设备耗电

2024-10-22

设备耗电（精选7篇）

设备耗电篇1

1 前言

工程建设中现使用的RBS2202无线设备耗电量参数为增加了冗余的1998年实测数据。厂家提供的设备最大耗电指标、1998年实测数据及推荐工程取值如表1所示：

RBS2206无线设备投运至今，一直未组织耗电实测，其耗电参数为厂家提供的设备最大耗电指标，其取值如表2所示：

在运行维护中发现，基站无线设备实际运行耗电与设计耗电存在较大偏差，导致蓄电池计算放电时间普遍远小于实际蓄电池放电时间。而在工程中，由于电力供应紧张，维护对基站蓄电池放电时间的要求大大提高，为了工程的可操作性，要求蓄电池计算放电时间需尽量贴近实际情况，即设计无线设备耗电量参数需接近基站实际耗电;另外无线设备设计耗电过大，将增大整流系统设计容量，浪费投资，并降低整流系统负载率，增加能源浪费，为实现国家节能减排目标，也有必要完成对无线设备尤其是RBS2206设备耗电的实测工作，为基站电源设计提供准确依据。

2 基站设备耗电实测方案

2.1 测试内容

RBS2202载波耗电1998年已有测试数据 (见表1) ，经与统计数据对比，并经运营商维护部门确认，1998年测得RBS2202载波耗电测量值与实际基本一致，但RBS2202机架耗电未包括空调停运时的风扇耗电增加，因此数值偏小。

本次测试需实测的内容如下：

(1) RBS2202机架耗电;

(2) RBS2206机架耗电;

(3) RBS2206载波耗电;

本次测试多个在网基站，测试过程选用同一套仪表。

2.2 测试原理

(1) 无线设备功耗测试原理

(2) 无线设备空机架普通状态功耗的测试

通过硬闭载波，使被测试无线机架为空机架，记录被测试机架耗电。

(3) 无线设备载波功耗的测试

通过硬闭载波，使被测试无线机架仅剩1个载波(RBS2206为双载波)时话务处于拥塞状态，记录被测试机架耗电，用此数据减去测得的空机架耗电则为载波最大耗电。

(4) 无线机架高温状态下风扇功耗增加的测试

测得机架普通状态下的功耗W1后，关闭全部风扇，测的机架功耗W2，待机架温度显著升高后，开启单只风扇，测得最高稳定功耗W3ㄢ

普通状态下全机架风扇耗电=W1-W2

单只风扇最大耗电=W3-W2

高温状态下风扇耗电增加=N× (W3-W2) - (W1-W2)

注：N为机架风扇数量。

高温下风扇耗电增加与普通状态空机架耗电之和即为空机架高温耗电。

2.3 测试步骤

(1) 硬闭机架载波至仅剩1个载波(RBS2206为双载波);

(2) 确认机架处于话务拥塞;

(3) 硬闭机架全部载波;

(4) 开启机架全部载波;

(5) 关闭机架全部风扇;

(6) 待机架温度显著上升后, 开启单只风扇;

(7) 分别在不同阶段进行测量, 做好记录。

3 基站设备耗电实测结果及分析

3.1 测试结果

通过对6个站点多个机架的实测，得到有效数据如下：

(1) RBS2206双载波满载耗电

RBS2206每双载频满载耗电为6.3 A/24V、6.7A/24V。

(2) RBS2206空机架耗电(风扇低速)

空机架耗电 (风扇低速) 为3.4A/24V、3.4A/24V、4.1A/24V。

(3) 无线机架高温状态下风扇耗电增加

因测试设备均为在网设备，为保证网络安全，仅在1个站点对RBS2202机架做此测试。RBS2206机架风扇数量与RBS2202机架相同，均为4台风扇，均使用4个5A开关供电，故可参考使用RBS2202测试结果。

测得常温下RBS2202机架耗电含6A的风扇耗电，而单只风扇在高温时最大耗电约为2.3A/24V，则4只风扇最大耗电为9.2A/24V, RBS2202机架在高温时风扇耗电较常温时耗电增加约3.2A/24Vㄢ

3.2 设备耗电建议取值

(1) RBS2202设备

载波耗电建议使用98年实测值，机架耗电建议使用98年实测值7.18A/24V加上本次测得高温时风扇耗电增加3.2A/24V，具体如表3所示：

(2) RBS2206设备

载波耗电建议使用本次实测值，机架耗电建议使用本次实测值4.1A/24V加上本次测的高温时风扇耗电增加3.2A/24V(参考RBS2202设备)，具体如表4所示：

本研究建议无线设备耗电计算公式如下：

RBS2202 Y=3.55*X+10.4

RBS2206 Y=6.7*X/2+7.3

式中:Y—无线机架的直流耗电量

X—机架安装载波数

本公式用于整流模块配置时需考虑1.1倍的安全系数。

4 基站设备耗电实测验证

4.1 机房实际耗电分布

通过对827个在网宏基站维护耗电统计数据(该数据为维护实测数据增加约10%的风扇高温耗电增加)的分析，可得到基站耗电分布图如图2所示：

由图2可知原有基站耗电量基本在0～300A/24V范围，仅有很少基站耗电量超过300A/24V (最大未超过360A) 。

4.2 计算耗电与实际耗电对比

将利用本研究建议设备耗电取值计算出的全站设备耗电与基站维护耗电数据(该数据为维护实测数据增加约10%的高温耗电增加)比较可得出本研究建议设备耗电取值与实际耗电的偏差范围。

(1) RBS2202设备

使用建议耗电参数计算出的基站计算耗电量与134个独立GSM900基站的维护耗电数据对比结果如图3所示：

由图3可知，RBS2202独立站点实际耗电量(含约10%的停电状态下的风扇高温增加)大部分(69%)都分布在使用建议耗电参数计算出的计算耗电量的0.7～0.9倍区间，仅有8%分布在1～1.2倍区间，均未超出1.2倍，若不考虑停电状态下的高温增加，则全部基站实际耗电量均在计算耗电量的1.1倍以下。

使用建议耗电参数计算出的基站计算耗电量与81个GSM/DCS共站基站的维护耗电数据对比结果如图4所示：

由图4可知，RBS2202共站站点实际耗电量(含约10%的停电状态下的风扇高温增加)大部分(82%)都分布在使用建议耗电参数计算出的计算耗电量的0.7～0.9倍区间，仅有2%分布在1～1.2倍区间，均未超出1.2倍，若不考虑停电状态下的高温增加，则全部基站实际耗电量亦在计算耗电量的1.1倍以下。

(2) RBS2206设备

使用建议耗电参数计算出的基站计算耗电量与15个RBS2206设备基站的维护耗电数据对比结果如图5所示：

由图5可知RBS2206耗电分布情况与RBS2202设备基站较为类似，大部分基站实际耗电量分布在计算耗电量0.7～0.9倍区间，均未超过1倍，考虑到数据样本较少，RBS2206亦按RBS2202情况认为：若不考虑停电状态下的高温增加，全部基站实际耗电量在计算耗电量的1.1倍以下。

经与维护统计数据对比后，可知本研究建议无线设备耗电取值较为合理有效，并较原计算取值更加贴近实际耗电情况，同时较厂家提供的设备最大耗电有大幅度减少。

5 经济效益分析

将本文得到的耗电量结果应用于实际设备配置、订购，将会产生非常显著的效益，下面以一个典型基站为例进行说明：

假如：新建1个RBS2206无线基站，基站规模为6/6/6 (3机架)，蓄电池组按常见配置500Ah/24V两组。根据厂家提供的耗电量数据，可计算出需配置整流设备如下：

设备耗电量：166.5A;蓄电池充电电流100A;

需配置整流器容量：7x50A

根据本研究推荐计算数据，可计算出需配置设备如下：

设备耗电量：90.4A;蓄电池充电电流100A;

需配置整流器容量：5x50A

减少整流模块配置2 x50A

按目前整流设备常见价格：50A/24V整流模块单价2 000元;单站节省约4 000元，全省一年按新建基站1000个估算，则可直接节约投资400万元。

6 结论

设备厂家出于自身考虑，提供的设备耗电参数往往为最大叠加峰值，而实际运行耗电一般不超过其2/3，甚至低于其1/2，这导致工程设计中电源设备配置普遍偏大，既增加了工程初期投资又降低了电源系统运行效率。

因此本文建议：在采用新设备的建设工程中，可考虑在工程前先安装一到二个标准机房，开通后按本文方法对设备的耗电量进行极限状态实测，利用试验结果适当增加安全冗余后作为一期工程建设电源设备配置参数;一期工程建设完成后，对维护数据做统计分析，评估配置参数相对现网数据的偏离度并适当调整，最终确定可供后续工程长期使用的的电源设备配置参数。如此在保障网络安全的同时可节约大量投资并显著提高电源系统运行效率。

参考文献

[1]YD/T5040-2005.通信电源设备安装工程设计规范

[2]YD/T1051-2000.通信局 (站) 电源系统总技术要求

[3]广东省邮电规划设计院.关于移动基站耗电量测量结果的报告, 1998年

[4]广东省电信规划设计院.移动基站无线设备耗电量实测报告

小家电耗电不容忽视篇2

1 小家电其实是“电老虎”

在电器卖场, 像冰箱、空调、洗衣机等大家电在显著的位置都贴上了“中国能效标识”的标签, 并详细地标注了耗能情况, 一些电风扇、电磁炉有的有标识, 有的没有, 而电饭煲、电压力锅、空调扇等均没有能效标识。笔者从一些消费者口中了解到, 大多数消费者并不关注这些, 一般买大件电器, 像冰箱、空调会关注一下, 小家电顶多看看有多少瓦, 大多认为小家电耗电少, 贴不贴能效标识无所谓。

据一位家电专家介绍, 电饭锅一般有几百瓦的功率, 而电磁炉、电热水壶的功率都能达到1~2千瓦, 甚至更高;1台功率为2千瓦的电磁炉做一顿饭花1小时, 1日3餐就要用6千瓦时电, 在家用电磁炉吃1次火锅用的电量可以让一般的冰箱工作4天以上;1台带有加热、制冷功能的饮水机的日均耗电量超过1千瓦时, 而1台被标示为一级能效的节能冰箱的日均耗电量仅0.4千瓦时。相比之下, 小家电的耗电量的确大得惊人, 可见小家电的确是家里“电老虎”!

2010年3月1日起, 国家公布的能源效率标识相关实施规则规定家电产品必须加贴能效标识, 消费者购买家电时可根据标识挑选合适自己的产品, 不要单看产品的瓦数。国家对家电产品实行“能效标识”制度, 主要目的是为了促进产品节能技术的进步。当前, 节能是未来家电的发展方向, 对消费者来说, 挑选节能的产品可以节省使用当中的电费开支, 也为低碳环保做了贡献。因此笔者建议, 消费者在选购家电类产品时, 一定要关注“能效标识”。

此前消费者都认为大件电器是家中的“电老虎”, 即使去关注, 也只关注这些大件电器的能效标识, 殊不知小家电才是真正的耗电大户, 消费者应加强关注小家电的能耗问题。

2 小家电的能效标识应用

能效标识这个概念并没有深入人心, 许多人并不知晓。能效标识又称能源效率标识, 是附在耗能产品或其最小包装物上, 表示产品能源效率等级等性能指标的一种信息标签, 目的是为用户和消费者的购买决策提供必要的信息, 以引导和帮助消费者选择高能效节能产品。能效标识是蓝白背景彩色标识, 一般粘贴在产品的正面面板上。

目前, 对于一些小家电也有能效规定。电风扇的能效等级分为1级、2级、3级等3个级别, 以1级最高;电饭锅能效等级分1级、2级、3级、4级、5级等5个级别, 也是以1级最高。电风扇和电饭锅能效等级分别要达到3级和5级才允许生产和销售。

3 小家电节能窍门

当了解了能效标识后, 虽然选购的产品节能了, 但合理的使用会更加的节能。为此, 笔者收集了一些常用家电的节能小窍门供参考。

(1) 微波炉。在用微波炉加热早餐的时候, 可以在食物或碗外面罩上保鲜膜, 这样水分不会大量流失, 而且加热时间也会缩短, 达到省电的目的。

(2) 电熨斗。使用蒸汽电熨斗时, 加热水, 省电又省时。先熨需要温度较低的尼龙、涤纶类织物, 后熨需要温度较高的棉、麻、毛类织物。充分利用余热熨烫衣物。选购电熨斗应买能够调温的。功率宁可大一些, 而不宜选功率较小的, 如买500瓦或700瓦调温电熨斗, 这种电熨斗升温快, 达到使用要求后能自动断电, 不仅能节约用电, 而且能保证熨烫质量, 节约时间。

(3) 电水壶。电水壶内电热管结有水垢后要及时清除, 以提高电水壶的热效率, 同时也能提高电热管的使用寿命。夏天使用贮水式电热淋浴容器的用户, 用完后应随时往水箱内灌满水, 因室温高于自来水温, 水温会逐步提高, 通电加热就能节电。

(4) 电烤炉。用电烤炉、三明治炉烘烤食品时, 应一气呵成, 充分利用第一炉烤好后残留的余温, 节省第二次烘烤消耗的电能。

CDMA手机辐射和耗电原因分析篇3

关键词：CDMA,发射功率,辐射,耗电

随着人们环保意识的日益增强, 对电磁辐射也更加关注, 尤其是日常随身携带的手机, 它的辐射更是引起了人们的高度关注。本文根据CDMA的原理, 分析CDMA手机的发射功率和辐射之间的关系。同时分析CDMA手机在通话和空闲两种情况下, 其消耗电量的方式, 总结CDMA手机耗电量大的原因。

CDMA手机辐射量的大小与天线的材料及尺寸有关, 在实际使用中, 手机辐射的大小还和手机与基站之间的距离、使用者周围的地理环境、基站的设置情况等因素有关。一般来讲, CDMA手机离基站越近, 信号覆盖和信号质量越好, 手机只需要以较小的功率就可以和基站取得联系, 辐射就会越小。如果网络覆盖情况比较好, 手机在实际使用过程中的辐射也会比较小。

1 CDMA系统对手机发射功率的要求

首先, CDMA手机发射功率的初始值的取定及功率控制机制。CDMA手机的信号发射方式是连续的, CDMA在通信过程中采用的是信号连续发射, 标明的发射功率是平均功率, CDMA IS-95A规范对手机最大发射功率要求为0.2W～1W (23dBm～30dBm) , 目前网络实际上允许手机的最大发射功率为23dBm (0.2W) , 规范对CDMA手机最小发射功率没有要求, 视具体的网络覆盖情况而定。在实际通信过程中, 在某个时刻某个地点, 手机的实际发射功率取决于环境, 系统对通信质量的要求, 语音激活等诸多因素, 实际上就是取决于系统的链路预算。在通常的网络设计和规划中, 对于基本相同的误帧率要求, 由于CDMA系统采用扩频技术, 扩频增益对全速率编码的增益为21dB, (对其他低速率编码的增益更大) , 所以对解扩前信号的等效载干比的要求小于-14dB (CDMA系统通常要解扩后信号的值为7dB左右) 。

手机与系统的通信可分为两个阶段, 一是接入阶段, 二是通话阶段。对于CDMA系统, 在随机接入状态下, 手机会根据接收到的基站信号电平估计一个较小的值作为手机的初始发射功率, 发送第一个Access Probe, 如果在规定的时间内没有得到基站的应答信息, 手机会加大发射功率, 发送第二个Access Probe, 如果在规定时间内还没有得到基站的应答信息, 手机会再加大发射功率。这个过程重复下去, 直到收到基站的应答或者到达设定的最多尝试次数为止。在通话状态下, 每1.25ms基站会向手机发送一个功率控制命令信息, 命令手机增大或减少发射功率, 步长为1dB。

考虑到CDMA系统其他独有的技术, 如软切换、RAKE接收机对多径的分集作用、强有力的前向纠错算法对上行链路预算的改善等, CDMA系统对手机的发射功率的要求其实很小。CDMA手机独特的随机接入机制和快速的反向功率控制, 可以使手机平均发射功率维持在一个较低的水平。

2 手机安全辐射标准与手机发射功率

手机辐射对人体的影响尚在不断的观察与研究之中, 目前尚未有全面的科学的结论。目前国际上 (包括美国FCC, 欧洲CENEIEC) 普遍采用的标准是“SAR” (Specific Absorption Rate) 的缩写, 即“比吸收率”, 就是单位时间内单位质量的物质吸收的电磁吸收辐射能量。指的是人体单位质量吸收的射频功率, 对手机辐射进行量化和测量。通俗地讲, 就是测量手机辐射对人体的影响是否符合标准。目前国际通用的标准为:以6分钟计时, 每公斤脑组织吸收的电磁辐射能量不得超过2W。

由于手机在通话时靠近人的脑部 (不带耳机) , 手机辐射天线与人脑的距离通常小于15cm。人脑处于天线辐射的近场, 由于人体组织结构的复杂性, 理论上计算天线辐射功率与人体内场强分布的关系非常困难。但根据电磁场理论, 有一点是可以肯定的, 在天线结构以及手机和人体相对位置一定的情况下, 天线输出功率越大, 在人体内形成的电场强度越高, 人体吸收的射频辐射功率越大。目前测量SAR值一个重要方法是使用人体组织等效模型, 利用探头来测量受射频辐射的人体内的实际场强值。

对SAR要求较严的是FCC标准, 对30MHz-15GHz频段推荐了两类辐射标准:

(1) 受控制的辐射极限:0.4mw/g (人体平均值) , 峰值8mw/g (对任何1克人体组织平均) , 平均时间6分钟;

(2) 非控制的辐射极限:0.08mw/g (人体平均值) , 峰值1.6mw/g (对任何1克人体组织平均) , 平均时间30分钟。

手机辐射属于人不能控制射频源的非控制辐射。

需要特别指出的是, 目前进行的手机SAR测试得到的结果, 均是在手机以最大发射功率和全速率移动的情况下得到的。CDMA手机最大发射功率为0.2W, SAR值的测定是一个较长时间的平均。在实际通信过程中, CDMA手机不会总是以最大功率发射, 特别是CDMA手机以全速率, 最大功率发射的概率极小。CDMA手机的平均发射功率远远小于CDMA手机的最大发射功率, 在实际通信过程中的CDMA手机对人体辐射的实际SAR值将大大低于CDMA手机标称的SAR值。

另一方面, 客观地说, 目前广泛采用的SAR标准可能不能够全面反应手机辐射对人体的影响。因为该标准是根据电磁辐射对人体的热效应制定的。事实上, 电磁波, 特别是低频脉冲电磁波对人体辐射的非热效应也日益引起人们的关注, GSM手机发射产生的低频脉冲电磁波已经影响到精密医疗设备, 助听设备的正常使用, 是否对人体也有害, 目前尚无定论。为避免GSM手机的上述缺陷, 第三代移动通信系统的终端设备发射的将都是如CDMA手机一样连续的无线电波而非脉冲电波。

如上所述, CDMA手机的发射功率是非常低的, 电磁辐射对于人体的影响很小, 那么为什么CDMA手机的电池续航能力并未有明显的延长呢?甚至于相比同型号的GSM手机电池续航能力更弱。经过分析, CDMA手机比较耗电的原因主要有如下四个方面, 集中在待机阶段和手机自身的技术因素:

(1) CDMA系统的功率控制技术表明, 在信号较弱的地方, 手机会加大发射功率不停搜索基站信号, 特别是在信号弱覆盖的地方 (如Ec/Io<-12dBm) , 电池会在短时间内耗光;

(2) 寻呼消息, 根据现在SCI (周期监听指数) 的设置, 多数是1.28S监听一次, 快速寻呼开通之后并不能明显的改善待机时间, 因为根据CDMA的规范如果手机处于更新overhead消息的状态下, 是不能进入sleep mode的, 而手机往往需要更新overhead消息不能进入sleep mode, 所以需要耗电的时间较长。

(3) CDMA手机在待机的时候, wake up->sleep->w a k e u p的过程中, 醒来的时间一般是8 0 m s, 这跟page的帧长是26.67ms有关。待机状态下手机活动频繁, 醒来的时间太长是CDMA待机时耗电大的原因之一。

(4) CDMA的交换处理技术相对复杂, CPU处理信令的时间长, 并且CDMA手机的功放是线性的, 效率较低, 手机耗电量较大。

(5) CDMA是码分多址技术, 手机内部的编码、解码算法处理比GSM手机复杂很多, CDMA的编解码EVRC压缩比高, 13k的编码可以达到固话的语音质量, 编码、解码芯片比较耗电。

3 总结

优化节能措施降低机采井耗电篇4

关键词：机采井,优化,效果

抽油机举升是人工举升的主要方式, 采取有效的节能措施, 提高其系统效率, 可使投入产出比增加, 在提高能效的同时获得更高的经济效益。抽油机系统效率受多方面因素的影响, 做节能优化设计首先要对各种影响因素进行研究, 找出对系统效率影响最大的因素。根据产液量不降的基本原则, 制定节能设计方案, 采取可行性的措施, 提高抽油机的系统效率, 从而达到降低机采井耗电的目的。

1 影响系统效率及耗电因素

1.1 地面系统影响

1.1.1 冲速对系统效率及耗电的影响

抽油机工作时, 电动机的负荷变化较大, 并且电动机的平均输出功率不但与电流有关, 更重要的是与电动机的负荷变化周期有一定关系。冲次与电动机负荷周期变化是相对应的;能量在减速箱中的传递通过齿轮完成, 一般情况下, 1对齿轮传动功率损失约为2%, 抽油机减速箱3对齿轮传动损失共为6%。抽油机的冲速每增加一次, 能量经过3对齿轮传递后, 减速箱的机械效率会降低1.5%~2.0%;抽油机的四连杆机构的能量损失主要包括轴承损失, 钢丝绳的变形损失。通常情况下, 抽油机的四连杆机构装置能量损失为7.5%~12.5%, 若增加1个冲速, 能量在该处的损失会增加3.0%左右;光杆运动速度增大, 功率损失也随之增大, 系统效率降低。总之, 在确保产量的前提下尽可能地降低冲速, 适当增大冲程能有效提高系统效率。

1.1.2 不平衡度及负扭矩对系统效率的影响

由扭矩曲线可直接得到上下冲程中的高峰扭矩值和负扭矩值与曲柄转角的范围。抽油机不平衡状态对系统效率影响分析, 通常是以上下冲程高峰扭矩峰值相等为标准来判断抽油机的工作状况, 在实际生产中, 不可能经常保证上下冲程扭矩峰值完全相等, 只要Md max/Mu max0.85, 抽油机就能保持良好的平衡状况, 扭矩曲线可以求得减速箱的平均输出功率, 由于根据悬点载荷计算扭矩时, 忽略了从悬点到曲柄的传动效率, 所以, 根据扭矩曲线求得的功率也就是光杆功率。将该功率除以抽油机效率可得电动机输出平均功率, 通过实际计算可以得出抽油机在不平衡状态下工作电动机输出功率会增大, 系统效率降低。

1.1.3 电动机机械特性不同直接影响系统效率

电动机的损耗可分为两大类:一是可变损耗, 二是不变损耗。不同类型电动机由于内部结构及原理不同损耗不同, 直接影响机采井耗电和系统效率。电动机的效率及功率因数都在额定功率附近时达到最大值, 因此选用电动机时应使电动机的容量与负载相匹配。

1.2 井下系统影响

抽油杆柱与液体间的黏滞摩擦功与下泵深度、原油黏度、抽油杆运动速度的平方成正比。随着下泵深度的增加, 摩擦损失功率增大, 导致系统效率的下降;原油黏度的变化主要体现在摩擦载荷和沿程压力损失上, 随着原油黏度的增加, 液体摩擦力增加, 悬点的最大载荷增加而最小载荷减小, 载荷变化幅度和示功图面积都增大, 功率消耗增加, 从而导致系统效率降低[1]。

2 优化节能措施, 降低耗电

通过以上分析, 可得知对抽油机系统效率影响的因素。对于抽油机井节能优化设计来说, 必须先对抽油机井的生产状况及时分析, 找出影响系统效率的因素, 在不影响产量的前提下, 根据现场实际情况, 调整参数, 优化软件得出合理的优化方案。

2.1 根据优化结果采用新型过渡轮装置下调冲速

过渡轮装置工作原理:在电动机轮和抽油机皮带轮中间安装一个减速装置, 减速装置有两个同轴同步减速轮, 电动机轮直接带动大轮达到降低转速的目的, 减速器小轮带动抽油机皮带轮, 相当于下调电动机输出转速, 达到降低冲速的目的。该装置分两种型号, 分别是400/200和300/180, 可以把原井4 r/min和3 r/min的冲次下调到2 r/min, 采用滑轨固定在抽油机底座, 4 700 mm和2 300 mm双皮带传动, 可定期注润滑剂进行保养。

过渡轮装置选择产液量在0.5 t以下、小层连通性相对较差、系统效率偏低的特低效井进行安装, 取得了较好的节能效果, 安装前后对比, 综合节电率达到9.4%, 平均单井日节电12.0 kWh, 平均系统效率提高1.40个百分点。

2.2 优选新型节能电动机, 提高系统效率

2.2.1 老井采用YCHD高转差率双速节能电动机

随着油田开发时间的延长, 低效井逐年增加, 老井产液量下降;作业过程中泵挂上提, 电动机负荷降低。电动机的效率及功率因数都在额定功率附近时达到最大值, 因此, 选用适当电动机使电动机的容量与负载相匹配是非常重要的。YCHD225—12/8型高转差率双速节能电动机采用两种输出转速, 分别为462/698 (r/min) , 对应额定功率分别为7.5/15 (k W) , 更换配套电动机轮可按要求调整冲速。因此, 可以根据单井实际变化情况随时调整适当的额定功率和冲速, 在控制箱内直接转换转速开关档位, 改变转速时, 必须停机后才能改变转换开关“S”档位, 避免电流突变造成电动机损伤。另外, 电动机具有7%的转差率和2.75倍的堵转力矩, 有利于抽油机在启动和井下遇阻时减少减速箱和抽油杆所受的冲击载荷, 有利于降低抽油机故障率。

在老井选取电动机消耗功率小于7.5 kW的低效井进行安装, 到目前共更换安装YCHD高转差率双速节能电动机20台套。更换前后对比, 平均单井实耗功率由5.40 kW下降到4.80 k W, 综合节电率达到11.1%, 平均单井日节电14.4 kWh, 平均系统效率9.2%, 提高2.3个百分点。

2.2.2 优化产能井地面拖动装置

针对新产能井低效高耗这一问题采用新型节能拖动装置, 起到了突出的节能效果。南区块投产新井27口, 采用TNM系列稀土永磁电动机一体化装置。该装置采用电流无功补偿技术, 无功电流在电动机处交换, 能有效提高电动机功率利用率, 与普通Y系列异步电动机比较有较高的节电率。统计27口新井, 单井平均实耗功率4.40 kW, 和老井平均实耗功率5.50 kW对比, 平均单井日节电26.4kWh, 节电率20.0%, 平均系统效率10.1%, 提高3.1个百分点。

北区块投产新井115口, 采用LP/CJT一体化节能拖动装置, 该装置是由JFD系列控制箱与CJT系列电动机组成, 具有两种功率输出形式, 通过高低速转换开关来实现输出功率形式交换, 高档转速700 r/min, 对应冲速是4次, 输出功率为17 kW;低档转速450 r/min, 对应冲速是3次, 输出功率为12 kW;该装置装有补偿电容, 可有效降低电动机本身铜损、铁损, 达到节能和提高系统效率的目的。统计115口新井, 单井平均实耗功率5.0 kW, 和老井平均实耗功率5.5 kW对比, 平均单井日节电12.0 kWh, 节电率9.1%, 平均系统效率8.6%, 提高1.6个百分点。

2.3 优化井下系统, 降低油井负荷

2.3.1 上提泵挂深度

影响油井负荷的井下因素主要包括泵挂深度和井筒阻力。下泵深度越深, 杆柱及液柱重量增大, 功率消耗增加, 抽油杆柱与液体间的黏滞摩擦功与下泵深度、原油黏度成正比, 原油黏度的变化主要体现在摩擦载荷和沿程压力损失上, 应用摩擦载荷计算和压力分布计算分析研究, 随着原油黏度的增加, 液体摩擦力增加, 悬点的最大载荷增加而最小载荷减小。某地区井底流压均低于饱和压力, 当压力降低到一定界限, 井底附近油层原油脱气严重, 黏度升高。通过对油井最低允许流动压力公式得出上提泵挂靠近合理流压, 降低原油黏度, 从而降低杆柱及液柱重量, 减少摩擦阻力, 降低油井负荷。老井根据实际情况泵挂上提顶界20~50 m, 目前老井已完成泵挂上提工作, 平均理论载荷下降1.4kN, 平均最大载荷下降2.2 kN, 收到明显效果。

2.3.2 高黏度井采用强磁防蜡技术

工作原理:原油是抗磁物质, 当以一定的流速通过特殊磁路设计的强磁场时, 分子产生透导磁矩, 此磁矩与外磁场相反, 因而使原油进入磁场时克服磁场力。由于原油中各种组成的分子质量和磁矩不同, 进动角速度也不同, 磁场强度越高, 进动角速度越高, 使不同分子间距离拉大, 作用力减小, 有利于降黏。同种蜡分子的进动角速度相近, 在磁场力的作用下, 沿磁场方向排成分子串, 相邻分子串由于排列方向相同, 极性相同, 互相排斥, 当各分子串分别结晶后, 由于分子中的束缚电荷被“中和”, 静电引力大大削弱, 分子串间就不易再结合成大网络状晶体大蜡晶, 不再吸附到油管壁上形成蜡层, 从而达到防蜡的效果。强磁防蜡降黏器有效期10年, 单价1.9×104元, 资金投入远远低于日常加药维护费用。

3 优化节能措施效果

2) 高转差率双速节能电动机平均单井年节电3 679.2 kWh。

3) 稀土永磁电动机一体化装置平均单井年节电6 745.2 kWh。

4) 利普一体化节能拖动装置平均单井年节电3 066 kWh。

4 结论与认识

1) 通过优化地面系统和井下系统可有效提高油井系统效率, 达到降低耗电的目的。

2) 高黏度、大负荷运转的井点可采取特殊防蜡降黏的井下工具, 达到降低负荷的目的。

参考文献

设备耗电篇5

在照明用电中, 路灯照明的用电量占有相当程度的比例, 同时也有较大的节能空间。据中国城市道路照明委员会2008年统计年鉴数据表明, 国内共有路灯3600万套, 其中, 传统电感镇流器高压钠灯占90%以上, 由此可见路灯照明的节能潜力非常大。

地处广东省中山市西南部的大涌镇, 面积约40.5平方公里, 是著名的侨乡和文化之乡。2009年, 大涌镇为实现国家提出的节能减排目标, 以合同能源管理的形式组织实施了全镇道路绿色照明改造项目工程。他们选用高效智能路灯技术, 对全镇的路灯进行全面改造。改造具体包括使用含能效管理芯片的电子镇流器替换原电感镇流器、更换高压钠灯、替换部分陈旧灯具, 并对部分不达标路灯进了改造。改造后节能效果十分明显, 节电率超过42%, 路面平均照度提高了50%左右, 同时延长了灯管的寿命, 降低了路灯维护成本。项目投资回收期1.97年。

在2012年12月北京节能环保中心召开的“道路照明领域智能照明节能技术推广会”上, 为大涌镇实施路灯节能改造项目的技术源单位深圳市碳战军团投资技术有限公司首席研究员释一修, 详细介绍了项目的金融解决方案和路灯节能智能芯片技术。

据他介绍, 节能照明的核心部件是光源与电器, 光源在运行的时候, 电器的作用是实现能量的传输和分配, 因此照明节能的本质不是产品性能参数的简单累积, 而是对实际器件进行输入输出的能效优化系统管理。

照明节能产品, 其节能特性必须在一定的电力环境下才能实现。而电力线路中电流、电压、电阻、电感、电容、谐波等参数都是处于变化中。所以普通的路灯节能产品在实际应用中数据偏离大, 无法实现精确的节能率。

当所有人都用简单的判定思维来回答或识别产品的节能特性的时候, 碳战军团的路灯智能芯片不仅使用的照明产品具有很好的节能特性, 而且还综合性地解决了对电力环境因素的瞬间管理。

在大涌镇路灯节能改造项目中采用高光效的光源、数字化的电子整流设备、高效的灯具等作为主要的技术载体, 产品均通过国家一级能效认证, 能够在传统电感镇流器路灯的基础上实现40%~65%的节能效果。

为了保证节能产品能够发挥其性能, 在电子镇流器设备中采用嵌入式芯片, 建立数学模型, 对路灯电路终端的电力环境实现微秒级的智能优化管理, 这使产品的节能特性保持最佳的环境状态, 能够精确地实现能效输出值, 精确地实现节能效率。

设备耗电篇6

由于影响抽油机耗电量的因素较多, 结合以上抽油机井耗电量现状分析和考虑到现场实际可操作性, 将抽油机——有杆泵抽油系统分为地面、井下、管理三部分, 包括电动机、皮带、盘根盒、流体性质、抽油机平衡度、生产参数共6个主要节点。根据测试资料显示, 251口抽油机井平均日耗电量为140.99k Wh/d;平均吨液耗电为8.28k Wh/d;平均百米吨液耗电为0.98k Wh/ (102m·t) 。为便于评价各节点对于抽油机井耗电量的影响程度, 结合表1、2、3进行综合分析, 由于油井所处区块地质条件差异较小, 举升液量的不同, 导致了单井耗电量的差异较大, 因此, 以百米吨液耗电作为评价标准。根据统计数据, 选取百米吨液耗电为1k Wh (102m·t) 作为标准值。

2 影响耗电量的因素分析和现场试验

2.1 电动机效率

电动机功率因数低、无功损耗大是导致单井耗电量大的主要原因。统计的251口抽油机井中, 功率因数可以分小于0.6的低效区和大于0.6的高效区。可以发现, 这两个部分百米吨液耗电低于1k Wh/ (102m·t) 的井不在少数, 分别为61口和71口。通过对测试资料进行分析, 发现处于该区域的油井有以下2个共同特点:

(1) 平均单井日产液量较高, 22.44t;

(2) 抽油机平衡度情况较好, 平均值趋近于100%

通过上述分析得知, 不同的举升液量会导致单井之间耗电量差异较大, 同时, 电机功率因数低会导致电机的效率降低。因此, 电动机效率对于单井耗电量的影响较大, 约占25%-30%针对此点问题, 结合现场实际可操作性, 有两种方法可使电机功率因数提高:

(1) 使用抽油机节能变频器

通过对30口井更换变频器后, 考虑到更换前后部分井生产参数变化等因素, 平均功率因数提高了0.6052, 达到0.9232, 单井平均日耗电下降了24.74k Wh, 下降幅度达16%, 效果明显。

(2) 更换三相高转差率电机

实验中选取功率因数低于0.4的抽油机井2口, 通过更换三相高转差率电机进行对比, 2口井在更换电机后, 其功率因数分别提高了0.3916和0.4123, 百米吨液耗电分别下降了0.03和0.01k Wh/ (102m·t) 。

2.2 皮带松紧度

结合现场测试, 皮带在最松、适中、最紧三种状态下单井耗电量和百米吨液耗电相差较小。因此, 皮带松紧度对单井耗电量的影响并不大, 约占4%-7%。

2.3 盘根盒松紧度

盘根盒在最松、适中、最紧三种状态下单井耗电量和百米吨液耗电相差较小, 同皮带松紧度一样, 盘根盒松紧度对单井耗电量的影响并不大, 约占3%-6%。

2.4 抽油机平衡度

平衡度的达标与否对单井日耗电量的影响较大, 抽油机平衡度在低于80%和大于110%时单井日耗电量偏高, 其中, 当大于110%时, 单井平均日耗电为164.64k W h, 比平衡度在80%-110%时高出26.76k Wh。

通过对3口平衡度高于110%和2口平衡度低于80%的井进行测试, 在平均百米吨液耗电上, 油井不平衡时都不达标。因此, 抽油机平衡度对于单井日耗电量来说是一个非常重要的影响因素, 约占15%-20%。并且, 抽油机平衡度在高于110%时比低于80%时更费电, 说明了抽油机在过平衡时比欠平衡时费电。

2.5 回压

结合2012年测试资料, 当回压大于0.6M P a时, 单井平均日耗电为159.72k W h, 比回压小于0.4MPa时的单井平均日耗电高出21.24k Wh, 从回压与百米吨液耗电关系曲线上也证明了回压对单井日耗电及百米吨液耗电的影响相对较大, 约占10%-15%。

结合上述分析, 选取6口井利用地下掺油的方法来进行降回压实验, 验证单井回压对抽油机井日耗电量的影响。

6口井在未掺油时与掺油后和其他几次调整掺油后回压对比有明显下降, 其中, 第一次调整掺油量后单井回压与单井日耗电量、百米吨液耗电平均最低, 证明了由于原油粘度导致的单井回压升高会直接增大单井日耗电。

2.6 生产参数

通过对测试资料进行分析, 日耗电会随着冲次的升高而增大, 冲次在低于4.5次/分时, 平均日耗电为118.54k Wh, 冲次大于等于4.5次/分时, 平均日耗电为151.19k Wh, 高出32.65k Wh。由此可见, 冲次在高于4.5次时耗电量会有明显增加。251口抽油机井平均沉没度为129.83m, 沉没度在100-200m所占比例最大, 共122口井, 占统计井数的48.6%, 平均沉没度为134.32m, 平均百米吨液耗电为1.19k Wh/ (102m·t) 。因此, 综合整体情况, 沉没度应该在100-235m最为合适。

从统计数据可以看出, 生产参数对单井日耗电的影响较大, 约占20%-25%。根据分析结果, 选取1口小泵径、高冲次的井, 进行换泵作业, 在不改变泵挂的前提下, 把原先Φ44泵更换为Φ57泵, 冲次由5次降为2次, 实现大泵径、慢冲次。

锦45-21-270在更换Φ57泵后, 日耗电有大幅度下降, 对比前2次测试结果, 平均下降39.22k Wh, 并且百米吨液耗电也有明显下降。

3 实施效果

通过对影响单井耗电量的6个主要节点进行分析, 从影响程度大小来看, 电动机和生产参数是影响单井耗电量的主要原因, 其它依次为抽油机平衡度、回压、盘根盒松紧度、皮带松紧度。

根据以上6点影响因素, 针对具体原因, 主要从调整节能设备、调整抽油机平衡度、降低单井回压、动态调整生产参数四个方面来开展工作。

通过以上四个方面的工作, 共实施各类节电措施234井次, 累节电47.56×104k Wh。结合2012年四季度全区抽油机井测试资料, 与一季度相比, 平均百米吨液耗电下降0.07k Wh/ (102m·t) , 完成值为0.91k Wh/ (102m·t) 。

4 结论

(1) 电动机和生产参数是影响单井耗电量的主要原因, 其它依次为抽油机平衡度、回压、盘根盒松紧度、皮带松紧度:

(2) 降低电动机装机功率, 选用节能型电机和抽油机变频调高功率因数, 能有效减少无功损耗, 降低单井耗电量;

(3) 抽油机井平衡度处于80%-110%之间时, 能有效减少无功损耗, 降低单井耗电量。并且, 平衡度在过平衡时比欠平衡时更费电;

(4) 油井回压高于0.5Mpa时, 单井日耗电与百米吨液耗电会有明显提升;

(5) 冲次高于4.5次/分时, 单井耗电量会有明显增加。

摘要：锦州采油厂采油作业四区稠油区块抽油机井约300口, 动力源一般采用三相异步电动机, 耗电量约占作业区全年总用电量的2/3。由于影响抽油机井耗电量的因素较多, 导致同一区块条件下抽油机井耗电量差异较大, 因此, 通过分析抽油机在运转过程中各节点的能耗损失, 针对影响抽油机耗电量的主要因素, 采取积极有效的应对措施, 降低抽油机运转损耗, 提高电能利用率, 对于节约电能和缓和供电紧张有着极其重要的经济意义。

关键词：单井耗电,百米吨液耗电,电动机效率,生产参数

参考文献

[1]习文伟.抽油机井轻载电机接线方式改变对电耗的影响[J].节能, 2008 (04) [1]习文伟.抽油机井轻载电机接线方式改变对电耗的影响[J].节能, 2008 (04)

[2]顾永强, 胡洪浩.抽油机采用功率平衡标准实现节能[J].节能与环保, 2009 (09) [2]顾永强, 胡洪浩.抽油机采用功率平衡标准实现节能[J].节能与环保, 2009 (09)