变频器在石化生产中抽油机控制系统的应用

刘美欧

摘 要：随着现代社会的发展以及科学技术的进步，石油化工产业占据我国国民经济发展的主要地位，同时也是极度耗能的产业。石油化工的抽油机中安装变频调速器是采用间抽控制的方法可以发挥显著的节能效果。实践证明，抽油机中应用变频器调节不仅能控制风机、泵类负载，还可以保护先进的生产设备，保持稳定运行也为现代化工的生产提供了良好的基础。

关键词：变频器 石油化工 抽油机控制系统

中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（b）-0059-01

我国的油田没有很强的自喷能力，多为利用抽油机把油从地层中提升上来这样变频器在油田生产中也就应用的越来越广泛。这就导致抽油机变频控制系统中产生较强干扰。这就需要在使用变频器生产时进行过程的控制，尤其是在大规模生产中使用变频器合理控制生产过程更能降低能耗，保证抽油机稳定、持续、高效的运行。因此我国石油化工产业面临亟待解决的问题就是开发在抽油机控制系统中使用变频器先进技术。

1 变频器在抽油机中的应用

1.1 变频器的节能原理

简单说变频器就是控制抽油机电机的，也可以说是控制转速（也就是是赫兹），主要变频方法就是把抽油机的电机的频率调到需要的频率，所以使用的电能也就相应的减少了。变频器发出的指令是通过控制来发出的，也可以说是PLC来控制变频器进而发出指令。这样通过变频器控制抽油机的转速就可以降低抽油机电机的转速这样也就降低了泵的扬程，减小了泵的输出功率也就是降低泵的输送压力，就可以避免在阀门上损耗功率，实现了稳定节能的功效。

1.2 变频器在抽油机控制系统中的使用特点

变频调速是石油产业最理想最高效的调速节能装置。当地下有石油时，利用变频器增大电机的转速，当油含量较少时，控制变频器降低抽油机电机的转速。运用变频器可以连续作业，并且可调节转速。在石油的生产中，抽油机应用变频技术，不仅可以及时适应工况变化还可以实现生产工艺自动化。也可以说变频器是石油生产中良好的控制器。在抽油机中使用变频器控制操作可实现设备总体自动识别从而控制抽油机的电机运行频率。石油产业的抽油机下行时为位势负载的负载形式，这样改变抽油机的转速可以通过改变抽油机程序的运行速度或者通过变频器能耗的制动进行，变频器能耗制动功能后就恰能适应其工况。所以说改变抽油机转速来达到调节最佳工作状是很方便实用的。若抽油机没有安装变频器，也就意味着不能通过调节转速来控制流量，必须借助阀门等手动控制出口的流量，不仅不能达到稳态运行，还使泵管内外的压差增加导致消耗较多的能量。

1.3 变频器的安全使用及注意事项

从事变频器作业安装的相关人员一定要经过严格的专业培训，并且只有在满足特定的工艺要求下才使用变频器，才能使变频器发挥得当，所以需要根据抽油机转机泵的条件参数及工艺才能判断能否使用变频器，而如果抽油机的机泵不在变频条件下也就不能使用变频器。在对变频器进行调速的时候 ，对变频设备、仪表参数、机械工艺及电气的操作人员必也要相互配合，这样才能确保变频器在安全条件下运行。并且存在一些老旧的机泵由于受到了压头、流量、高度、扬程等的制约也不能使用变频器。在使用变频器时也要注意变频器的维修保养每周至少进行一次，检查变频器的输出电压及电源三相电压及输出电流比较平衡度是否合理。及时记录操作室的温度，散热器的使用温度；察看变频器有无异常声响，变频器的风扇是否运转正常。

2 变频器的使用干扰

2.1 操作室环境对变频器的干扰

在变频器的干扰中补偿电容器对变频器的干扰占主要地位，我国大量油田一般采用电容集中式补偿的方法来提高变频功率，所以在电容器工作过程中，操作系统的电压就极可能出现较高峰值，就会造成抽油机变频器的整流二极管过高的承受反向电压导致二极管被击穿。非线性用电设备对变频器的干扰也占有相当大的影响，这是因为变频器的电网中存在着大量谐波源，诱使电压及电流产生波形变化。电网系统还使其他设备产生谐波干扰，以及输出电压和电流的功率谱是离散分布的，并且带有高次谐波，也就增加了电网损耗。当线路的电压大于电容器部件的电压时，整流桥中就会产生充电电流，就会在电源振幅值附近呈现具有很强的高次谐波成分的冲击波。

2.2 电磁干扰的传递

石油化工中抽油机使用的变频器能产生功率较大谐波成分的冲击波，由于冲击波的功率较大，冲击波对接入同一电网的其它电设备产生波干扰这种对变频器的电网覆盖的其他设备的干扰性很强，它可以通过网络电源传播。以为它的输入电流是非正弦波，使网络发生变化影响其他设备正常工作，这样的辐射主要有电磁辐射、电路耦合、感应耦合等等。变频器对电网来说是非线性负载，它所产生的干扰源的频率较低时，产生干扰电磁波的辐射能力，通过干扰源又不直接与其它导体连接，但此时的电磁干扰能量可以通过变频器输入导线与导体产生感应耦合，导致一系列的干扰，是操作系统可能发生不稳定状况。

2.3 变频器抗干扰对策

在石油化工防止抽油机的变频器干扰可以采用采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。如果想要控制抽油机中变频器的干扰，就要从电路根本上把干扰源和易受干扰的部分完全隔离开来，这样才可以完全避免发生电的联系，因为线路中有敏感电子设备，就可能将干扰传递下去。通常变频器本身用铁壳屏蔽，为避免其电磁干扰泄漏，输出线最好用钢管屏蔽。在操作中要把握好零线、火线、地线的接法控制系统屏蔽也为为减少电磁噪声和损耗，可以在变频器输出侧设置输出滤波器就可以减少对电源干扰。硬件抗干扰是最基本的抗干扰措施，遵循原则是抑制和消除干扰源、切断藕合通道、降低系统干扰信号。

3 结语

在石油开采中，抽油机利用变频器调速这一技术应用的越来越广泛，应用变频调速技术也是增加收益，节省能源，企业改造，技术发展，增加企业效益的一条有效途径。在石油开采中石油抽油机连接变频器可以使各种不同工况下降低转机机泵的电损耗至最低，在抽油机抽油时若流量降低，节电率相反会大幅度增加。在抽油机上应用正确的变频器调速系统，可以使抽油机稳定执行命令，适应油井环境变化，更方便进行参数的调节。所以说在抽油机机中应用变频器来调速的装置将使石油企业获得巨大的经济利益，同时带动国民经济，支持可持续发展的需要，所以说在石化企业全面推广变频调速器是非常必要的。

参考文献

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