劉美歐

摘 要：隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進步，石油化工產(chǎn)業(yè)占據(jù)我國國民經(jīng)濟發(fā)展的主要地位，同時也是極度耗能的產(chǎn)業(yè)。石油化工的抽油機中安裝變頻調(diào)速器是采用間抽控制的方法可以發(fā)揮顯著的節(jié)能效果。實踐證明，抽油機中應(yīng)用變頻器調(diào)節(jié)不僅能控制風(fēng)機、泵類負載，還可以保護先進的生產(chǎn)設(shè)備，保持穩(wěn)定運行也為現(xiàn)代化工的生產(chǎn)提供了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：變頻器 石油化工 抽油機控制系統(tǒng)

中圖分類號：TE933.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0059-01

我國的油田沒有很強的自噴能力，多為利用抽油機把油從地層中提升上來這樣變頻器在油田生產(chǎn)中也就應(yīng)用的越來越廣泛。這就導(dǎo)致抽油機變頻控制系統(tǒng)中產(chǎn)生較強干擾。這就需要在使用變頻器生產(chǎn)時進行過程的控制，尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)中使用變頻器合理控制生產(chǎn)過程更能降低能耗，保證抽油機穩(wěn)定、持續(xù)、高效的運行。因此我國石油化工產(chǎn)業(yè)面臨亟待解決的問題就是開發(fā)在抽油機控制系統(tǒng)中使用變頻器先進技術(shù)。

1 變頻器在抽油機中的應(yīng)用

1.1 變頻器的節(jié)能原理

簡單說變頻器就是控制抽油機電機的，也可以說是控制轉(zhuǎn)速（也就是是赫茲），主要變頻方法就是把抽油機的電機的頻率調(diào)到需要的頻率，所以使用的電能也就相應(yīng)的減少了。變頻器發(fā)出的指令是通過控制來發(fā)出的，也可以說是PLC來控制變頻器進而發(fā)出指令。這樣通過變頻器控制抽油機的轉(zhuǎn)速就可以降低抽油機電機的轉(zhuǎn)速這樣也就降低了泵的揚程，減小了泵的輸出功率也就是降低泵的輸送壓力，就可以避免在閥門上損耗功率，實現(xiàn)了穩(wěn)定節(jié)能的功效。

1.2 變頻器在抽油機控制系統(tǒng)中的使用特點

變頻調(diào)速是石油產(chǎn)業(yè)最理想最高效的調(diào)速節(jié)能裝置。當(dāng)?shù)叵掠惺蜁r，利用變頻器增大電機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)油含量較少時，控制變頻器降低抽油機電機的轉(zhuǎn)速。運用變頻器可以連續(xù)作業(yè)，并且可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。在石油的生產(chǎn)中，抽油機應(yīng)用變頻技術(shù)，不僅可以及時適應(yīng)工況變化還可以實現(xiàn)生產(chǎn)工藝自動化。也可以說變頻器是石油生產(chǎn)中良好的控制器。在抽油機中使用變頻器控制操作可實現(xiàn)設(shè)備總體自動識別從而控制抽油機的電機運行頻率。石油產(chǎn)業(yè)的抽油機下行時為位勢負載的負載形式，這樣改變抽油機的轉(zhuǎn)速可以通過改變抽油機程序的運行速度或者通過變頻器能耗的制動進行，變頻器能耗制動功能后就恰能適應(yīng)其工況。所以說改變抽油機轉(zhuǎn)速來達到調(diào)節(jié)最佳工作狀是很方便實用的。若抽油機沒有安裝變頻器，也就意味著不能通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來控制流量，必須借助閥門等手動控制出口的流量，不僅不能達到穩(wěn)態(tài)運行，還使泵管內(nèi)外的壓差增加導(dǎo)致消耗較多的能量。

1.3 變頻器的安全使用及注意事項

從事變頻器作業(yè)安裝的相關(guān)人員一定要經(jīng)過嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn)，并且只有在滿足特定的工藝要求下才使用變頻器，才能使變頻器發(fā)揮得當(dāng)，所以需要根據(jù)抽油機轉(zhuǎn)機泵的條件參數(shù)及工藝才能判斷能否使用變頻器，而如果抽油機的機泵不在變頻條件下也就不能使用變頻器。在對變頻器進行調(diào)速的時候 ，對變頻設(shè)備、儀表參數(shù)、機械工藝及電氣的操作人員必也要相互配合，這樣才能確保變頻器在安全條件下運行。并且存在一些老舊的機泵由于受到了壓頭、流量、高度、揚程等的制約也不能使用變頻器。在使用變頻器時也要注意變頻器的維修保養(yǎng)每周至少進行一次，檢查變頻器的輸出電壓及電源三相電壓及輸出電流比較平衡度是否合理。及時記錄操作室的溫度，散熱器的使用溫度；察看變頻器有無異常聲響，變頻器的風(fēng)扇是否運轉(zhuǎn)正常。

2 變頻器的使用干擾

2.1 操作室環(huán)境對變頻器的干擾

在變頻器的干擾中補償電容器對變頻器的干擾占主要地位，我國大量油田一般采用電容集中式補償?shù)姆椒▉硖岣咦冾l功率，所以在電容器工作過程中，操作系統(tǒng)的電壓就極可能出現(xiàn)較高峰值，就會造成抽油機變頻器的整流二極管過高的承受反向電壓導(dǎo)致二極管被擊穿。非線性用電設(shè)備對變頻器的干擾也占有相當(dāng)大的影響，這是因為變頻器的電網(wǎng)中存在著大量諧波源，誘使電壓及電流產(chǎn)生波形變化。電網(wǎng)系統(tǒng)還使其他設(shè)備產(chǎn)生諧波干擾，以及輸出電壓和電流的功率譜是離散分布的，并且?guī)в懈叽沃C波，也就增加了電網(wǎng)損耗。當(dāng)線路的電壓大于電容器部件的電壓時，整流橋中就會產(chǎn)生充電電流，就會在電源振幅值附近呈現(xiàn)具有很強的高次諧波成分的沖擊波。

2.2 電磁干擾的傳遞

石油化工中抽油機使用的變頻器能產(chǎn)生功率較大諧波成分的沖擊波，由于沖擊波的功率較大，沖擊波對接入同一電網(wǎng)的其它電設(shè)備產(chǎn)生波干擾這種對變頻器的電網(wǎng)覆蓋的其他設(shè)備的干擾性很強，它可以通過網(wǎng)絡(luò)電源傳播。以為它的輸入電流是非正弦波，使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化影響其他設(shè)備正常工作，這樣的輻射主要有電磁輻射、電路耦合、感應(yīng)耦合等等。變頻器對電網(wǎng)來說是非線性負載，它所產(chǎn)生的干擾源的頻率較低時，產(chǎn)生干擾電磁波的輻射能力，通過干擾源又不直接與其它導(dǎo)體連接，但此時的電磁干擾能量可以通過變頻器輸入導(dǎo)線與導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)耦合，導(dǎo)致一系列的干擾，是操作系統(tǒng)可能發(fā)生不穩(wěn)定狀況。

2.3 變頻器抗干擾對策

在石油化工防止抽油機的變頻器干擾可以采用采用隔離、濾波、屏蔽、接地等方法。如果想要控制抽油機中變頻器的干擾，就要從電路根本上把干擾源和易受干擾的部分完全隔離開來，這樣才可以完全避免發(fā)生電的聯(lián)系，因為線路中有敏感電子設(shè)備，就可能將干擾傳遞下去。通常變頻器本身用鐵殼屏蔽，為避免其電磁干擾泄漏，輸出線最好用鋼管屏蔽。在操作中要把握好零線、火線、地線的接法控制系統(tǒng)屏蔽也為為減少電磁噪聲和損耗，可以在變頻器輸出側(cè)設(shè)置輸出濾波器就可以減少對電源干擾。硬件抗干擾是最基本的抗干擾措施，遵循原則是抑制和消除干擾源、切斷藕合通道、降低系統(tǒng)干擾信號。

3 結(jié)語

在石油開采中，抽油機利用變頻器調(diào)速這一技術(shù)應(yīng)用的越來越廣泛，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)也是增加收益，節(jié)省能源，企業(yè)改造，技術(shù)發(fā)展，增加企業(yè)效益的一條有效途徑。在石油開采中石油抽油機連接變頻器可以使各種不同工況下降低轉(zhuǎn)機機泵的電損耗至最低，在抽油機抽油時若流量降低，節(jié)電率相反會大幅度增加。在抽油機上應(yīng)用正確的變頻器調(diào)速系統(tǒng)，可以使抽油機穩(wěn)定執(zhí)行命令，適應(yīng)油井環(huán)境變化，更方便進行參數(shù)的調(diào)節(jié)。所以說在抽油機機中應(yīng)用變頻器來調(diào)速的裝置將使石油企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟利益，同時帶動國民經(jīng)濟，支持可持續(xù)發(fā)展的需要，所以說在石化企業(yè)全面推廣變頻調(diào)速器是非常必要的。

參考文獻

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