变频器在钻杆管体热处理除鳞系统中的应用.docx

第1期(总第131期)No.1(SUM

第1期(总第131期)No.1(SUMNo.131)

2013年2月Feb.2013

MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT

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变频器在钻杆管体热处理除鳞系统中的应用

张绘杰，祁永顺，李树军，刘安建，宋杨，张楠

(中石油集团渤海石油装备第一机械厂，河北沧州062658)

摘要：变频器的徉用显示出很大的经济效益。针对中石油渤海装备公司第一机械厂钻杆管体热处理除鳞项目，给出了变频器控制系统、参数设置、工作原理、以及部分控制程序，并简述了变频器控制系统的节能效果。

关键词：热处理除鳞；变频器；节能

中图分类号：TM344.6文献标识码：A文章编号：1003-773X(2013)01-0126-03

0引言

钻杆管体热处理时炉内加热时间控制在60min~120min不等，由于炉内为非保护性气氛，钢管会产生大量氧化铁皮。热处理后氧化皮附着在管体使其表面质量明显降低，同时由于氧化皮的覆盖，某些缺陷得以隐藏，缺陷的检测准确率大大降低。因此，热处理中清除钻杆管体外表面的氧化铁皮(除鳞)显得尤为重要，故在淬火冷却前设置高压水除鳞装置，对钻杆管体进行整体除鳞。除鳞系统中，来自水泵的高压水进入除鳞喷嘴后，高压水形成很大冲击力的扇形水束喷射到钢管表面。氧化铁皮经历被切割、急冷收缩、与基体母材剥离、被冲刷离开钢管表面的过程。由此可见，高压水的打击力是影响除鳞效果的最重要因素，充分击碎氧化铁皮，使其产生充足裂缝，是除鳞的前提条件。除鳞需要的高压水由两台132kW的高压水泵提供(一用一备),采用“大流量高压泵+循环阀+高压水阀+西门子6SE7033-7EG60-ZG93变频器”的配套方案.2,利用变频器调整高压水泵的流量，获得节能节水的目的3。

1高压水除鳞控制系统的概述

系统采用西门子6SE7033-7EG60-ZG93系列变频器的Profibus网络和BICO控制功能，通过PLC,利用Profibus网络控制，实现自动和手动控制4。实际用的变频器都安装了Profibus模板、BOP操作面板。应注意的是：1～6KM为中间继电器的触点，它们的运动均由PLC控制完成。变频器正常运行时，PLC控制信号及变频器的状态，由网络来负责通讯。变频器运行的各种状态及现行值，均通过网络传送到PLC,再经触摸屏显示及控制，见图1。

2变频器的主要参数

1)电机参数设置：额定电压380V;额定电流239A;额定功率132kW;额定功率因数0.82;额定速度

1480r/min。

2)变频器主要参数设置：P918.1=3(DP地址);P554.1=3100(启停);P443.1=3002(给定);P734.01=32(状态字1);P734.02=148(转速/频率实际值)。

3高压水除鳞控制系统工作原理

系统的水源通过控制进水阀为水箱蓄水。当水箱水位低于0.5m或高于1.1m后，由水箱液位传感器检

尚

尚

R

QFI

kAJn6

EBESEx93

6SE7033-7EG60-ZG93

虚

uv

24VL+1

Profibus

KM_4

104

200kW2#高压泵

1#高压泵

103L+N103LHL

熔断器

靠

否PE

DP

KM6

图1控制系统图

测，再经PLC控制系统自动控制进水阀门开启或停止，以保证水箱中的水量。当除鳞系统的水位、水压、油位、油压均达到设定要求后，即满足了系统的启动条件，此时点击启动按钮，系统首先启动润滑泵电机，再启动管道泵电机；之后，主除鳞泵电机在变频器的控制下以恒定的加速度启动，使高压水除鳞系统达到准备工作的状态。当除鳞系统接收到钻杆的端部即将进入除鳞箱后，循环阀关闭，高压水阀打开，除鳞泵主电机加速到工作的状态，其工艺流程，见图2。

1)高压水泵的控制。选用往复式高压柱塞水泵，额定压力16MPa;流量25m3/h;电机功率132kW。两台高压水泵，一用一备。高压水泵的开启和停止有本地和远程控制两种，并受水位控制器和水泵压力继电器的制约。当吸水位低于设定值和润滑压力低时自

收稿日期：2012-07-26

作者简介：张绘杰(1980-),男，河北正定人，工程师，本科，研究方向：机械制造及自动化。

第1期(总第131期)张绘杰，等：变频器在钻杆管体热处理除鳞系统中的应用2013年2月

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动停泵，以保护水泵不受损坏。高压水泵的压力通过变频器调整高压