Ultra-wysokiej wydajności silnik PMSM odporny na korozję do pompowania w wysokowydajnych polach naftowych

Przegląd produktu

Ultra wysoka wydajność, odporny na korozję silnik PMSM do pompowania w wysokowydajnych złożach naftowych został opracowany dla lokalizacji eksploatacyjnych na morzu i lądzie, gdzie standardowe silniki ulegają awarii z powodu degradacji środowiskowej. W procesach wtrysku wody do złoża naftowego oraz przesyłu cieczy silniki są stale narażone na działanie czynników korozyjnych. Nasza technologia PMSM rozwiązuje ten problem poprzez połączenie hermetycznej obudowy o wysokiej integralności z materiałami specjalnymi zapobiegającymi rdzewieniu i erozji chemicznej.

Eliminując straty wzbudzenia wirnika, ten silnik utrzymuje płaską krzywą sprawności nawet przy zmiennych warunkach przepływu typowych dla pomp do eksploatacji pól naftowych. Synchronizacja prędkości i obciążenia zapewnia, że układ napędowy działa z maksymalną wydajnością energetyczną, oferując instalacjom solidną ścieżkę ku neutralności węglowej oraz obniżeniu kosztów operacyjnych.

Dla platformy działającej bezobsługowo przez tygodnie niezawodność decyduje o specyfikacji, a silnik PMSM uzasadnia swoje zastosowanie dzięki uszczelnionym uzwojeniom, powłokom morskim oraz wirnikowi nie wymagającemu prądu wzbudzenia. Załogi, które zastąpiły awaryjny silnik indukcyjny silnikiem PMSM, zgłaszają mniejszą liczbę przypadkowych wyłączeń. Ponieważ silnik PMSM zamawiany jest razem z pompą, punkty pracy są dopasowywane od pierwszego rysunku technicznego, a rysunek silnika PMSM wydawany jest wraz z charakterystyką pompy. Podczas rozbudowy stacji silnik PMSM jest ponownie zamówiony, a nie ponownie zaprojektowany, a lista części zamiennych dla silnika PMSM pozostaje bez zmian. Warunki pogodowe i mgiełka solna nie wpływają na interwały konserwacji wymagane przez silnik PMSM.

Główne cechy

• Maksymalna wydajność energetyczna: Klasyfikowany jako ultra-wysoka wydajność energetyczna, zapewniający najwyższą wydajność energetyczną dla przemysłowych zestawów pompowych. Tam, gdzie standardem porównawczym jest jednostka indukcyjna klasy IE3, silnik PMSM zużywa o 15–35% mniej mocy wejściowej przy tej samej mocy hydraulicznej, a silnik PMSM osiąga pełny moment obrotowy bez potrzeby stosowania miękkiego rozruchu.

• Ochrona przemysłowa przed korozją: Zawiera wzmocnione powłoki klasy C5-M oraz elementy z twardej stali nierdzewnej do zastosowań w środowiskach narażonych na opadanie roztworu solnego. W strefach chlupających silnik PMSM można zamówić z dwuskładnikowym systemem powłok morskich oraz uszczelnioną skrzynką zaciskową.

• Wysoki współczynnik mocy (0,97–0,99): Minimalizuje generowanie ciepła i zmniejsza zapotrzebowanie na moc bierną transformatorów na miejscu. Ponieważ silnik PMSM utrzymuje współczynnik mocy bliski jedności, pojemność transformatora rezerwowana na danym obiekcie również się zmniejsza, a korekcja mocy biernej za pomocą banku kondensatorów nie jest wymagana.

• Zaawansowana stabilność magnesów NdFeB: Magnesy rzadkoziemne o wysokiej koercji zapewniają brak demagnetyzacji przy temperaturze otoczenia do +55 °C. Stopień magnesów oraz sposób łączenia wirnika są weryfikowane w każdym silniku PMSM przed wysyłką.

• Trwałość bez konieczności konserwacji: Uproszczona konstrukcja wirnika oraz doskonała ochrona łożysk (opcja IP66) ograniczają nieplanowane postoje. Temperaturę i drgania łożysk silnika PMSM można monitorować za pomocą opcjonalnych czujników PT100.

• Dokładne dopasowanie do falownika: Zgodny z napędami sterowania wektorowego o wysokiej wydajności do precyzyjnej regulacji przepływu. Parametry napędu są dopasowywane do silnika PMSM podczas uruchamiania, a ten sam silnik PMSM może zostać ponownie zaprogramowany, jeśli pompa zostanie później ulepszona. Silnik PMSM akceptuje również napęd do modernizacji, jeśli stacja wymienia swój falownik (VFD).

Specyfikacje techniczne

Perspektywa techniczna

W wysokowydajnych pompach do eksploatacji pól naftowych „integralność materiału” jest równie ważna jak „wydajność”. Standardowe silniki indukcyjne rozpraszają znaczne ilości ciepła przez obudowę, co przyspiesza degradację warstw ochronnych. Nasz ultrawydajny, odporny na korozję silnik synchroniczny z magnesami trwałymi (PMSM) generuje znacznie mniej ciepła wewnętrznego, utrzymując temperaturę powierzchni silnika o 20–30 K niższą. Ta zaleta termiczna zapewnia, że specjalizowane warstwy ochronne pozostają nietknięte przez cały okres projektowanego 20-letniego czasu użytkowania silnika.

Margines cieplny decyduje również o tym, jak często silnik PMSM wymaga uwagi. Każde obniżenie temperatury uzwojenia o 10 K zmniejsza mniej więcej o połowę szybkość starzenia się systemu izolacji, więc silnik PMSM pracujący o 20 K chłodniej może liczyć na kilkukrotnie dłuższą żywotność izolacji niż jednostka indukcyjna chłodzona powietrzem. Dlatego silnik PMSM utrzymuje swoją sprawność rok po roku i dlatego silnik PMSM jest tańszym urządzeniem do eksploatacji w środowisku zasolonym. Korozji odporny silnik PMSM ma mniej części podatnych na korozję, a silnik PMSM znosi również wielokrotne uruchomienia bez gwałtownego wzrostu temperatury uzwojenia.

Zastosowania przemysłowe

Wtrysk wody w morzu: Niezawodne pompowanie pod wysokim ciśnieniem w morskich atmosferach o wysokiej zawartości soli. Sól i wilgotność wpływają na farbę na podstawie, ale nie na moment obrotowy, jaki może dostarczyć silnik PMSM.

Przesył płynów z pól naftowych: Stabilne napędzanie pomp obsługujących korozyjną ropę surową i wodę produkcyjną. Skład chemiczny wody produkcyjnej nie przedostaje się do uzwojeń uszczelnionego silnika PMSM, a silnik PMSM utrzymuje suchą izolację nawet po przemywaniu.

Przetwórstwo petrochemiczne: Napędy z precyzyjną kontrolą do dawkowania chemicznego i cyrkulacji. Ponieważ silnik PMSM jest sterowany wektorowo, śledzi profil dawkowania zamiast pracować z ustaloną prędkością.

Stacje pompowe przybrzeżne: Wysokowydajne rozwiązania dla pomp ssawnych i odpływowych w strefach o wysokiej zawartości soli. Uszczelniony silnik PMSM umieszczony powyżej linii przypływu wymaga jedynie rutynowych przeglądów.

Wartość komercyjna i dobór

Oszczędności energii oraz eliminacja awarii związanych z korozją zwykle zapewniają pełny zwrot inwestycji w ciągu 12–20 miesięcy. Aby wybrać odpowiednią konfigurację, prosimy o przekazanie następujących danych: poziom zasolenia i wilgotności na miejscu, wymagana moc znamionowa/napięcie, typ pompy oraz orientacja montażowa. Arkusz doboru szybko się opłaca: gdy silnik PMSM jest dobrany do rzeczywistego punktu pracy, oszczędności stają się widoczne już w pierwszym kwartale eksploatacji. Silnik PMSM można zamówić razem z pompą jako jeden zestaw; jeśli na miejscu stosowany jest własny przemiennik, nadal dokumentujemy parametry, których oczekuje silnik PMSM. Silnik PMSM zamówiony razem ze stacją pompującą przychodzi już wyważony i gotowy do podłączenia.

Często zadawane pytania (FAQ)

P: Czy ten silnik nadaje się do bezpośredniego zastosowania w środowisku morskim?

O: Tak. Dostarczamy powłok morskich klasy C5-M oraz ochrony IP66 specjalnie przeznaczonych do środowisk narażonych na bezpośredni kontakt z mgłą solną. Elementy z twardej stali nierdzewnej oraz uszczelniona skrzynka zaciskowa zapewniają, że silnik PMSM zachowuje atrakcyjny wygląd nawet po wielu latach pracy w strefie rozprysku.

P: Czy wymaga specjalnego falownika?

A: Wymaga ona przemiennika częstotliwości z oprogramowaniem do sterowania silnikami z magnesami trwałymi (sterowanie wektorowe). Możemy dostarczyć zintegrowane rozwiązania lub zweryfikować Państwa istniejące wyposażenie. Jeśli przemiennik częstotliwości znajduje się już na miejscu, wykonujemy wprowadzenie silnika PMSM wraz z dostawcą Państwa napędu.

P: Czy silnik PMSM może zastąpić silnik indukcyjny już zamontowany na naszym zestawie pompowym?

A: Zazwyczaj tak. Jeśli wymiary obudowy, kołnierza i wału są zgodne, silnik PMSM można zamontować bez konieczności modyfikacji rurociągów ani zmiany filozofii sterowania; w przypadku różnic w wymiarach dostarczamy odpowiedni adapter i potwierdzamy prawidłową współosiowość na rysunku silnika PMSM.

P: Jakie dokumenty towarzyszą silnikowi PMSM?

A: Każdy silnik PMSM jest dostarczany wraz z danymi pomiarowymi z badań, protokołem izolacji i powłoki, schematem połączeń oraz listą parametrów napędu, dzięki czemu zespół wprowadzający w eksploatację może zweryfikować silnik PMSM w odniesieniu do specyfikacji zakupowej; ten sam plik można ponownie wykorzystać przy drugim silniku PMSM o tej samej mocy.