هنگامی که صحبت از صنعت نفت و گاز می شود، استفاده از درایو فرکانس متغیر در فضای باز (VFD) برای عملکرد کارآمد و کنترل تجهیزات مختلف بسیار مهم است. به عنوان یک تامین کننده قابل اعتماد Outdoor VFD، ما الزامات ایمنی و عملکرد منحصر به فردی را که این درایوها باید در این محیط چالش برانگیز برآورده کنند، درک می کنیم.
الزامات ایمنی
طبقه بندی مکان های خطرناک
صنعت نفت و گاز اغلب شامل عملیات در مکان های خطرناک است که در آن خطر انفجار به دلیل وجود گازها، بخارات یا گرد و غبار قابل اشتعال وجود دارد. VFD های فضای باز مورد استفاده در این مناطق باید طراحی و تایید شده باشند تا الزامات طبقه بندی مکان های خطرناک خاص را برآورده کنند. به عنوان مثال، در آمریکای شمالی، کد ملی برق (NEC) مکان های خطرناک را بر اساس نوع مواد قابل اشتعال موجود و احتمال وجود آن به کلاس ها، بخش ها و گروه ها طبقه بندی می کند.
VFD ها برای مکان های کلاس I، بخش 1، که در آن گازها یا بخارات قابل اشتعال در شرایط عملیاتی معمولی احتمال وجود دارد، باید ضد انفجار باشند. این بدان معنی است که محفظه به گونه ای طراحی شده است که یک انفجار داخلی را بدون اجازه انتشار به جو اطراف ایجاد کند. در مکانهای کلاس I، بخش 2، جایی که گازها یا بخارات قابل اشتعال در شرایط عملیاتی معمولی وجود ندارند اما ممکن است در شرایط غیرعادی رخ دهند، VFDها ممکن است به گونهای طراحی شوند که الزامات کمتر سختگیرانهتری داشته باشند، مانند مقاوم بودن در برابر اشتعال گرد و غبار یا داشتن مدارهای غیر محرک.
حفاظت از محیط زیست
VFD های فضای باز در صنعت نفت و گاز در معرض طیف گسترده ای از شرایط محیطی از جمله دماهای شدید، رطوبت، گرد و غبار و مواد خورنده هستند. برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد، VFD ها باید از حفاظت محیطی کافی برخوردار باشند.
محفظه VFD باید دارای درجه حفاظت از نفوذ (IP) بالایی باشد. به عنوان مثال، رتبه IP65 به این معنی است که محفظه در برابر گرد و غبار مقاوم است و در برابر جت های آب کم فشار از همه جهات محافظت می شود. این به جلوگیری از ورود گرد و غبار و آب کمک می کند که می تواند به اجزای داخلی VFD آسیب برساند.
VFD علاوه بر محافظت در برابر گرد و غبار و آب، باید در برابر خوردگی نیز مقاوم باشد. در میادین نفت و گاز، تجهیزات ممکن است در معرض مواد خورنده مانند آب شور، سولفید هیدروژن و سایر مواد شیمیایی قرار گیرند. استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی برای محفظه و اجزای داخلی می تواند به طور قابل توجهی طول عمر VFD را افزایش دهد.
ایمنی برق
ایمنی الکتریکی هنگام استفاده از VFD در صنعت نفت و گاز از اهمیت بالایی برخوردار است. VFD ها باید مجهز به اتصال زمین و تجهیزات حفاظتی مناسب برای جلوگیری از برق گرفتگی و اتصال کوتاه باشند.
اتصال زمین برای ایجاد مسیری با مقاومت کم برای جریان الکتریکی در صورت بروز خطا ضروری است. VFD باید یک ترمینال اتصال زمین اختصاصی داشته باشد و هادی زمین باید اندازه مناسبی برای کنترل جریان خطا داشته باشد.
برای محافظت از VFD و تجهیزات متصل شده در برابر جریان بیش از حد، باید وسایل حفاظتی در برابر جریان بیش از حد، مانند فیوزها یا کلیدهای مدار، نصب شوند. این دستگاه ها باید بر اساس جریان نامی VFD و نیازهای بار انتخاب و اندازه گیری شوند.
الزامات عملکرد
کنترل قدرت و گشتاور
در صنعت نفت و گاز، بسیاری از کاربردها نیازمند کنترل دقیق قدرت و گشتاور هستند. به عنوان مثال، در پمپ های روغن، VFD باید بتواند سرعت موتور را تنظیم کند تا دبی روغن را کنترل کند. این امر مستلزم آن است که VFD از دقت و ثبات بالایی در کنترل قدرت و گشتاور برخوردار باشد.
VFD باید بتواند طیف وسیعی از کنترل سرعت، از سرعت های پایین برای شروع و عملیات کم جریان تا سرعت های بالا برای حداکثر جریان را ارائه دهد. همچنین باید بتواند گشتاور خروجی را در کل محدوده سرعت حفظ کند تا از عملکرد کارآمد تجهیزات اطمینان حاصل کند.
کارایی
بهره وری انرژی یک نگرانی مهم در صنعت نفت و گاز است، زیرا می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در هزینه شود. VFD های فضای باز باید طوری طراحی شوند که با راندمان بالا کار کنند تا مصرف انرژی کاهش یابد.
VFD های مدرن از فناوری پیشرفته الکترونیک قدرت، مانند ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق (IGBT) برای دستیابی به راندمان بالا استفاده می کنند. این دستگاه ها تلفات سوئیچینگ کمی دارند و می توانند انرژی الکتریکی را با کارایی بیشتری از ورودی به خروجی تبدیل کنند.
علاوه بر استفاده از الکترونیک قدرت کارآمد، VFD همچنین باید بتواند عملکرد موتور را بر اساس بار مورد نیاز بهینه کند. به عنوان مثال، می تواند سرعت و ولتاژ موتور را متناسب با بار واقعی تنظیم کند و انرژی هدر رفته در موتور را کاهش دهد.
قابلیت اطمینان و دوام
صنعت نفت و گاز در محیط های سخت کار می کند و تجهیزات باید قابل اعتماد و بادوام باشند. VFD های فضای باز باید طوری طراحی شوند که در این شرایط تنش های مکانیکی و الکتریکی مرتبط با عملکرد مداوم را تحمل کنند.
VFD باید دارای یک بانک خازن با کیفیت بالا باشد تا ولتاژ باس DC پایدار را فراهم کند. خازن ها یکی از حیاتی ترین اجزای یک VFD هستند و خرابی آنها می تواند منجر به خرابی کل درایو شود. استفاده از خازن های با کیفیت با طول عمر بالا می تواند قابلیت اطمینان VFD را بهبود بخشد.
VFD همچنین باید دارای یک سیستم خنک کننده قوی برای دفع گرمای تولید شده در حین کار باشد. در کاربردهای فضای باز، سیستم خنک کننده ممکن است نیاز به طراحی داشته باشد که در برابر دماهای بالا و گرد و غبار مقاومت کند. به عنوان مثال، برخی از VFD ها از خنک کننده هوای اجباری با فیلترهای گرد و غبار برای جلوگیری از تجمع گرد و غبار روی پره های خنک کننده استفاده می کنند.
پیشنهادات محصول ما
ما به عنوان یک تامین کننده VFD در فضای باز، طیف گسترده ای از محصولات را برای رفع نیازهای متنوع صنعت نفت و گاز ارائه می دهیم. ما3.7 کیلووات VFDبرای کاربردهای در مقیاس کوچک مانند کنترل سرعت پمپ های کوچک یا فن ها مناسب است. با در نظر گرفتن کارایی و قابلیت اطمینان بالا طراحی شده است و الزامات ایمنی لازم را برای استفاده در محیط های بیرونی برآورده می کند.
برای برنامه های کاربردی با اندازه متوسط، ما30 کیلو وات VFDتعادل خوبی بین قدرت و عملکرد ایجاد می کند. کنترل دقیق سرعت و گشتاور را ارائه می دهد و آن را برای تجهیزات مختلف نفت و گاز مانند کمپرسورها و دمنده ها ایده آل می کند.
اگر به یک راه حل با قدرت بالاتر نیاز دارید، ما45 کیلووات VFDانتخاب درستی است توانایی تحمل بارهای سنگین را دارد و عملکرد عالی را در شرایط چالش برانگیز در فضای باز ارائه می دهد.
نتیجه گیری
استفاده از VFD در فضای باز در صنعت نفت و گاز مستلزم رعایت الزامات ایمنی و عملکرد دقیق است. الزامات ایمنی شامل انطباق با طبقه بندی مکان های خطرناک، حفاظت از محیط زیست و ایمنی الکتریکی است. الزامات عملکرد بر کنترل قدرت و گشتاور، راندمان، قابلیت اطمینان و دوام تمرکز دارد.
به عنوان یک تامین کننده قابل اعتماد VFD در فضای باز، ما متعهد به ارائه محصولات با کیفیت بالا هستیم که این الزامات را برآورده می کند. اگر شما در صنعت نفت و گاز هستید و به VFD های Outdoor ما علاقه مند هستید، از شما دعوت می کنیم تا برای بحث دقیق در مورد نیازهای خاص خود و شروع مذاکره خرید با ما تماس بگیرید. ما تخصص و تجربه داریم تا بهترین راه حل ها را برای برنامه های شما به شما ارائه دهیم.
مراجع
- کد ملی برق (NEC)، NFPA 70.
- استانداردهای کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) مربوط به VFD ها و مکان های خطرناک.
- اسناد فنی تولید کنندگان و برگه های داده برای مرجع در مورد عملکرد VFD و ویژگی های ایمنی.