海洋石油平臺海水系統(tǒng)中變頻器的應(yīng)用

徐超 袁海萍

摘 要：文章主要針對海洋石油平臺海水系統(tǒng)中變頻器的應(yīng)用進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了實(shí)際應(yīng)用中變頻器的故障處理以及調(diào)試問題，從而論證變頻器在海洋石油平臺中的應(yīng)用具有巨大的發(fā)展空間以及實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：海洋石油平臺；海水系統(tǒng)；變頻器；應(yīng)用

中圖分類號：TE53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

海洋石油平臺運(yùn)行中海水系統(tǒng)是保證平臺正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，主要負(fù)責(zé)淡水的生成、污水處理以及消防系統(tǒng)，海水泵主要由同步器、變頻器以及接觸器和繼電器等元件共同構(gòu)成，通過變頻器的引用，系統(tǒng)可以進(jìn)行現(xiàn)場控制也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。下文便針對海洋石油平臺海水系統(tǒng)中的變頻器使用相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

1 海水系統(tǒng)組成

在某氣田海水系統(tǒng)中，四臺海水提升泵、一臺次氯酸鈉發(fā)生器以及一臺粗過濾器共同組成了海水系統(tǒng)。海水提升泵功率為160kW，主要使用了多級離心泵，其被設(shè)置在了底層甲板上。而粗過濾器主要由六根管狀過濾原件構(gòu)成，該六根管狀過濾原件被固定在兩塊甲板之間，海水通過過濾器才能夠進(jìn)入底部，繼而進(jìn)入過濾元件后為外部空間所使用，而過濾下來的固體則會堆積在一個楔形窄槽處，而廢水則是經(jīng)過上下管板處排除。在這一過程中，次氯酸鈉發(fā)生器起到的作用則是生成次氯酸鈉溶液，從而對過濾后的水泵進(jìn)行消毒，殺死其中的微生物，避免微生物在海水系統(tǒng)中的滋生。

2 海水泵變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該氣田海水系統(tǒng)中專門設(shè)計(jì)使用了變頻調(diào)速設(shè)備以及壓力傳感器，從而使得海水系統(tǒng)程序具有了可編程控制性，形成了一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，依照海水出水管網(wǎng)的實(shí)際狀態(tài)對泵組的速度進(jìn)行調(diào)控，并且通過變頻調(diào)速系統(tǒng)還可以對投入使用的水泵臺數(shù)進(jìn)行自動調(diào)整，從而使得系統(tǒng)的供水壓力更加的穩(wěn)定，并節(jié)約系統(tǒng)的用電量。依照該平臺的實(shí)際使用狀況，在海水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中使用了四臺海水提升泵，并將海水管道的壓力范圍設(shè)計(jì)為450kPa至750kPa。根據(jù)該范圍設(shè)計(jì)人員在對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中使用了ABB公司的兩臺ACS800變頻器，并在設(shè)計(jì)中令A(yù)、D兩泵共用一臺變頻器，B、C兩臺泵共用一臺變頻器。如圖1所示。

在海水出口管處設(shè)置了四臺壓力傳感器，通過壓力傳感器檢測到的壓力信號對系統(tǒng)進(jìn)行編程控制，通過在中控室進(jìn)行程序的編入，繼而經(jīng)過運(yùn)算后向變頻器傳輸信號，以此控制變頻器的啟停和運(yùn)行。

海水泵的控制主要通過三種模式，即現(xiàn)場控制、MCC間（遠(yuǎn)方）控制、中控室控制。其中變頻控制以及現(xiàn)場控制對于變頻器的啟動只能實(shí)現(xiàn)軟啟動，但是遠(yuǎn)方控制，即MCC間控制，可以控制變頻器軟啟動，也可以控制變頻器全壓啟動。若某一變頻器啟動頻率為50Hz，管壓小于450kPa，那么變頻控制系統(tǒng)就會控制系統(tǒng)進(jìn)行工頻切換，啟動另一臺海水泵，此時頻率會隨之上升至系統(tǒng)給定值，從而保證管壓在系統(tǒng)規(guī)定范圍中。一旦用水量降低，則預(yù)先啟動的泵退出，同時控制器會對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，令運(yùn)行中的海水泵保持穩(wěn)定頻率，從而穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行。

3 變頻系統(tǒng)的調(diào)試

在海水系統(tǒng)交接試驗(yàn)中，調(diào)試變頻系統(tǒng)是最為重要的環(huán)節(jié)，依照程序分別進(jìn)行外觀的檢查、回路的檢查以及絕緣性能和功能的測試，并且調(diào)試順序必須依次進(jìn)行。

（1）外觀。首先需要針對變頻系統(tǒng)的外觀進(jìn)行檢查，主要步驟為：依照設(shè)計(jì)規(guī)定檢查設(shè)備是否符合要求，并對設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)進(jìn)行核對。其次，查看柜體表面有無損傷和劃痕，并檢查防護(hù)設(shè)備登機(jī)是否符合設(shè)計(jì)要求。繼而對所有的連接件以及緊固件進(jìn)行檢查，保證其緊致性。同時，對設(shè)備上的儀表、儀器進(jìn)行核對，保證其同廠家提供的機(jī)器資料一致。最后對設(shè)備外殼的接地性進(jìn)行檢驗(yàn)，同時檢查設(shè)備內(nèi)部是否存在異物。通過外觀檢查，可以對設(shè)備中是否存在小零件缺失問題進(jìn)行排查，一旦發(fā)現(xiàn)問題可以及時的告知廠家補(bǔ)齊零件，并找出安裝過程中存在的問題，及時的調(diào)整變頻器內(nèi)部狀態(tài)，避免后期出現(xiàn)系統(tǒng)的短路故障。

（2）回路以及絕緣檢測。通過回路檢測以及絕緣性檢測可以發(fā)現(xiàn)施工過程中變頻器存在的電纜連接不浪鼓以及進(jìn)出線是否連接正確的問題，及時的予以糾正，避免事故的發(fā)生。

（3）功能。功能性測試在整個系統(tǒng)測試中具有重要的意義，并且是調(diào)試時間最長的，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的各類問題，功能測試必須依照調(diào)試表格進(jìn)行逐一的測試、檢查，并對發(fā)現(xiàn)問題及時的予以糾正。

4 變頻器故障的處理

變頻器故障一般可分為兩類：一類是在運(yùn)行中頻發(fā)出現(xiàn)的自動停機(jī)現(xiàn)象，并伴隨著一定的故障顯示代碼：另一類是由于使用環(huán)境惡劣、高溫和導(dǎo)電粉塵引起的短路，潮濕引起的絕緣性能降低或者擊穿等突發(fā)故障。前一類，一般是由于變頻器運(yùn)行參數(shù)設(shè)定不合格或外部工況、條件不滿足引起的過度電流、過電壓或欠電壓等故障，其處理措施可依照隨機(jī)說明書上提供的指導(dǎo)方法進(jìn)行參數(shù)修改或重置、調(diào)整變頻器加速時間等方法來完成。而后一類故障，變頻器一般無顯示，可以進(jìn)行解體檢查予以處理，重點(diǎn)查找損壞件，依照故障進(jìn)行清理、測量及更換；觀察觸發(fā)回路輸出側(cè)六組波形大小、相位差相等后再加載運(yùn)行，直到解決故障。

結(jié)語

海水變頻恒壓控制系統(tǒng)在使用中相比較于傳統(tǒng)的水壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)減少了海水泵的磨損，延長了水泵的使用壽命，并且有效節(jié)約了電能。但是該系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境要求較高，需要注重日常的圍護(hù)，變頻器的使用環(huán)境予以改善。

參考文獻(xiàn)

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