海洋石油平台海水系统中变频器的应用

2015-07-19袁海萍西安宝美电气工业有限公司陕西西安710065

中国新技术新产品 2015年5期

关键词：变频器应用

徐超袁海萍（西安宝美电气工业有限公司，陕西西安 710065）

海洋石油平台海水系统中变频器的应用

徐超袁海萍
（西安宝美电气工业有限公司，陕西西安 710065）

摘要：文章主要针对海洋石油平台海水系统中变频器的应用进行了分析，重点分析了实际应用中变频器的故障处理以及调试问题，从而论证变频器在海洋石油平台中的应用具有巨大的发展空间以及实际意义。

关键词：海洋石油平台；海水系统；变频器；应用

海洋石油平台运行中海水系统是保证平台正常运行的基础，主要负责淡水的生成、污水处理以及消防系统，海水泵主要由同步器、变频器以及接触器和继电器等元件共同构成，通过变频器的引用，系统可以进行现场控制也可以进行远程控制。下文便针对海洋石油平台海水系统中的变频器使用相关内容进行了详细的介绍。

1 海水系统组成

在某气田海水系统中，四台海水提升泵、一台次氯酸钠发生器以及一台粗过滤器共同组成了海水系统。海水提升泵功率为160kW，主要使用了多级离心泵，其被设置在了底层甲板上。而粗过滤器主要由六根管状过滤原件构成，该六根管状过滤原件被固定在两块甲板之间，海水通过过滤器才能够进入底部，继而进入过滤元件后为外部空间所使用，而过滤下来的固体则会堆积在一个楔形窄槽处，而废水则是经过上下管板处排除。在这一过程中，次氯酸钠发生器起到的作用则是生成次氯酸钠溶液，从而对过滤后的水泵进行消毒，杀死其中的微生物，避免微生物在海水系统中的滋生。

2 海水泵变频系统设计

该气田海水系统中专门设计使用了变频调速设备以及压力传感器，从而使得海水系统程序具有了可编程控制性，形成了一个闭环控制系统，依照海水出水管网的实际状态对泵组的速度进行调控，并且通过变频调速系统还可以对投入使用的水泵台数进行自动调整，从而使得系统的供水压力更加的稳定，并节约系统的用电量。依照该平台的实际使用状况，在海水系统的设计中使用了四台海水提升泵，并将海水管道的压力范围设计为450kPa至750kPa。根据该范围设计人员在对系统进行设计的过程中使用了ABB公司的两台ACS800变频器，并在设计中令A、D两泵共用一台变频器，B、C两台泵共用一台变频器。如图1所示。

在海水出口管处设置了四台压力传感器，通过压力传感器检测到的压力信号对系统进行编程控制，通过在中控室进行程序的编入，继而经过运算后向变频器传输信号，以此控制变频器的启停和运行。

图1海水提升泵变频系统示意图

海水泵的控制主要通过三种模式，即现场控制、MCC间（远方）控制、中控室控制。其中变频控制以及现场控制对于变频器的启动只能实现软启动，但是远方控制，即MCC间控制，可以控制变频器软启动，也可以控制变频器全压启动。若某一变频器启动频率为50Hz，管压小于450kPa，那么变频控制系统就会控制系统进行工频切换，启动另一台海水泵，此时频率会随之上升至系统给定值，从而保证管压在系统规定范围中。一旦用水量降低，则预先启动的泵退出，同时控制器会对运行参数进行调节，令运行中的海水泵保持稳定频率，从而稳定系统运行。

3 变频系统的调试

在海水系统交接试验中，调试变频系统是最为重要的环节，依照程序分别进行外观的检查、回路的检查以及绝缘性能和功能的测试，并且调试顺序必须依次进行。

（1）外观。首先需要针对变频系统的外观进行检查，主要步骤为：依照设计规定检查设备是否符合要求，并对设备的铭牌数据进行核对。其次，查看柜体表面有无损伤和划痕，并检查防护设备登机是否符合设计要求。继而对所有的连接件以及紧固件进行检查，保证其紧致性。同时，对设备上的仪表、仪器进行核对，保证其同厂家提供的机器资料一致。最后对设备外壳的接地性进行检验，同时检查设备内部是否存在异物。通过外观检查，可以对设备中是否存在小零件缺失问题进行排查，一旦发现问题可以及时的告知厂家补齐零件，并找出安装过程中存在的问题，及时的调整变频器内部状态，避免后期出现系统的短路故障。

（2）回路以及绝缘检测。通过回路检测以及绝缘性检测可以发现施工过程中变频器存在的电缆连接不浪鼓以及进出线是否连接正确的问题，及时的予以纠正，避免事故的发生。

（3）功能。功能性测试在整个系统测试中具有重要的意义，并且是调试时间最长的，可以发现系统中存在的各类问题，功能测试必须依照调试表格进行逐一的测试、检查，并对发现问题及时的予以纠正。

4 变频器故障的处理

变频器故障一般可分为两类：一类是在运行中频发出现的自动停机现象，并伴随着一定的故障显示代码：另一类是由于使用环境恶劣、高温和导电粉尘引起的短路，潮湿引起的绝缘性能降低或者击穿等突发故障。前一类，一般是由于变频器运行参数设定不合格或外部工况、条件不满足引起的过度电流、过电压或欠电压等故障，其处理措施可依照随机说明书上提供的指导方法进行参数修改或重置、调整变频器加速时间等方法来完成。而后一类故障，变频器一般无显示，可以进行解体检查予以处理，重点查找损坏件，依照故障进行清理、测量及更换；观察触发回路输出侧六组波形大小、相位差相等后再加载运行，直到解决故障。