第一節(jié) 石化 行業(yè)

一、石化 行業(yè) 變頻器應用現狀

石油化工 行業(yè) 是國民經濟發(fā)展的基礎 行業(yè) ，同時也是耗能大戶，其主要生產工藝都是通過各種泵、空氣壓縮機來完成。目前，這些油泵、水泵和空氣壓縮機大都處于電動機驅動恒速運轉狀態(tài)，如將占絕對多數的非調速型電機改成調速運行,使其耗電量實現隨負荷大小而變化,則可節(jié)約大量能源，將產生顯著的節(jié)能效果?，F代電力電子技術、交流調速技術的發(fā)展使得交流電動機變頻調速在頻率范圍、動態(tài)響應、精度要求和使用效果等方面發(fā)生了巨大的飛躍。據不完全統(tǒng)計,各大中型石化企業(yè)中,鼠籠式異步電動機占整個電動機總容量的80％，因此,它為交流調速技術在石化 行業(yè) 中的應用提供了廣闊的發(fā)展空間。

1、變頻器在游梁式抽油機上的應用

游梁式抽油機使用方便、可靠、經濟,是目前采油生產中的主要設備。為了減小抽油機上下沖程負荷的波動,一般都配有平衡塊。抽油機電機的負荷是一周期性脈動負荷,并迭加有瞬間的沖擊。抽油機電機的負荷曲線上有兩個峰值,分別為抽油機上下沖程的“死點”。抽油機自由停車后再啟動時，總是從死點處啟動,因此抽油機電機要求啟動轉矩大。為了保證足夠大的啟動轉矩,抽油機電機正常運行時負荷率很低,一般在20%左右,負荷率高的也不過30%。低負荷率運行造成功率因數低,效率低,電能浪費大。因此，在設計選配抽油機電機時，普遍的做法是令其抽取量大于實際負荷。它所帶來的新問題是當抽油機排量過剩時，抽油機的運行會出現無功抽取，出現空抽或泵空狀態(tài)，伴隨泵空還會產生井噴、氣鎖等事故，而井噴、氣鎖又是導致鉆具組、泵裝置甚至地面設備損壞的主要原因。另外，由于過度的不間斷運行，機械設備的損耗也相應上升，造成傳統(tǒng)抽油機成本高，噪音大，運行可靠性低。有效控制泵空是亟待 研究 的課題。抽油機是油田耗能大戶，用電量約占油田總用電量的40％，其總體效率很低，據調查一般在30％左右，過剩的抽油能力令抽油機的無功抽取時間增加，造成油井開采的電費成本居高不下，能源浪費十分嚴重。因此，抽油機的節(jié)能潛力非?？捎^。

近年來，市場上直接針對抽油機的節(jié)電技術主要有兩大類:一是開發(fā)不同類型的抽油機節(jié)能電機，如超高轉差率電動機、三相永磁同步電機、高啟動轉矩雙定子結構電機和電磁調速電機等。但由于資金投入太大，在許多油田用節(jié)能電機取代普通異步電機尚無法全面推廣。二是使用節(jié)能配電箱，其中包括定子繞組Y-Δ轉換調壓和電容器動態(tài)無功補償及靜態(tài)無功補償等。采用改變定子繞組的接法可以改變電機電壓，但電機只能得到固定電壓，節(jié)電效果并不理想。雖然有些裝置采用雙向晶閘管實現定子電壓隨負載變化連續(xù)調節(jié)，節(jié)電效果較好，但是電源電流波形發(fā)生畸變，電網諧波污染嚴重，不宜大面積長期使用。而采用變頻調速控制，則可以改變抽油機長期處于低效做功的狀態(tài)，使其工作方式與油井實際負荷相匹配，保證每次都抽油，減少低效甚至無效抽取，從而降低電費開支，減少維護成本，提高運行效率。

勝利油田孤東采油廠采用了抽油機變頻調速技術對稠油井實施改造，油井泵效顯著提高，日均增油2.1t，節(jié)電率達30%以上，且上、下沖程速度可任意調整，減輕了工人的勞動強度。其經濟效益通過對15口井的跟蹤，用加權平均法計算出單井年效益如下:

1)增產及減少電耗費用：增產,50.4萬元，節(jié)電0.61萬元，合計,51.01萬元。

2)投資：設備及土建安裝費等共計9.43萬元。

 3)設備維護及折舊費：1.36萬元/年。

4)稅金：8.56萬元/年。

5)利潤：41.08萬元/年。

6)投資回收時間＝投資/(利潤+稅金)＝70天

2、在潛油電泵上的應用

潛油電泵采油作為一種大排量、高效率、管理方便的機械采油方式,在油田得到了廣泛的應用。然而,對于復雜斷塊油田來說,油水井的對應連通性差,部分潛油電泵井出現供液不足,影響到潛油電泵的正常生產及井下機組運轉壽命。以某油田采油廠為例,1997年以來,約有30%的電泵井由于供液不足而經常出現欠載停機現象,由于供液不足造成的躺井占總躺井數的45%,平均檢泵周期只有66d,平均單井年維護費用增加了13.86萬元。為了延長電泵井的檢泵周期,保證電泵井的正常生產,引進了潛油電泵變頻控制技術,通過改變供電電源的頻率,控制潛油電機的轉速,對泵的排量進行調節(jié),使?jié)撚捅玫墓ぷ魈匦院陀途漠a能相匹配、電泵機組在最佳工作區(qū)內工作,達到減少機械及電氣故障、延長電泵井壽命、增產及節(jié)能的效果。

 在推廣應用潛油電泵變頻器以后,使用效果十分顯著，具體如下：

1)現場投產一次成功率為100%,措施有效率為100%,

2)電泵井平均功率因數由0.83上升至0.94;

3)平均檢泵周期由66d提高到了273d,延長了207d

4)共減少電泵井欠載停井185井次,減少停井占產235t,電泵井平均生產時率由67.8%提高到98.1%,共減少作業(yè)躺井42井次,減少作業(yè)占產336t,

5)投入產出比達1:4.

3、在石油鉆機上的應用

鉆井過程分為起落井架,鉆進,泥漿循環(huán),鉆具更換,下套管,測井等幾大工序。主要分為絞車,轉盤和泥漿泵等。絞車由滾筒、齒輪箱、離合器、制動器、電機和控制設備組成,用來起落井架,提升和下放鉆桿、套管。隨著井深的增加,鉆具越來越長,重量迅速加大,絞車的負載也越來越大。我國目前已有7000m深的油井,其鉆具近600t重。由于每鉆進約9m就要提升下放鉆桿1次,因此絞車作業(yè)時間也隨著井深的增加而占整個作業(yè)時間的比例越來越大。為降低成本,希望在野外或海上的作業(yè)時間越短越好,這不僅要求絞車能高速運行,平穩(wěn)起停,以保證不損壞鉆井設備并提高井的質量,還要求驅動設備具有良好的動態(tài)特性。如果在內線井區(qū)作業(yè),電源可與井區(qū)電網相連,下放鉆桿時電機工作在發(fā)電狀態(tài),能量可回饋電網,節(jié)能效果顯著。

新疆石油管理局鉆井公司為可打3200m深度的一套鉆井設備配置了變頻器，所用產品為SiemensSIMOVERTMASTER-DRIVES6SE71電壓源型變頻器柜，并且取得了較好的效益。在鉆機技術更新、改造過程中,采用先進的變頻器應是優(yōu)先考慮,頗具推廣價值的方案，它將大大推動我國石油機械的技術進步。

另外，在油氣集輸、油氣加工、含油污水處理、供水、排水、油田注水等系統(tǒng)中變頻器也有廣泛的應用，限于篇幅在此不一一舉例。

4、變頻器在煉油 行業(yè) 中的應用

機泵是煉油廠的心臟，在煉油過程中機泵輸送的物流總量約為原油加工量的40多倍，如加工量2.5Mt/a的煉油廠，每年物流的輸送量高達近億噸，所以耗電量之大是可想而知的。在煉油裝置中,電動機是應用面最廣、數量最多的電氣設備之一,其大部分負載為機泵,而定速泵在所耗功率中,被工藝物流吸收作有用功率的僅占30%-40%,其60%-70%的電能消耗于調節(jié)閥節(jié)流控制壓降和因為處理量、收率變化及設計裕量大所造成的“大馬拉小車”而導致的泵出口閥壓降上。機泵節(jié)能的根本問題在于如何使控制方案與實際負荷相匹配,使之在控制過程中降低阻力,提高系統(tǒng)效率。這就為變頻調速技術提供了廣闊的應用空間。實踐證明,變頻調速裝置是企業(yè)技術改造、節(jié)能降耗的理想設備。毫無疑問,這種調速方式將成為石化企業(yè)中驅動系統(tǒng)的中樞。

2004年以來原油價格維持高位，油氣鉆采 行業(yè) 一直處在高景氣周期，我國三大油企勘探費用支出保持20%以上的增長水平。以中石油為例，用于油氣勘探的資本支出由2003年的523億元增長到2006年的1052億元，年復合增長率24%。近期我國在石油天然氣領域出現了一系列重大資源發(fā)現，如10億噸原油地質儲量的河北冀東南堡油田、5000億立方米地質儲量四川龍崗氣田、近2億噸原油地質儲量的新疆塔河油田12區(qū)等，這會進一步刺激油氣勘探的熱情。未來三年，預計用于石油勘探開采的資本支出年均復合增長率將保持在15%以上。

變頻器在石油開采 行業(yè) 主要用于采油機（磕頭機）、注水泵、潛水泵、輸油泵、氣體壓縮機等負載類型，主要以電機節(jié)能為目的。2006年該 行業(yè) 的中低壓變頻器市場容量約7億元，其中中壓變頻器約2億元。

 二、石油 行業(yè) 變頻應用潛力 分析

中國石油 行業(yè) 中的注水泵、潛油泵、抽油機、輸氣泵等都是高耗電設備，占 行業(yè) 用電量的80%以上，而耗電費用在中國石油的成本中占了相當大的份額，某種意義上講節(jié)電就是直接降低石油成本。因此，石油 行業(yè) 應是推廣電機節(jié)能的重占 行業(yè) 。

第二節(jié) 建材 行業(yè)

一、建材 行業(yè) 應用現狀

建材工業(yè)是我國重要的材料工業(yè)，其產品包括建筑材料及制品、非金屬礦及制品、無機非金屬新材料三大門類，廣泛應用于建筑、軍工、環(huán)保、高新技術產業(yè)和人民生活等領域。

整體看，2006年，建材 行業(yè) 經濟運行總體保持穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢。生產銷售增速明顯加快，經濟運行質量進一步提高,產業(yè)結構有了新的改善。2006年，全國生產水泥12.4億噸，比上年增長15.5%，增幅同比提高4.9個百分點；生產平板玻璃40499萬重箱，增長13.3%，回落3.5個百分點。深加工玻璃、石膏板、建筑陶瓷、耐火材料、石材加工和磚瓦生產增幅超過或接近25％。規(guī)模以上建材企業(yè)完成工業(yè)總產值（現價）13275億元，增長29.1%，增幅高于上年4.4個百分點；工業(yè)增加值4210億元，增長21.6%。平均產銷率為97.7%，高于上年0.62個百分點。

2007年國內外環(huán)境總體對發(fā)展建材工業(yè)比較有利。目前外資普遍看好我國建材業(yè)，跨國投資兼并重組、整合中國建材市場資源的步伐加快。另外，經濟內在的增長動力仍然強勁。與建材業(yè)發(fā)展密切相關的住、行消費結構升級，基礎設施投入的加大和新農村建設、城市化進程加快，一些重大項目的具體實施和推進，都將繼續(xù)拉動建材工業(yè)實現較快增長。未來10年，甚至更長一段時期內，我國建材工業(yè)將會繼續(xù)保持高速發(fā)展態(tài)勢，發(fā)展速度將高于國民經濟發(fā)展速度3到4個百分點。預計到2010年，建材工業(yè)產值將會達到1萬多億元，成為國民經濟的重要增長點。

變頻器產品主要應用于建材 行業(yè) 的鼓風機、粉碎機、皮帶傳送機、排氣風機、回轉窯等領域。據相關機構統(tǒng)計，我國的水泥生產能力中的70%左右是技術水平落后的立窯，能耗較高。通過變頻器改造，能夠節(jié)電10%至20%，同時提高產品質量的可控性。隨著我國建材 行業(yè) 良好的發(fā)展趨勢，變頻器產品在以上各傳動機械方面推廣應用的發(fā)展空間很大。

2006年我國建材 行業(yè) 中低壓變頻器的市場容量約5億元，主要是低壓產品。

二、購買 行業(yè) 分析

2007年前10個月,建材 行業(yè) 生產、銷售和效益大幅增長。但值得關注的是，生產增速仍然偏快，局部地區(qū)出現投資過熱苗頭。

1、運行情況

 1）產銷快速增長

2007年1～10月，統(tǒng)計規(guī)模以上建材企業(yè)累計完成工業(yè)總產值（現價）為14058億元，同比增長31.9%，增幅提高1.9個百分點。累計生產水泥11.05億噸，增長14.2%，增幅同比回落5.8個百分點；生產平板玻璃4.1億重箱，增長14.6%，提高1.7個百分點。建筑陶瓷、深加工玻璃、玻璃纖維紗、石膏板、防水卷材、水泥壓力管和磚、瓦生產增長幅度均超過25%。

規(guī)模以上建材企業(yè)累計完成工業(yè)銷售產值（現價）13692億元，同比增長31.9%,高于2006年同期0.2個百分點。平均產銷率為97.4%，高于2006年同期0.02個百分點。

2）價格穩(wěn)中有升，效益大幅提升

2007年以來建材價格水平總體平穩(wěn)有升，1～9月份建材產品出廠價格同比指數為2.8%。水泥價格總體穩(wěn)中有升，東北、中南等地與2006年同期相比有明顯提高。平板玻璃價格承接2006年底上漲趨勢，1～9月份始終維持高位振蕩。重點監(jiān)測企業(yè)普通42.5級水泥和4mm浮法平板玻璃平均出廠價格分別為284元/噸和65元/重箱，同比提高1.1%和2.6%。

 全 行業(yè) 經濟效益同比大幅提高。1～8月份盈虧相抵后實現利潤511億元，同比增長59%，建材 行業(yè) 內各分 行業(yè) 均實現盈利。其中，水泥制造業(yè)實現利潤123億元，增長83.2%；平板玻璃14.5億元，扭虧增盈25億元。

3）對外貿易平穩(wěn)增長，出口增幅下降

2007年1-9月，累計完成出口交貨值1051億元，同比增長25.8%，增幅下降7.2個百分點。平板玻璃、深加工玻璃、玻璃纖維紗出口繼續(xù)保持50％左右高增長。近兩年持續(xù)出口高增長的水泥2007年一季度首次出現下降，1～9月份累計出口水泥及熟料2803萬噸，同比下降4.4%，說明水泥出口退稅政策調整作用開始顯現。

4）結構調整穩(wěn)步推進

2007年1～9月，新型干法水泥比例提高到53.5%，落后產能由于淘汰力度加大進一步下降。企業(yè)兼并重組步伐加快，中國建材集團控股組建南方水泥集團，中材集團、海螺、冀東等一批國家重點支持的大型企業(yè)集團發(fā)展勢頭良好。平板玻璃中浮法玻璃比重達到85％以上，其中，優(yōu)質浮法達到20％，玻璃深加工率達到25％。玻璃纖維產品中大型玻纖池窯工藝所占比例接近70%。

5）節(jié)能減排取得積極進展

全 行業(yè) 節(jié)能減排意識提高，利用水泥生產余熱發(fā)電的在建、擬建項目同比明顯增加。協(xié)同處理和利用廢棄物、垃圾生產水泥項目越來越受到社會各方面重視。上半年建材萬元GDP能耗同比下降7.84％，水泥單位能耗下降7％。由于更加嚴格執(zhí)行環(huán)保排放標準，有關水泥生產造成的粉塵及CO2、SO2排放有所下降。與此同時，水泥、磚瓦等產品生產中綜合利用水平則進一步提高。

2、存在問題

 1）生產增速偏快，局部地區(qū)存在盲目投資傾向

在2006年水泥產量15.5%高速增長基礎上，2007年1～10月份繼續(xù)保持14%以上的增速。1～9月，建材工業(yè)累計完成固定資產投資1890億元，同比增長50.9%，高于2006年同期11.9個百分點，高于制造業(yè)平均增幅21.6個百分點。其中，水泥投資增幅46.8%、水泥制品60%、建筑陶瓷68%、建筑用石加工86%、防水建材127%、輕質建材65%、保溫隔音材料85%、非金屬礦采選業(yè)42%。2007年水泥投資出現快速增長，主要是水泥工業(yè)加速結構調整、淘汰落后和節(jié)能減排綜合因素推動的結果。雖然前三季度水泥投資增長較快，但考慮到近兩年出現的負增長，增幅仍屬合理范圍。但不能忽視的是，少數地區(qū)也開始出現盲目投資、高水平重復建設傾向。

2）結構調整地區(qū)不平衡，淘汰落后任重道遠

雖然目前全國新型干法水泥平均比例達到53.5%，但仍有部分省區(qū)比例還不到25%。按照“十一五”淘汰落后水泥產能目標，2007年至少要淘汰5000萬噸。而目前全國盡管關停淘汰落后產能近3000萬噸，但其中真正拆除生產線的只有1000多萬噸，相當部分的落后產能仍只是處在停產狀態(tài)，隨時有死灰復燃的危險。

3）成本上漲壓力增大

煤、電、油、運價格持續(xù)上漲，加之差別電價政策執(zhí)行和出口退稅政策調整，將使建材生產成本費用提高、短期盈利能力下降，全 行業(yè) 經濟效益提高面臨更大壓力。

       三、需求預測

2008年建材工業(yè)要繼續(xù)落實科學發(fā)展觀，加強宏觀調控，按照建設節(jié)約型社會和發(fā)展循環(huán)經濟的要求，鼓勵發(fā)展先進生產力，加快淘汰落后生產力，努力調整產業(yè)結構，把建材工業(yè)建設成為具有一定國際競爭力的重要原材料及其制品工業(yè)，實現由大到強的轉變。在發(fā)展節(jié)能建材、建立循環(huán)經濟的基礎上，加快建筑材料升級換代，實現資源能源節(jié)約。

2008年我國建材 行業(yè) 應重點做好以下方面的工作：

著力推進技術進步和自主創(chuàng)新，加快產業(yè)結構調整著力推進技術進步和自主創(chuàng)新，加快產業(yè)結構調整，加快用先進生產力取代落后生產力。到“十一五”末，實現如下目標我國新型干法水泥比重達到70%%以上，浮法玻璃比重達到90%%以上，玻璃纖維池窯拉絲比重達到70%%，新型墻體材料比重達到50％以上，企業(yè)規(guī)模化水平和 行業(yè) 集中度明顯提高等。

以節(jié)能減排為中心，大力發(fā)展循環(huán)經濟，努力實現又好又快發(fā)展堅持走節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展之路，堅持發(fā)展循環(huán)經濟，做好節(jié)能減排。按照國務院批準的《水泥工業(yè)發(fā)展專項 規(guī)劃 》和《水泥工業(yè)產業(yè)發(fā)展政策》，把水泥工業(yè)節(jié)能減排同大力發(fā)展循環(huán)經濟緊密結合起來。以提高資源利用率和降低污染物排放為目標，以水泥為重點，以科技創(chuàng)新和制度創(chuàng)新為手段，依據國家法律、法規(guī)和政策，進行市場化運作，努力實現又好又快的發(fā)展。

促進產品升級換代，節(jié)約能源資源作為資源消耗較大的建材工業(yè)，必須加快產品升級換代，走節(jié)約型、環(huán)保型和資源綜合利用型的可持續(xù)發(fā)展之路。按照建設節(jié)約型社會要求，推動建材工業(yè)又快又好發(fā)展。

國家環(huán)境保護及資源節(jié)約政策的實施，對各個 行業(yè) 的節(jié)能減排監(jiān)督檢查力度加大，對像建材這樣能耗比較大的 行業(yè) 而言，降低能耗成為未來發(fā)展的一大重點，因此，對變頻器的需求也必然不斷增大。

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