田成

[摘 要]由于我國目前用油量不斷攀升，在整個(gè)原油輸送過程中，變流量進(jìn)行輸送能夠適應(yīng)大多數(shù)的工況要求。在輸油過程中進(jìn)行流量調(diào)節(jié)過程中，因?yàn)檩斢捅玫墓?jié)流調(diào)節(jié)作用會(huì)造成嚴(yán)重的油量損失，造成能源的浪費(fèi)，同時(shí)還會(huì)對泵形成漩渦沖擊作用，產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪音，會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)使用壽命的降低。如果使用車削葉輪或者多級泵進(jìn)行改造，同時(shí)在系統(tǒng)中加入閥門來進(jìn)行節(jié)流，仍會(huì)造成一定程度的損失。變頻器技術(shù)在我國發(fā)展比較成熟，而其用于調(diào)速方面是近年來剛發(fā)展起來的一門新技術(shù)，自動(dòng)化程度比較高，且能夠有效地調(diào)節(jié)速度與流量，具有非常好的市場前景。

[關(guān)鍵詞]變頻器；輸油泵；調(diào)速；節(jié)能

中圖分類號(hào)：G115 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）01-0289-01

引言

伴隨著我國電子工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，交流變頻器經(jīng)過了近幾十年的發(fā)展已經(jīng)迅速進(jìn)入到工業(yè)調(diào)速領(lǐng)域，其可以完全控制開口閥門，同時(shí)通過改變泵的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行流量控制，節(jié)流效果明顯且能源浪費(fèi)比較少。因?yàn)樽冾l器具有調(diào)速范圍廣、與設(shè)備融合性高一級再生制動(dòng)容易等優(yōu)勢，被廣泛使用在石油化工等領(lǐng)域。

1.交流變頻器的工作原理

通常，我們把電壓和頻率固定不變的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯蛘哳l率交互變化的交流電的裝置稱之為“變頻器”。該種裝置通常會(huì)把三相或者單相交流電轉(zhuǎn)化為直流電（DC）。然后再將已經(jīng)轉(zhuǎn)化后的直流電轉(zhuǎn)化為三相或者單相交流電。變頻器能夠?qū)㈦娫吹妮敵鲱l率與電壓同時(shí)改變，也就是能夠改變電機(jī)運(yùn)行曲線上的n0，使電機(jī)的運(yùn)行曲線向下移動(dòng)。由此可見，變頻器能夠?qū)㈦姍C(jī)以較小的啟動(dòng)電流而或者較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)較大載荷。變頻器具有較好的調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)壓、調(diào)速等基本功能，通過將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用其中，雖然價(jià)格較為昂貴，但是性能良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜但是使用起來非常便捷，所以其不僅僅使用在啟動(dòng)電機(jī)方面，在其他的各個(gè)領(lǐng)域都有了較大范圍的使用。目前我國變頻器技術(shù)相對較成熟，各種各樣的功率、外形、體積、用途等都有，伴隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，其技術(shù)水平不斷提高，成本不斷下降，未來發(fā)展空間巨大，也必然會(huì)帶動(dòng)我國各樣各業(yè)快速發(fā)展。

2.變頻控制方式

在輸油過程中，如果使用變頻器來控制輸送的流量以及泵的效率，那么就實(shí)現(xiàn)非常好的節(jié)能效果。但是為了保證其能夠正常工作，輸送過程中除了要保證所用設(shè)備具有非常高的可靠性之外，還應(yīng)該與工業(yè)技術(shù)相結(jié)合，充分考慮現(xiàn)場施工環(huán)境，保證啟動(dòng)、停機(jī)以及調(diào)節(jié)各個(gè)方面的安全性，提高輸油效率。

2.1能夠手動(dòng)切換變頻和工頻的功能

只要變頻系統(tǒng)出現(xiàn)影響功能性的故障，能夠手動(dòng)切換到工頻檔，脫離變頻系統(tǒng)，在進(jìn)行變頻系統(tǒng)的維修過程中能夠保證設(shè)備輸油的正常運(yùn)行，以滿足日常輸油的需求，不致影響日常的使用。

2.2利用開環(huán)手動(dòng)方式調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率

考慮到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性要求，以及反打孔盜油的要求，對壓力變化積極的進(jìn)行定位捕捉的特性，本調(diào)節(jié)系統(tǒng)不適用于閉環(huán)調(diào)節(jié)控制。因?yàn)檩斢捅迷谑褂眠^程中一旦出現(xiàn)波動(dòng)就會(huì)對整個(gè)輸油系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響，比如使用閉環(huán)控制，非常容易導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)現(xiàn)象，或者導(dǎo)致整個(gè)輸油系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂，因?yàn)檎{(diào)速系統(tǒng)的自行對壓力變化積極跟蹤并且進(jìn)一步無法準(zhǔn)確確定位壓力的變化點(diǎn)，對于整個(gè)輸油生產(chǎn)造成非常嚴(yán)重的影響。而人為使用開環(huán)控制，經(jīng)過了一定運(yùn)行時(shí)間的研究發(fā)現(xiàn)，在不同的使用情況下，對變頻系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行人為設(shè)定和調(diào)節(jié)，能夠有效的降低一部分成本，同時(shí)能夠提高輸油系統(tǒng)的安全性。

2.3優(yōu)化系統(tǒng)保護(hù)參數(shù)

在進(jìn)行輸油系統(tǒng)選擇過程中，必須要利用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行合理的匹配和選擇，同時(shí)要在系統(tǒng)中設(shè)置一些保護(hù)參數(shù)。這樣做的主要目的是為了防止過靈敏保護(hù)變頻系統(tǒng)導(dǎo)致的輸油泵出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象，對整個(gè)輸油系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性造成非常嚴(yán)重的影響，甚至還會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。

3變頻器的應(yīng)用效果

3.1變頻器的工作過程簡介

變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)的工作過程為：變頻器根據(jù)差壓變送器將系統(tǒng)檢測的凈化油緩沖罐的液位信號(hào)，與變頻器的給定信號(hào)進(jìn)行比較，兩者比較之后的差值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)外輸送泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到凈化油緩沖罐也為的自我了解作用，保證凈化油緩沖罐一直處于相對穩(wěn)定的認(rèn)為設(shè)定高度。一旦其發(fā)生變化，會(huì)造成差壓變送器輸出信號(hào)隨之發(fā)生變化，輸入變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)后，輸油泵電源頻率發(fā)生變化，使得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，當(dāng)脫后原油的數(shù)量處于穩(wěn)定范圍內(nèi)時(shí)，就出出現(xiàn)相對穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，油泵的轉(zhuǎn)速也處于穩(wěn)定狀態(tài)；油量增大時(shí)，凈化油罐的也為會(huì)升高，那么油泵轉(zhuǎn)速會(huì)升高，其出油量會(huì)持續(xù)上升；反之，當(dāng)油量減少時(shí)，凈化油緩沖罐的液位下降，油泵的轉(zhuǎn)速會(huì)降低，出油量也會(huì)隨之下降。這就保證了緩沖罐的液位一直保持在1.5m左右，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)輸油量的平穩(wěn)運(yùn)行。

3.2應(yīng)用變頻器后實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益

輸油崗中安裝變頻器之后，外輸油泵的輸油單耗由0.6Kwh/t下降到0.15Kwh/t左右，輸油單耗從總體上來看下降了0.45Kwh/t，輸油系統(tǒng)的工作效率有原來的40.2%提高到45%。假設(shè)某輸送管道全面的輸油量為700000噸計(jì)算，每年可以減少耗電量為700000tX0.45Kwh/t=315000Kwh，以每度電0.4元計(jì)算，每年可以節(jié)約電費(fèi)為315000X0.4=126000=12.6萬元。由此可見，運(yùn)行一年后即可收回所有安全費(fèi)用。同時(shí)，因?yàn)檫_(dá)到了自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用，凈化油緩沖罐也為一直位于40%左右，充分的保證日輸油量的穩(wěn)定性，并且大大降低了所有從事該崗位工人的工作量以及工作強(qiáng)度，提高其工作質(zhì)量，保證了輸油量整體穩(wěn)定性，進(jìn)而保證安全生產(chǎn)的順利開展下去。

4結(jié)語

在輸油系統(tǒng)中使用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行過程控制，具有多種保護(hù)性措施，同時(shí)能夠保證運(yùn)行的可靠性實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，進(jìn)而提高整個(gè)工程的控制精度和共工況穩(wěn)定性。變頻狀態(tài)下，同時(shí)可以進(jìn)行手動(dòng)與自動(dòng)調(diào)節(jié)的相互轉(zhuǎn)換，可以提高工作效率，降低操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。變頻調(diào)節(jié)技術(shù)近年來發(fā)展迅速，伴隨著大功率、高電壓變頻器的出現(xiàn)，變頻節(jié)能優(yōu)勢非常明顯。而技術(shù)的成熟必然帶來成本的降低，隨著而來價(jià)格也在不斷下降，變頻器的價(jià)格已經(jīng)由原先的2200～2600元/kW下降到1400～1800元/kW。比如幾年來我國的西氣東輸工程，高壓變頻器單臺(tái)機(jī)組的容量已經(jīng)超過了20MW，節(jié)能效果非常明顯，調(diào)節(jié)的靈活性也日趨顯現(xiàn)。中國石油天然氣管道工程有限公司承擔(dān)的蘇丹六區(qū)輸油管道，其輸油泵就應(yīng)用了變頻器進(jìn)行輸送速度的調(diào)節(jié)。近年來我國參與到國際工程建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量逐漸增多，變頻調(diào)速技術(shù)在輸油管道系統(tǒng)中必然發(fā)揮巨大的作用，其也會(huì)會(huì)未來輸油管道建設(shè)產(chǎn)生非常深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)：

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