卧式螺旋离心机采用变频调速技术的优越性.doc

1、卧式螺旋离心机采用变频调速技术的优越性原文作者：张树茂摘 要：本文结合现场实际应用，从分析卧式螺旋离心机的结构原理入手，进而举例阐述了变频调速技术在卧式螺旋离心机使用上的优越性，以飨读者。本文只是个人观点，不妥之处，敬请各位专家读者批评指正。关键词：卧式螺旋离心机； 变频调速技术； 优越性中图分类号： TP27 文献标识码： A1 概述卧式螺旋离心机是石油钻井过程中不可或缺的固控设备，尤其是海外国际合作钻井项目。 随着石油钻井技术的进步和环保意识的提高， 对石油钻井固控系统提出了更高的要求，主要体现在以下三个方面：A 油气勘探开发业主希望使用更清洁的泥浆钻井以保护油气层， 从而获得更高的油气产

2、量。B 涡轮螺杆钻井工艺的应用对泥浆的清洁性提出了更高要求。C 废弃泥浆的处理将越来越受到重视， 而处理废弃泥浆主要就是尽可能地分离其中的固相和液相。2 结构及工作原理机械结构主电机上装有皮带轮带动滚筒上的皮带轮，驱动滚筒旋转，滚筒支承在2个主轴承上，滚筒内装有螺旋推进器， 螺旋推进器通过轴承支承在与滚筒同心的轴上，可以相对滚筒旋转，滚筒大端装有差速器，它是一个行星齿轮减速机构，差速器右端的输入轴上装有皮带轮，通过辅机皮带轮的传动， 为差速器提供一个输入转速。离心机的滚筒总成装在一个不锈钢制箱体内，箱体分为2 个隔仓，左隔仓收集离心机排除的液相，右隔仓收集离心机排除的固相。工作原理离心机的分离

3、原理泥浆中固相和液相的分离过程是在滚筒中完成的。离心机的分离原理是利用滚筒的高速旋转带动进入滚筒中的泥浆高速旋转，泥浆被甩到筒壁上形成一个液圈，液圈中的固相颗粒由于受到大于自身重力几百倍甚至几千倍的离心力的作用，就克服泥浆粘度的阻力快速沉降到滚筒的内壁上， 形成固相层， 液体形成液相层。液圈中的固相颗粒所受的离心力与自身的重力的比值称为离心机的分离因数，它是衡量离心机分离性能的重要参数。离心机的推渣原理离心机的推渣工作是由螺旋推进器完成的，在差速器的作用下，螺旋推进器与滚筒形成一定的转速差， 于是已沉降到滚筒内壁上的固相颗粒就被从筒壁上刮下，被螺旋叶片逐步推向滚筒小端， 并在推进过程中脱水，

4、最后到达排砂喷嘴，被甩出滚筒。差速器的工作原理差速器实际上是一个二级行星齿轮减速机，它的外壳内加工有内齿，外壳随滚筒旋转，左端的皮带轮带动输入轴上的 1 级太阳轮旋转， 1 级太阳轮通过 1 级行星轮与外壳上的内齿啮合， 这样外壳的转速与输入齿轮轴的转速合成为一级转臂的转速由 2 级太阳轮输出到第 2 级，第 2 级的传动原理与第 1 级相同，最后通过输出轴带动螺旋推进器旋转。差速器安全装置的工作原理为了在离心机过载时保护差速器不被损坏， 在差速器的左端设有安全装置，在齿轮轴上装有安全销， 由皮带轮传来的动力通过牙嵌传给离合器拨盘， 再传给凸轮，凸轮通过安全销将动力传给齿轮轴。 当扭矩超过安全

5、销的强度时， 安全销会被剪断，从而使传动脱开，起到安全保护作用。注：由于变频器的过载保护比较可靠，在变频型高速离心机上没有装限位开关。 论文 3 变频调速技术的提出变频技术的优越性近几年变频器作为一种工业控制设备在不断更新发展，各行各业有着广泛的应用。随着电力电子技术、变频控制理论、微机控制技术的不断成熟，变频器的性能不断完善、功能也不断增强：如多段速、可编程自动运行、通讯功能等，这使用得变频器能适应多种应用场合。根据离心机的生产工艺， 可采用变频器的多段速功能控制来实现，另外变频器一般都带有内置制动单元或外部制动单元，这可解决离心机在停车时因惯性大造成停车困难的问题。变频驱动结构有双机变频驱

6、动、单机变频驱动两种驱动方式。A 采用双机变频， 主、辅机分别有交流变频器驱动， 加上 PLC后可随时任意调整转鼓转速、 螺旋推进器转速、 螺旋推进器与转鼓的转速差， 这种机型可很好地适用于各种性能的泥浆和不同的泥浆处理要求。B 单机变频驱动： 主机用交流变频器驱动， 辅机直接用交流电驱动， 主机转速可任意调整， 辅机转速不可调， 差速不可调。 这种驱动方式的优点是结构简单，变频器价格较低。制动单元的应用离心机为大惯性负载，采用变频器控制时都要求增加制动单元才能满足要求，但三晶变频器 15KW及 15KW以下的内置制动单元， 这样不仅为用户节省了安装空间，同时更节省了成本。 由电机的运行特性知

7、道， 当电机的实际转速高于同步转速时，电机运行在发电机状态， 当离心机开始停机时， 变频器的输出频率开始按减速时间下降， 由于负载惯性离心机此时转速变化不大，造成电机实际转速高于同步转速， 电机处于发电制动状态， 由变频器的主回路知道， 此时电机侧反馈回的能量将通过逆变回路的续流二极管D1-D6反馈到直流回路的滤波电容C1、C2 上，这时变频器的母线电压Ud 会升高（即泵升电压），过高的泵升电压将使变频器出现过压保护，甚至会损坏变频器，为此，必须加装制动组件，当制动单元控制回路检测到直流母线电压达到一定值时控制其开关管IGBT 开通，制动电阻 RB接到回路中，将电机的反馈的制动能量消耗在电阻上

8、，以维持正常的母线电压 Ud。调试注意问题根据离心机负载特性，在调试时应注意：（ 1） 离心机负载起动转矩要求较高，可能出现起动困难的情况，这时可适当提升变频器的转矩补偿值， SAJ-8000-G 系列 F009 设定参数为 3，但起动转矩补偿不可太大，否则可能出现过流（故障代码为） 、过载（故障代码为）等报警，若在加速中出现过流报警应适当延长加速时间；（ 2） 离心机惯性大，若要变频器按减速时间停车，必须加装制动单元，其制动电阻的选择变频器说明手册上都有， 可根据操作手册选择， 正常工作时制动电阻会因消耗能量而发热，可适当放大电阻的功率和制动动作时间。（3） 一般离心机安装在操作现场，多台变

9、频器集中置于控制室内，如果现场与离心机距离超过变频器的允许范围应采相应的处理措施， 如合理分布主回路线与控制线、 加装输出电抗器或滤波器， 以防变频器输出电压的衰减， 或考虑加大变频器的容量。结语离心机采用变频调速可以根据不同工艺要求进行调速，根据泥浆密度的不同可方便地选择多段速运行， 同时采用变频控制实现电机的软启动， 减少对电的冲击，变频器具有过流、过载、过压等丰富的保护功能，当负载或电机出现异常时，变频器因故障停机并快速封锁输出，这样可及时保护电机。参考文献卧式螺旋离心机的性能及工作原理Z.三晶 SA-J8000 系列变频器 Z.下列温度最接近23的是人体的正常体温北方冬季的平均气温让

10、人感觉温暖、舒适的房间温度冰水 混合物的温度当温度发生变化时，物质的状态通常会发生变化。下列现象中物态变化判断正确的是初秋的早晨，草 叶上出现的晶莹剔透的露珠属于固态变为液态现象 晒在太阳下的湿衣服变干是气态变为液态现象擦 在皮肤上的酒精很快变干是液态变为气态现象初冬 树上的霜是液态变为固态现象下面是的适宜水温是60 第一节物态变化与温度在一个标准大气压下盐 水的凝固点是0 下面分别表示几位同学在练习 用温度计测液体的温 度实验中的做法，正确的是)8 如图所示的温度计，关于它的说法正确的是该温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的在使用该温度计测量物体温度时，可以离开被测物体读数该温度计的量程是

11、20100该温度计此时的示数约为219. 如图所示是实是_液态的 是 _是_。 均填)12 气、1420_5_2 _，_7 _是 _1.25。131010101014.18490 水蒸气、二氧化碳、 干冰按物质的状态进行分类：属于气态的；属于；属于固态的序号象学里的平均气温是一日当中的时、时时、时这四个时刻气温的平均值，若某地某日这四个时刻的气温如图所示，则此地的最高气温是，最低气温是一天的温差为，平 均气温在寒 冷的冬天，河面上结了一层是否异常毛细血管的温度等许多方面。根据以上信息，你认为下列推测错误的是)A 碳纳米 管的体积在18 490之间随温度变化很小，可忽略不计金属镓的熔点很低，沸点

12、 很高金属 镓的体积在18490之间随温度变化很小，可忽略不计金属镓的体积在 18490 之间随温度变化比较均匀15 如图所示，甲是体温计，乙是实验室用温度计，它们都是利用液体_热胀冷缩_的性质制成的 。可用来测沸水温度的是_乙_；会_(选填会或不会”受到大气 压的影响17有一只刻度均 匀，但实际测 量不准确的温度计，把它放在冰水混合物中，示数是 4； 把它放在标准大气压下的沸水中 ，示数是94。 把它放在某种液体中时，示数是22 ，则该液体的实际温度是_20_，当把该 温度计放入实际温度为40 的温水中时，温度计的示数为_40_ 。第四节地球上的水循水是生命的乳汁、经济的命脉，是自然界奉献给

13、人类的宝贵资源 。下列关于地这是因为衣服上的冰升华成水蒸气了 _。有下列物态变化： 洒在地上的水慢慢变干的过程；放入衣箱中的樟脑球变小的过程； 冬天室内的水蒸气在玻璃窗上形成“冰花”的过程；出炉的钢水变成钢锭的过程。其中 属于凝华的是_，属于吸热过程的是 _填写序号。5. 有一天，雨、露、冰、雪四姐妹在一起争论自己的出生由来，谁也不认同谁。下列她们的说法中，你认为正确的是)A雨说：我是水汽化而来露 说：我成是凝华现象，放出热量 8.以下常见的物态变化实例中，放热的是春天 ，冰雪消融夏天，积水干涸秋天，草木上出现了霜冬 天，冰冻的衣服变干9. 下列有关物态变化的判断，正确的是擦 在皮肤上的酒精很

14、快变干，是升华现象，需要吸热夏 天会看到冰棒周围冒白气，是汽化现象，需要吸热秋天 的早晨花草上出现小露珠，是液化现象，需要放热 寒冷的冬天室外飘起了雪花 ，是凝固现象，需要放热10关 于自然资源并保护环境。12夏天，从冰箱中取出饮料瓶，可观察到瓶子表面有小水珠，擦干后很快又形成，这个过程中发生的物态变化是_ 液化_；南极地区年平均气温是25，降水量很小，但这里的空气却很湿润，这是由于冰发生了升华现象，升华过程需要_吸热 _选填吸热或放热。13随着科技的发展，过去呼风唤雨的神话已成为现实。人工降雨的原理是用飞机在空中喷你家窗户的玻璃上会形成一层冰花，这是水蒸气_凝华_而成的，这层冰花在你家窗户玻

15、璃的_内 侧_( 选填外侧或内侧。16 某同学在探究物态变化的实验中，在试管中放入少量碘。塞紧盖子放入热水中，观察到试管中固态碘逐渐消失，变为紫色的碘蒸气并充满试管。(1)此过程固态碘发生的物态变化是升华_(填物态变化名称。 (2)在上 述实验中，小明同学猜想：固态碘是先变成液体，再变成气体，因为节，农作物常被冻坏，这就是人们常说的遭到霜冻。实际上，农作物不是因为霜而受冻的， 以下的 低气温才是真正的凶手。当空气干燥时，即使温度降低到2010，也不会出现霜，但此时农作物早就被冻坏了，农民们称这种情况为“黑霜”。(1)霜是由_水蒸气_直接变为小冰晶形成的，对应的物态变化名称是_凝华_。(2)请根据短文，对霜形成的条件提出猜想。猜想：霜的清晨，草的叶子上有露水凝结 用久了的灯泡的钨丝比新时如 图是对一定质量的水持续加热过程中温度随加热时间变化的图像，由图像可知：水的沸点是_98_ ；水在沸腾过程中，需要不断_吸热_选填“吸热”或“放热”，其温度_保持不变。第题图题图如图是草叶上出现的露珠，露珠的形成是_液化_现象，