变频调速在石油输送系统中流量调节应用

摘要：原油装船泵承担石油收发集输系统的重要动力设备，装船泵运行工作稳定性和可操作性直接关系到安全顺利生产。装船泵电动机 Y-△工频起动运行，运行起动冲击大对泵机械部分损坏、无法调节管输流量而造成装船超量，在生产运行得不到可靠操作。为保障生产作业安全、稳定运行，原油装船泵电力拖动自动化控制引用变频调速新技术在生产实践应用中解决输送卡量、零速斜坡起动降低机械冲击延长设备寿命、节能降耗等方面性能都得到良好改善，确保生产运行安全、稳定、可靠、经济运行。 关键词： 输油系统、变频调速 流量可控  操作可靠 节能降耗 装船泵系统配置泵型号： HC232-121/2/N双螺杆泵，设计流量为 600m3/h,扬程 80m，电动机额定功率为 250KW，额定电流为 443A，额定电压 380V 3PH。装船泵电动机运行方式星三角工频起动连续运行方式。在装船生产作业运行中，存在主要问题：管输流量无法调节，装卸卡量过程控制误差很大，过量或不足的；泵工频全速起动对泵机械部分冲击较大、机械密封漏油等附件损坏；继电器 -接触器部件发热、老化、动作可靠性差、连锁动作时时失灵等现象，不稳定运行和保护功能不实时可靠，导致直接影响正常输油装卸作业工时和信誉度，对企业的发展存在不利因素。 拟定推广引用变频器拖动新技术方案应用到生产实践当中，方案拟定泵电动机采用变频器具有调压、调频、稳压、调速（恒力矩零速斜坡起停）的基本功能，内部结构虽复杂、功能满足、使用方便，广泛应用于工业生产领域中，在该系统的控制性能意义 很大。根据配置比选，选用变频选用 ABB ACS880变频器作为装船泵电动机变频调速运行控制方式来带动泵驱动机构，实现解决生产操作的优越性。 一、利用变频调速工作特性 目前使用较多的是“交—直—交”变频，将 50Hz交流整流为直流电 Ud，再由三相逆变器将直流逆变为频率可调的三相交流供给鼠笼电机实现变频调速。 根据三相异步电机的转速公式： n=60*f/p(1-s) ， 其中 n—转速、 p—极对数， s—转差率， f—电源的频率，只要能输出一个频率可控的交流电源，三相异步电机的转速就可以顺利改变，这个就是变频器工作原理的根本。异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定只降低频率，那么磁通过大。磁回路饱和，严重时将电机烧毁。因此。变频器的电压与频率（ U/F)成比例改变，即改变频率的同时控制变频器输出的电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。 根据： E1=4.14f1N1Φm U1=E1 U/F 常数 在调速的整个过程中，设定的启动时间匀速启动到你的设定频率 ,避免了直接启动的大电流对电网的冲击，可以保持有限的转差率，因而具有高效、调速范围宽（ 10～ 100％）和精度高等性能，节电效果可达到 20～ 30％。 二、装船泵工艺技术参数 设计流量 600m3/h 扬程 80m 电动机技术参数 额定电压 380V 相数 3PH 额定功率 250KW 频率 50HZ 额定电流 443A 功率因数 0.85 装船泵电气主回路系统设计接线原理图： （如下图 1所示） 图 1：装船泵电气主回路原理图 QA、 QA1：电源断路器 VVVF：变频器 KM、 KM1交流接触器 L：电抗器 FR：热继电器 M：三相交流异步电动机 250KW M：三相交流异步轴流风机 1KW 控制回路框图： 图 2：装船泵控制回路框图 3、变频器驱动参数设置 ASC880变频器传动装置最大优点全功率全负荷恒转矩起动能力。电动机参数设置极为重要，对运行保护功能不可缺少。电动机额定电压、额定功率、额定电流、额定转速、绕组极对数、工作方式、电压上下限值、欠压保护、过温保护、过流保护、过载保护、堵住保护、最大频率、模拟量给定值（ 4-20Ma）、输入起动 /停止信号、起动加速度时间、停止减速度时间等驱动参数，变频器的设定参数较多，每个参数均有一定的合理选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象，因此，必须对相关的参数进行正确的设定，变频器各项参数的可靠性，确保变频器安全运行。 三、现场应用效果 生产作业泵电动机起动操作，由变频器零速和给定时间（ 15S）到额定 1480r/min转速运行，斜坡稳定提速，大大降低起动冲击对机械部分损伤和减少故障率，延长使用寿命。 管输作业流量调节操作极为方便，根据管道压力值、液位值，综合运算信号模拟量反馈至变频器进行计算后输出给定值来实现控制电动机的转速。如管道憋压的情形流量自动降低或自动停泵的功能，对卡量不准确的情形实现了可防可控，满足了生产作业工艺要求。 节能效果非常明显，同比作业装卸量比对，运行电量下降 20-30%，变频器调速可以提高生产效率和精度控制 ,进而满足生产工艺对电机调速控制的要求 ,很大程度节约能源 ,大大降低了生产运行成本。 保障生产作业安全、稳定运行，原油装船泵电力拖动自动化控制引用变频调速新技术在生产实践应用中解决输送卡量、零速斜坡起停延长设备寿命、节能降耗等方面性能都得到良好改善，确保生产运行安全、稳定、可靠、经济运行。为输油作业和公司发展提供了先进的技术平 参考文献 ［ 1］《变频技术及应用》高等教育出版社 宋爽 2008年 12月 ［ 2］ GB/T 12668.2-2002 调速电气传动系统 第 2部分：一般要求 低压交流变频电气传动系统额定值的规定 . ［ 3］ GB/T 12668.502-2013 调速电气传动系统 第 5-2部分安全要求 功能 ［ 4］ GB/T1032-2012三相异步电动机试验方法 作者简介及联系方式： 汪宏伟 高级技师 浙江省宁波市大榭开发区信海油品仓储有限公司 (宁波大榭开发区田湾路 1号 ) 联系电话： 13867896615 邮箱： 407613784@qq.com