森兰高压变频在转油联合站扩建项目中的应用

一、项目背景介绍

2010年，北特鲁瓦油田建成转油联合站一座，主要功能为进行油气分离和增压外输，原油处理规模为350×104t/a；天然气分离能力为28×108m3/a；天然气外输增压规模约15×108m3/a。但随着油田的开发，目前原油采出时的伴生气量迅速增长，气油比较大，根据2012年12月份的实际数据，气油比达到了1234Nm3/t，伴生气量达到29×108Nm3/a，预测至2016年将达到36×108m3/a。现有联合站油气分离设施已超负荷运行，采油厂对个别气油比大的油井进行了关井限产。而且由于目前天然气外输增压能力不够，产出的气无法处理，只得放空燃烧。显然已建转油联合站的设施能力不能满足要求。更为严重的问题是，油田的伴生气不外输处理，只能放空，天然气大量放空燃烧会造成严重的环境污染。哈萨克斯坦政府禁止天然气火炬空燃，对火炬空燃处以巨额的环保罚款。根据近年来业主支付大气放散费的统计数据分析，单位大气放散费为0.306美元/Nm3，以目前放空量计算，若放散14×108m3/a天然气，需缴纳4.28亿美元/年；若对油田开发限产，经济损失更大。况且，天然气为一种宝贵的洁净能源，若经过处理还会得到轻质油、硫和丙烷等资源，能源能得到最大限度的综合利用，创造巨大的经济效益和社会效益。因此扩建油田联合站设施，满足油田的合理高效开发极为重要。

北特鲁瓦油田转油联合站外景

2013年9月底由中石油哈萨克斯坦CNPC油气股份有限公司投资，阳光国际哈萨克斯坦分公司承建的阿克纠宾州北北特鲁瓦油田转油联合站扩建项目正式破土动工。

用户经过综合考虑和层层选拔，最终决定采用森兰第三代SBH系列高压变频器对其外输油泵进行高压变频改造。

北特鲁瓦油田转油联合站外输油泵

森兰第三代SBH系列高压变频器

二、森兰高压变频器原理及特点简介

SBH系列高压变频器采取的拓扑结构方式为单元串联型高压变频器，其为直接高-高变换电压源型，变频器基本原理如下图所示：

高压变频器从10kV电网取电，经过内部移相变压器降压、移相、隔离输送给各个功率单元。功率单元电路结构如下图所示：

功率单元整流电路为二极管全波整流，多脉冲构成多极移相叠加的整流方式极大地改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数大于0.96。输出侧由每个功率单元的U、V输出端子相互串联而成星型接法给电机供电，通过对IGBT逆变桥进行正弦SVPWM控制，得到阶梯的SVPWM波形，该波形正弦度好，dv/dt小，可以降低输出谐波及由此引起的电机发热、噪音等，从而减少对输出电缆和电机的绝缘损坏，无需输出滤波器，可直接驱动普通异步电机。同时，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。通过软件控制，可以输出不同等级的频率电压。SBH系列变频器系统安全、可靠，保护装置功能齐全，具有过压、欠压、过流、过热、缺相等保护装置。具有完整的故障监测电路、精确的故障报警保护。