一种变频恒压自控发油生产线的制作方法

本实用新型涉及成品油库汽车发油系统，具体涉及一种变频恒压自控发油生产线。

背景技术：

对于成品油库发油系统来说，由于装车鹤管数量具有不确定性，导致发油量始终处于一个动态的变化过程，对于确定的管路系统来说，管内流体的流量、压力是不断变化的，采用恒速泵发油，虽然可通过阀门切换或启、停泵来控制管网压力，但无法维持管压恒定，不断的调节阀门，启、停泵将出现机械磨损加剧、设备维护工作量增大，装车精度不满足要求、水锤效应难以控制等诸多问题，不仅增加了能耗，而且 影响设备的使用寿命，发油质量难以保证。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种变频恒压自控发油生产线，通过变频调节泵的输出频率，实现成品油库自控恒压发油。

为实现上述目的，本实用新型公开了如下技术方案：

一种变频恒压自控发油生产线，包括控制器、变频器、变频泵、压力传感器和发油鹤位，所述控制器输出端连接变频器输入端，控制器输入端连接压力传感器输出端，变频器输出端连接变频泵的泵电机输入端，变频泵的泵电机输出端按照指令调节泵的转速，输出油品至发油鹤位，变频泵出口处设有压力检测点，压力检测点连接压力传感器输入端。

进一步的，所述变频器的数量至少为一台，每台变频器均连接有一台变频泵，若干台变频泵形成泵机组。

进一步的，所述若干台变频泵并联安装。

进一步的，所述泵机组出口汇管上安装一台压力变送器或者泵机组的每一台变频泵出口处均安装有一台压力变送器。

进一步的，变频泵出口至发油岛的管线架空敷设。

本实用新型公开的一种变频恒压自控发油生产线，具有以下有益效果：

对发油系统进行控制，归根结底是为了满足鹤管对流量的需求。所以，流量是发油系统的基本控制对象。而流量的大小又取决于扬程，考虑到动态变化工况下，管道压力的大小是扬程大小的反映，而扬程与发油能力和鹤管数量之间存在平衡关系，因此，选择压力控制来调节管道流量大小，通过设定恒压值就能保证供油能力和鹤管数量处于平衡状态，恰到好处地满足了用户对发油量的需求。

附图说明

图1是本实用新型的控制原理框图，

图2是实施例1的流程结构示意图，

图3是6鹤位管路特性曲线图，

图4是不同发油工况对应的扬程曲线图；

图5是根据发油工况，选取恒压设定值图；

图6是配泵原则1；

图7是配泵原则2。

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步描述。

请参见图1。

一种变频恒压自控发油生产线，包括控制器、变频器、变频泵、压力传感器和发油鹤位，所述控制器输出端连接变频器输入端，控制器输入端连接压力传感器输出端，变频器输出端连接变频泵的泵电机输入端，变频泵的泵电机输出端按照指令调节泵的转速，输出油品至发油鹤位，变频泵出口处设有压力检测点，压力检测点连接压力传感器输入端。

作为一种改进方案，所述变频器的数量至少为一台，每台变频器均连接有一台变频泵，若干台变频泵形成泵机组。

作为一种改进方案，所述若干台变频泵并联安装。

作为一种改进方案，所述泵机组出口汇管上安装一台压力变送器或者泵机组的每一台变频泵出口处均安装有一台压力变送器。

作为一种改进方案，变频泵出口至发油岛（发油岛为加油机所在区域，加油岛为油库里面用来给罐车装油的装置）的管线架空敷设。

变频恒压自控原理如下：

变频恒压自控是将发油泵机组出口压力设为某一恒定值；发油作业时控制系统通过监测管网压力并与恒压值进行比对，经变频器内置的PID调节器运算后，调节泵的输出频率，实现系统的恒压发油。

变频恒压自控稳定性分析：

对发油系统进行控制，归根结底是为了满足鹤管对流量的需求。所以，流量是发油系统的基本控制对 象。而流量的大小又取决于扬程，考虑到动态变化工况下，管道压力的大小是扬程大小的反映，而扬程与 发油能力和鹤管数量之间存在平衡关系，因此，选择压力控制来调节管道流量大小，通过设定恒压值就能 保证供油能力和鹤管数量处于平衡状态，恰到好处地满足了用户对发油量的需求。

变频恒压自控连锁分析：

1）采用变频恒压自控方式发油，流量计与电液阀连锁；控制器采集流量信号，调节电液阀的开闭及压差从而控制发油量，实现定量装车。

2）泵出口压力变送器不断采集不同发油工况下的工作点数据，控制器模拟量输入端接收传感器输入的模拟信号，输出端输出经给定值与反馈值比对后并经 PID 处理所得出的输出信号，并依此信号的变化调节变频器的输出频率，从而控制泵的变频，实现系统的恒压发油。下图为变频恒压自控发油系统的控制原理框图。

本实用新型在安装时，变频泵装泵车要求集中布置（单独设置泵棚/泵房）；根据发油品种及对应的鹤管数量，尽量选择大泵（单泵流量不宜大于400m³/h）；同类油品（如93#汽油）的泵，必须并联安装；泵机组出口汇管上安装一台压力变送器（经济允许时，可在每个泵出口安装一台压力变送器）；每台泵配置一台独立的变频器（不允许一拖二）；泵区距发油区的距离不受限制（可根据平面布置，自由调整）；泵区至发油区的工艺管线建议架空敷设（避免土壤腐蚀，造成穿孔泄漏）。

变频恒压自动系统的设计流程如下：

1）绘制不同工况下的典型管路特性曲线；

2）根据鹤管流量设计值，确定不同装车工况对应的系统压力界限；

3）根据规定的装车工况，确定系统恒压值，并做工况适应性分析；

4）按照恒压设定值、单泵最大流量限制、泵允许的最低频率，制定配泵方案。

实施例1

见图2，图2为柴油6鹤位汽车发油系统。对于多泵对多鹤位装车系统来说，随着启泵数和装车鹤管数的不同，将出现多组不同的管路特性曲线。

本实施例中，定量装车控制器输出端分别连接1#变频器、2#变频器输入端，定量装车控制器输入端连接压力传感器（压力变送器）输出端，1#变频器和2#变频器的输出端分别连接1#变频泵的泵电机输入端和2#变频泵的泵电机输入端，1#变频泵和2#变频泵的泵电机输出端按照指令调节泵的转速，输出油品至发油鹤位，变频泵出口处设有压力检测点，压力检测点连接压力传感器输入端。本实施例中共6鹤位，每个变频泵分别控制3鹤位。两个变频泵分别连接油罐，变频泵与发油鹤位的工艺管线上设有流量计、电液阀及过滤器，定量装车控制器通过仪表控制线连接流量计及电液阀。

对于一个鹤管装车来说，有6条管路特性曲线，对于2鹤位同时装车来说，则有15条管路特性曲线。所谓的典型管路特性曲线，是指开相同数目鹤管时，特性曲线最陡的那条，见图3。

按照单鹤管装车流量 100m³/h 考虑，可得出 6 个不同的压力界限值，见图4。最终选择哪一工况的压力界限作为系统恒压设定值，还需要结合实际的装车工况进行分析。

见图5，假设 2 鹤位同时装车为发油系统常见工况，则可以将恒压值设定为 b 值。

变频恒压自控发油系统是利用泵出口压力变送器采集压力信号与系统恒压设定值比对，进而产生输出信号，再由变频器控制泵电机转速，实现变流量恒压发油。在整个恒压发油过程中，泵的选取至关重要，合理优化泵的选型及组合方式，可有效降低能耗，提高泵的运行效率。

见图6，泵的匹配原则：先假设存在一台大泵，工频运行时满足恒压设定后6鹤位同时装车的流量（工作点1）；且该大泵在允许运行的最低频率（通常小泵不允许低于30%）下工作时，对应的流量要满足单鹤管发油时的流量要求（工作点2）。通过查阅泵的相关样本，确定上述大泵是否存在，若不存在，则需配置泵机组合来实现多鹤位恒压发油。首先，假设图 6 中的工频曲线为 2 泵工频并联后的特性曲线（图 7）。由于 2 泵工频并联曲线已定，可反推单泵工频运行参数，通过查阅样本，确认单泵是否存在，若存在，则 2 泵并联运行即可满足恒压发油过程；若不存在，继续增加并联泵台数，重新按上述方法分析，直到满足要求为止。

本实用新型通过变频调节，实现成品油库恒压自控发油具有实际意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。