阿爾法中頻電源在輸油管線中頻智能加熱系統(tǒng)的應(yīng)用

阿爾法中頻逆變電源在輸油管線加熱系統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)簡介在我國石油開采中，稠油的比例占相當(dāng)大一部分，這類原油粘度高、凝固點(diǎn)高、密度大、含蠟量高，難以輸送為我們所共知。目前在稠油集輸中應(yīng)用較多的工藝技術(shù)是管線摻水和油管加熱。為了解決油田稠油集輸中加熱效果差、浪費(fèi)電能等缺點(diǎn)，我們針對油田應(yīng)用、利用先進(jìn)技術(shù)開發(fā)了輸油管線中頻智能加熱系統(tǒng)。方便管理，提高加熱效率。以先進(jìn)微處理器CPU為控制部件，構(gòu)成了一個完整的自動控制系統(tǒng)。該加熱系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓、電流、頻率的連續(xù)調(diào)節(jié),以達(dá)到輸出功率連續(xù)可調(diào)的目的,使油管電磁加熱系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制，能源利用高，節(jié)能效果明顯。1、系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成：①變壓器：提供３８０Ｖ交流電源。②中頻加熱電源：是一種采用中頻感應(yīng)加熱技術(shù)提高加熱效率的電源設(shè)備。該設(shè)備可提供500~2000HZ的頻率，實(shí)現(xiàn)了輸出電壓、電流的連續(xù)可調(diào)，以達(dá)到輸出功率連續(xù)可調(diào)的目的，提高加熱效果。③中頻變壓器：采用環(huán)形中頻變壓器，為非晶鈦材料，導(dǎo)磁率高，工作頻率高，用于隔離輸入輸出電壓，防止由于直流偏磁或過勵磁產(chǎn)生的飽和問題，同時可起到串聯(lián)諧振的作用。

④溫度傳感器及溫控儀：檢測輸出液體的溫度，給變頻電源提供反饋信號，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

⑤集膚加熱電纜：導(dǎo)體截面積30mm2;額定電壓3000V;工作頻率50～4000Hz;工作溫度１２０℃2、工作原理

⑴、電磁加熱原理：交變磁場中的導(dǎo)體因電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過導(dǎo)體本身時產(chǎn)生熱量，從而加熱導(dǎo)體及介質(zhì)。交變的電流通過纏繞在管道上電纜時在線圈中表現(xiàn)出圓環(huán)效應(yīng)，在管道中的油水混合物中表現(xiàn)出集膚效應(yīng)，兩者之間同時還存在著鄰近效應(yīng)。該方法是交流電三個效應(yīng)的綜合利用，使電的應(yīng)用效率和熱效率都達(dá)到最高。同時由于交變磁場的作用，對管內(nèi)的液體還有攪拌效果。攪拌力F=0.1*P/D2*H*(ρ2*f)(1/2)。在電源電壓和頻率一定的條件下，功率與匝數(shù)平方近似成反比。P∝1/N2。電源電壓、功率與匝數(shù)一定的條件下，頻率與匝數(shù)成反比。

⑵、主要技術(shù)參數(shù)輸出功率范圍0~4５ＫＷ輸入電壓３８０Ｖ，５０ＨＺ，三相３）輸出電壓１００Ｖ－5００Ｖ單相，連續(xù)可調(diào)４）頻率２５０ＨＺ－２５００ＨＺ，連續(xù)可調(diào)５）輸出波形，SPWM，其占空比連續(xù)可調(diào)⑶、整機(jī)主回路如圖１示首先將380V/50HZ的三相交流電經(jīng)整流、濾波成直流電，經(jīng)逆變電路變成頻率連續(xù)可調(diào)的單相電，再經(jīng)中頻變壓器隔離后，輸送到加熱電纜給油管加熱。用脈寬調(diào)制技術(shù)，產(chǎn)生PWM（脈沖寬度調(diào)制）波形來控制逆變橋四支IGBT的通斷，并跟據(jù)從主電路檢測到的電壓、電流信號適時地提供出保護(hù)信號，以保護(hù)整機(jī)及負(fù)載．⑷控制回路采用瑞薩（RENESAS）32位專用微處理芯片SH7046控制，使該系統(tǒng)具有多項(xiàng)保護(hù)功能，短路保護(hù)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)、缺相保護(hù)、溫升保護(hù)等功能。開停機(jī)均為軟起動、軟停機(jī)，減少了沖擊電流，從而延長設(shè)備的使用壽命。使用更安全、操作更方便、加熱效果更佳。⑸電源輸出由于負(fù)載為變壓器，要求輸出波形為正負(fù)半周對稱的SPWM波、即每個脈沖都是方波，正負(fù)對稱，且幅度一致．可調(diào)整輸出電壓的幅度，則對于相同的負(fù)載而言，其輸出電流即可得到調(diào)整，則負(fù)載上所獲得的功率就可以調(diào)整．3、中頻加熱系統(tǒng)的特點(diǎn)：采用了先進(jìn)的移相控制技術(shù)和軟起動技術(shù)，使工作更可靠。自動控制，易于管理。人機(jī)對話的顯示界面，可通過鍵盤的選擇顯示工作頻率及電流，輸出脈沖的占空比、電流變比等，并可顯示故障狀態(tài)及原因，使顯示更直觀，更易于操作。顯示與主控板共用一個線路板，排列更緊湊，避免了信號傳輸過程中的干擾，工作更穩(wěn)定。3、加熱效率接近100%，安全方便。提高電網(wǎng)