各方法在現(xiàn)場測試中存在的問題與限制，結(jié)合實(shí)際操作，推導(dǎo)并建立了基于過泵溫差的變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算法，該方法所需計(jì)算參數(shù)少、計(jì)算過程簡單，給現(xiàn)場實(shí)際測試帶來方便。根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算方法，確定了變頻輸油泵機(jī)組能效測試需要測取的參數(shù)、其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)儀器，制定了具有可操作性的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方案。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明提出的一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法流程圖之一；圖2是本發(fā)明提出的一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法流程圖之二 ；圖3是本發(fā)明提出的一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試裝置框圖；圖4是本發(fā)明提出的一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試裝置中變頻輸油泵機(jī)組能效測試單元組成框圖；圖5是在本發(fā)明提出的一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法中輸油泵測溫點(diǎn)和測壓點(diǎn)布置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在進(jìn)行變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算時(shí)，直接測試與計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出功率比較困難。在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小較多的情況下，用比例定律法計(jì)算輸油泵軸功率，結(jié)果較相同條件下實(shí)際值小。根據(jù)電動(dòng)機(jī)扭矩計(jì)算公式或電動(dòng)機(jī)損失功率公式計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出功率，在目前的現(xiàn)場條件下，所需電動(dòng)機(jī)參數(shù)如定子、轉(zhuǎn)子每相漏磁電抗等難以測取，則無法計(jì)算。通過比較變頻工況下國內(nèi)外在該領(lǐng)域的能效計(jì)算方法，針對(duì)各方法在現(xiàn)場測試中存在的問題與限制，結(jié)合實(shí)際操作，推導(dǎo)并建立了基于過泵溫差的變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算法，并根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算方法，確定了變頻輸油泵機(jī)組能效測試需要測取的參數(shù)、其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)儀器，制定了具有可操作性的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方案。本申請(qǐng)包括變頻輸油泵機(jī)組效率計(jì)算模型以及變頻輸油泵機(jī)組能效測試方案兩部分內(nèi)容。如圖I所示，為本發(fā)明提出的一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法流程圖之一。該方法包括步驟101 :計(jì)算變頻輸油泵效率；步驟102 :計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率； 步驟103 :計(jì)算變頻工況下輸油泵輸出功率；步驟104 :通過變頻工況下輸油泵輸出功率來計(jì)算變頻工況下輸油泵輸入功率；步驟105 :通過變頻工況下輸油泵輸入功率來計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率；步驟106 :通過變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率和變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率來計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)效率；步驟107 :通過變頻輸油泵效率和變頻電動(dòng)機(jī)效率對(duì)變頻輸油泵機(jī)組能效進(jìn)行測試。如圖2所示，為本發(fā)明提出的一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法流程圖之二。進(jìn)一步地，將步驟105更改為步驟105’ 將傳遞過程中的功率損耗忽略不計(jì)，根據(jù)能量守恒原理，則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸的功率與輸入軸的功率相等，即變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率與變頻工況下輸油泵輸入功率相等，通過所述變頻工況下輸油泵輸入功率計(jì)算步驟得出的變頻工況下輸油泵輸入功率來獲取變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率。那么，本發(fā)明提出的一種變頻輸油泵機(jī)組能效計(jì)算方法根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，按照黑箱原理劃分各個(gè)研究單元，分別研究其能量平衡。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際測試與計(jì)算，提出過泵溫差法，該方法以熱力學(xué)能量守恒和轉(zhuǎn)換原理為基礎(chǔ)，分析原油流經(jīng)輸油泵時(shí)所產(chǎn)生的溫升，根據(jù)焓與過程無關(guān)的特性，將原油流經(jīng)輸油泵進(jìn)出口處焓差等效為定熵焓差與定壓焓差之和，推導(dǎo)變頻工況下輸油泵效率的計(jì)算。其中，步驟101 :按照式(I)計(jì)算出變頻輸油泵效率。
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PP式中nVF，pe變頻工況下輸油泵效率，% ;H為輸油泵揚(yáng)程，m； At為輸油泵進(jìn)出口溫差，K ; AP為輸油泵進(jìn)出口壓差，MPa5Sp為所輸原油等熵壓縮溫升系數(shù)，° C/Mpa;匕為輸油泵所輸送原油的平均比定壓熱容，J/(kg K)。步驟102 :測出計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率所需參數(shù)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，測量方法有很多種，優(yōu)選電能表法和電流電壓功率因數(shù)法。①電能表法測出電能表轉(zhuǎn)動(dòng)所需時(shí)間t、電能表變流比Ki和電能表變壓比Ku，根據(jù)式(2)計(jì)算
獲得變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率。
10Pvv mi 二 -X 3600 X Ki X Kli(2)
’ Kxt式中K為電能表實(shí)際常數(shù)，r/(kW*h) ;t為電能表轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)所需時(shí)間，s ^為電能表變流比；KU為電能表變壓比。根據(jù)參數(shù)計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率。②電流電壓功率因數(shù)法測出變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸入端線電壓UVF，lmi、變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸入端線電流Ivf,lmi和變頻工況下電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行頻率下的功率因數(shù)以上參數(shù)可通過輸油站電力SCADA
系統(tǒng)獲得，或者用電力分析儀測得。根據(jù)式(3)計(jì)算獲得變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率。
權(quán)利要求
1.一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法，其特征在于，包括 計(jì)算變頻輸油泵效率； 計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率； 計(jì)算變頻工況下輸油泵輸出功率； 通過變頻工況下輸油泵輸出功率來計(jì)算變頻工況下輸油泵輸入功率； 通過變頻工況下輸油泵輸入功率來計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率； 通過變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率和變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率來計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)效率； 通過變頻輸油泵效率和變頻電動(dòng)機(jī)效率對(duì)變頻輸油泵機(jī)組能效進(jìn)行測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法，其特征在于，所述通過變頻輸油泵效率和變頻電動(dòng)機(jī)效率對(duì)變頻輸油泵機(jī)組能效進(jìn)行測試包括 根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效模型確定現(xiàn)場測試需要的現(xiàn)場參數(shù)； 根據(jù)現(xiàn)場參數(shù)來選取儀器，并對(duì)選取的儀器進(jìn)行測試； 根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效模型通過電動(dòng)機(jī)和輸油泵進(jìn)行測試獲取電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)、輸油泵測試參數(shù)、變頻工況下電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)和變頻工況下輸油泵測試參數(shù)； 利用測試后的儀器進(jìn)行現(xiàn)場測試獲取現(xiàn)場參數(shù)； 根據(jù)電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)、輸油泵測試參數(shù)、現(xiàn)場參數(shù)、變頻工況下電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)和變頻工況下輸油泵測試參數(shù)，采用變頻輸油泵機(jī)組能效模型進(jìn)行計(jì)算以實(shí)現(xiàn)變頻輸油泵機(jī)組能效測試。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法，其特征在于，所述計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率包括 將傳遞過程中的功率損耗忽略不計(jì)，根據(jù)能量守恒原理，則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸的功率與輸入軸的功率相等，即變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率與變頻工況下輸油泵輸入功率相等，通過所述變頻工況下輸油泵輸入功率計(jì)算步驟得出的變頻工況下輸油泵輸入功率來獲取變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求Γ3任一權(quán)利要求所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法，其特征在于，所述計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率包括 測出計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率所需參數(shù)，根據(jù)參數(shù)計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率。
5.根據(jù)權(quán)利要4所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法，其特征在于，所述測出計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率所需參數(shù)的方法為電能表法。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法，其特征在于，所述測出計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率所需參數(shù)的方法為電流電壓功率因數(shù)法。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法，其特征在于，所述儀器包括電力分析儀、浮子式密度計(jì)、粘度計(jì)、手持式激光轉(zhuǎn)速計(jì)、便攜式流量計(jì)和玻璃水銀溫度計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法，其特征在于，所述輸油泵測試參數(shù)包括進(jìn)口原油溫度、出口原油溫度、進(jìn)口原油壓力、出口原油壓力、原油密度和實(shí)測原油體積流量。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法，其特征在于，所述變頻工況下輸油泵測試參數(shù)包括進(jìn)出口溫度、壓力和體積流量。
10.一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試裝置，其特征在于，包括變頻輸油泵效率單元，用于計(jì)算變頻輸油泵效率； 變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率單元，用于計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率； 變頻工況下輸油泵輸出功率單元，用于計(jì)算變頻工況下輸油泵輸出功率； 變頻工況下輸油泵輸入功率單元，用于通過變頻工況下輸油泵輸出功率來計(jì)算變頻工況下輸油泵輸入功率； 變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率單元，用于通過變頻工況下輸油泵輸入功率來計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率； 變頻電動(dòng)機(jī)效率單元，用于通過變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率和變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率來計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)效率； 變頻輸油泵機(jī)組能效測試單元，通過變頻輸油泵效率和變頻電動(dòng)機(jī)效率對(duì)變頻輸油泵機(jī)組能效進(jìn)行測試。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試裝置，其特征在于，所述變頻輸油泵機(jī)組能效測試單元包括 現(xiàn)場參數(shù)確定模塊，用于根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效模型確定現(xiàn)場測試需要的現(xiàn)場參數(shù)； 儀器測試模塊，用于根據(jù)現(xiàn)場參數(shù)來選取儀器，并對(duì)選取的儀器進(jìn)行測試； 測試參數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)變頻輸油泵機(jī)組能效模型通過電動(dòng)機(jī)和輸油泵進(jìn)行測試獲取電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)、輸油泵測試參數(shù)、變頻工況下電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)和變頻工況下輸油泵測試參數(shù)； 現(xiàn)場參數(shù)獲取模塊，用于利用測試后的儀器進(jìn)行現(xiàn)場測試獲取現(xiàn)場參數(shù)； 能效獲取模塊，用于根據(jù)電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)、輸油泵測試參數(shù)、現(xiàn)場參數(shù)、變頻工況下電動(dòng)機(jī)測試參數(shù)和變頻工況下輸油泵測試參數(shù)，采用變頻輸油泵機(jī)組能效模型進(jìn)行計(jì)算以實(shí)現(xiàn)變頻輸油泵機(jī)組能效測試。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試裝置，其特征在于，所述變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率單元計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率包括 將傳遞過程中的功率損耗忽略不計(jì)，根據(jù)能量守恒原理，則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸的功率與輸入軸的功率相等，即變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率與變頻工況下輸油泵輸入功率相等，通過所述變頻工況下輸油泵輸入功率計(jì)算步驟得出的變頻工況下輸油泵輸入功率來獲取變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率。
13.根據(jù)權(quán)利要求1(Γ12任一權(quán)利要求所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試裝置，其特征在于，所述變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率單元計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率包括 測出計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率所需參數(shù)，根據(jù)參數(shù)計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試裝置，其特征在于，所述儀器測試模塊選取儀器包括電力分析儀、浮子式密度計(jì)、粘度計(jì)、手持式激光轉(zhuǎn)速計(jì)、便攜式流量計(jì)和玻璃水銀溫度計(jì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試裝置，其特征在于，所述測試參數(shù)獲取模塊獲取的輸油泵測試參數(shù)包括進(jìn)口原油溫度、出口原油溫度、進(jìn)口原油壓力、出口原油壓力、原油密度和實(shí)測原油體積流量。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變頻輸油泵機(jī)組能效測試裝置，其特征在于，所述測試參數(shù)獲取模塊獲取的變頻 工況下輸油泵測試參數(shù)包括進(jìn)出口溫度、壓力和體積流量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變頻輸油泵機(jī)組能效測試方法及裝置，計(jì)算變頻輸油泵效率；計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)輸入功率；計(jì)算變頻工況下輸油泵輸出功率；計(jì)算變頻工況下輸油泵輸入功率；計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率；計(jì)算變頻電動(dòng)機(jī)效率；通過變頻輸油泵效率和變頻電動(dòng)機(jī)效率獲取變頻輸油泵機(jī)組能效模型來計(jì)算變頻輸油泵機(jī)組能效。其中，所述計(jì)算變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率包括將傳遞過程中的功率損耗忽略不計(jì)，根據(jù)能量守恒原理，則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸的功率與輸入軸的功率相等，即變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率與變頻工況下輸油泵輸入功率相等，通過所述變頻工況下輸油泵輸入功率計(jì)算步驟得出的變頻工況下輸油泵輸入功率來獲取變頻工況下電動(dòng)機(jī)輸出功率。
文檔編號(hào)G01R31/34GK102735382SQ20121023690
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者侯磊, 劉文婷, 張澤 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京)