多年來，安川公司在石油行業(yè)積累了非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，如g7/p7/f7/g5/p5/g5hhp/vs等不同系列的變頻器都已經(jīng)在oem商中獲得了廣泛的應(yīng)用，目前主要領(lǐng)域有離心分離機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)送設(shè)備、計(jì)量設(shè)備、壓縮機(jī)等。

在石油化工行業(yè)應(yīng)用的安川變頻器具有下面幾個(gè)特點(diǎn):

(1)其nema3r的封裝形式能夠經(jīng)受住油田常見的惡劣環(huán)境;

(2)其專用的用戶化驅(qū)動(dòng)軟件case能非常有效地工作于諸如磕頭機(jī)的往復(fù)負(fù)載，從而無須采用耗能厲害的動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻;

(3)其優(yōu)秀的硬件設(shè)計(jì)和pc板噴涂工藝使得變頻器在油田等惡劣環(huán)境和振動(dòng)率高的場(chǎng)合下正常工作。

安川變頻器的臥螺離心機(jī)上的應(yīng)用：

主電機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載為筒體，副電機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載為螺旋，由于在正常作業(yè)中，主電機(jī)的速度始終高于副電機(jī)，致使副電機(jī)長(zhǎng)期工作在發(fā)電狀態(tài)，傳統(tǒng)的方法是采用能耗嚴(yán)重的渦流制動(dòng)，其相當(dāng)于剎車系統(tǒng)調(diào)速差。顯然，將這部分能量充分利用起來是非常可觀的。

安川的方案是基于變頻器母線共聯(lián)，將副電機(jī)的電能通過兩臺(tái)變頻器之間的母線消耗到主電機(jī)的電動(dòng)狀態(tài)中去，使能量通過母線在變頻器間共享，從而大大提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠程度，同時(shí)又能降低能耗，比傳統(tǒng)的渦流制動(dòng)能耗節(jié)省20％～40％。安川的gpd515/g5采用的是矢量工作方式，通過安裝編碼器，可以精確地實(shí)現(xiàn)差轉(zhuǎn)速控制，同時(shí)在料堵塞時(shí)也能提供足夠的轉(zhuǎn)矩。

采用安川變頻控制的臥螺離心機(jī)控制系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn):

(1)人機(jī)界面hmi(一般采用pc-based系統(tǒng))作為主機(jī)來進(jìn)行控制，包括變頻器間devivenet通訊、母線電壓監(jiān)測(cè)、各變頻器參數(shù)讀取和寫入、進(jìn)料各點(diǎn)控制等;

(2)主電機(jī)采用gpd515g5變頻器來控制筒體的運(yùn)轉(zhuǎn)，由于工作在矢量控制方式下，因此它能提供足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，克服筒體的慣量平滑啟動(dòng);

(3)副電機(jī)也采用gpd

515g5來控制螺旋以低于主電機(jī)的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，其螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的速差可以根據(jù)進(jìn)料的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，在堵塞情況下，螺旋能提供足夠的轉(zhuǎn)矩將料推出、清空并再次運(yùn)行;

(4)通過共母線方式來再生能量處理，其再生能量的大小取決于筒體的轉(zhuǎn)速和筒體與螺旋的轉(zhuǎn)速差;

(5)變頻器線路板的涂層設(shè)計(jì)配合防爆電機(jī)能使該系統(tǒng)穩(wěn)定工作在油田惡劣的環(huán)境，如水汽、腐蝕氣體、意外振動(dòng)等。

通過全世界范圍內(nèi)多個(gè)油田的應(yīng)用，配備安川gpd系列變頻器的臥螺離心機(jī)都取得了明顯的效果。油田原油脫水的產(chǎn)量成十倍地提高，由于該型離心機(jī)能長(zhǎng)時(shí)間無故障地運(yùn)行，對(duì)于物料的變化，變頻器都能輕松克服并可以被自由調(diào)整輸出;

由于變頻調(diào)速節(jié)能環(huán)保和調(diào)速方便，能解決渦流制動(dòng)的耗能發(fā)熱問題和液壓驅(qū)動(dòng)的漏液?jiǎn)栴}，傳動(dòng)的部件都能以標(biāo)準(zhǔn)件替代，因此臥螺離心機(jī)都能做到免維護(hù)運(yùn)行;現(xiàn)場(chǎng)總線devicenet的應(yīng)用將變頻器的設(shè)置和監(jiān)視變得非常簡(jiǎn)單，用戶只需在hmi上就可以得到一切傳動(dòng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)定相應(yīng)的工藝數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)輸油泵站的壓力pid控制管道輸油是將原油(或油品)加壓、加熱通過輸油管道由某地(一般是油田)輸送至另一地(一般是煉廠、碼頭等)。加壓的目的是為原油提供動(dòng)能，以克服沿線地理位差及管道沿線的壓力損失;

安川變頻器在輸油泵上的應(yīng)用

在原先的控制方案中，該加壓泵站是通過可編程控制器來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的壓力控制，即到達(dá)壓力低限時(shí)開泵、到達(dá)壓力高限時(shí)關(guān)泵。頻繁的開停動(dòng)作對(duì)于大負(fù)載電機(jī)而言，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成強(qiáng)大的沖擊，同時(shí)也對(duì)原油管路有一定的損害作用。由于采用簡(jiǎn)單的on/off控制，導(dǎo)致輸送石油的壓力不穩(wěn)，壓力波動(dòng)大，對(duì)于原油的集輸系統(tǒng)的過程控制造成一定的困難;

同時(shí)，頻繁性開關(guān)對(duì)于閥門部件、管路等造成的維修量與日俱增，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生大罐抽空、管線堵塞和原油冒罐事故，對(duì)生產(chǎn)帶來大量的浪費(fèi)。為了解決這些矛盾，在現(xiàn)有的原油集輸網(wǎng)絡(luò)中引進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)，自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)，已經(jīng)收到了良好的效果。

在該加壓泵站中，原來的主泵采用安川變頻器拖動(dòng)后，可以方便地利用變頻器內(nèi)部集成的pid功能進(jìn)行壓力閉環(huán)控制。用戶管路端安裝的壓力傳感器信號(hào)直接進(jìn)入變頻器的fv或fi端，變頻器就會(huì)自動(dòng)計(jì)算出與設(shè)定值之間的差值，然后再控制變頻器的輸出。

使用變頻器后，該泵站不僅明顯降低了機(jī)械損耗和維護(hù)量，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊已經(jīng)大為減少，從原先直接啟動(dòng)時(shí)電機(jī)額定電流的600％～800％降低到150％左右，功率因數(shù)也上升至98％左右。由于采用pid控制，電機(jī)的運(yùn)行速度不再是再滿速空轉(zhuǎn)中，而是降低了轉(zhuǎn)速，平均運(yùn)行電流從大于160a降低到116a左右(大約降低了30％)。

由于石油輸送管路潛在的高壓?jiǎn)栴}，用戶不得不裝設(shè)高于10倍常規(guī)壓力標(biāo)準(zhǔn)的壓力傳感器,因此實(shí)際采樣的電壓數(shù)值有效區(qū)域很窄，只有選擇高精度的壓力傳感器才能正常進(jìn)行pid控制。同時(shí)，變頻器對(duì)拖動(dòng)的負(fù)載必須進(jìn)行有效地調(diào)諧以進(jìn)行參數(shù)整定，使電機(jī)和水泵工作在最佳狀態(tài)。為了避免管線共振效應(yīng)，設(shè)置機(jī)械共振點(diǎn)也是必需的。

在石油工業(yè)中經(jīng)常會(huì)進(jìn)行注水處理，其主要是利用注水井把水注入油層，以補(bǔ)充和保持油層壓力的措施稱為注水。油田投入開發(fā)后，隨著開采時(shí)間的增長(zhǎng)，油層本身能量將不斷地被消耗，致使油層壓力不斷地下降，地下原油大量脫氣，粘度增加，油井產(chǎn)量大大減少，甚至?xí)娡．a(chǎn)，造成地下殘留大量死油采不出來。因此，為了彌補(bǔ)原油采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實(shí)現(xiàn)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，并獲得較高的采收率，必須對(duì)油田進(jìn)行注水。

在很多油田注水站的泵配置中，功率都非常大，通常采用工頻降壓?jiǎn)?dòng)，且大多采用離心泵，通過節(jié)流閥來控制流量。我們知道，變頻器使用在離心泵上具有非常大的節(jié)能潛力，因此在泵設(shè)計(jì)余量充足的情況下，采取變頻調(diào)速不啻是個(gè)最優(yōu)的辦法。使用安川f7，就能輕松實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行和抑制高次諧波。在f7的節(jié)能控制運(yùn)行范圍里，它根據(jù)最大效率控制，對(duì)離心泵更能發(fā)揮超群的節(jié)能效果。