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三、变频器在炼油行业中的应用 机泵是炼油厂的心脏，在炼油过程中机泵输送的物流总量约为原油加工量的40多倍，如加工量2.5Mt/a的炼油厂，每年物流的输送量高达近亿吨，所以耗电量之大是可想而知的。在炼油装置中,电动机是应用面最广、数量最多的电气设备之一,其大部分负载为机泵,而定速泵在所耗功率中,被工艺物流吸收作有用功率的仅占30%-40%,其60%-70%的电能消耗于调节阀节流控制压降和因为处理量、收率变化及设计裕量大所造成的“大马拉小车”而导致的泵出口阀压降上。机泵节能的根本问题在于如何使控制方案与实际负荷相匹配,使之在控制过程中降低阻力,提高系统效率。这就为变频调速技术提供了广阔的应用空间。实践证明,变频调速装置是企业技术改造、节能降耗的理想设备。毫无疑问,这种调速方式将成为石化企业中驱动系统的中枢。 1、在泵类负载中的应用 变频调速技术通过改变电动机定子电源频率来改变电动机转速,相应地改变机泵的转速和工况,使其流量与扬程适应管网介质流量的变化。 大庆石化总厂已对装置内负载波动大,调节阀节流严重的机泵安装了65台变频器,总容量为3600kw,其中大部分是闭环控制系统,即现场一次表经变送器将信号通过屏蔽电缆送到PID调节器,调节后通地屏蔽电缆将4-20ｍA直流信号送到变频器的设定口,控制变频器的输出;余下部分是开环控制系统,即根据控制目标通过电位器给定来控制变频器输出,以使电动机工作在符合工艺要求的转速上,完全靠变频器输出控制电动机转速来控制流量,使机泵的出口阀达到全开状态,扬程与管网阻力特性曲线相吻合,泵出口扬程大幅度下降,电动机输出有功功率也明显降低,获得最佳的节能效果。变频器的使用,使节电率达到50～70%,年节电810万kwh;另外,变频器的使用,不但实现了生产过程自动化,而且延长了设备了使用寿命,保证了装置安稳长满优运行,取得了较好的经济效益和社会效益。 2、在石油气压缩机上的应用 某炼油企业有2台石油气压缩机,单机额定功率75kW，一开一备运行方式，而在实际生产中，只需大约45kW的输出功率。压缩机在低于额定工况下运转，负载率较低，而且其风压与流量大小要靠手动阀来调节，操作困难，也浪费大量电能。为此，采用变频调速技术进行改造，用PLC实现自动调节和各种控制功能。 设定压缩机管网正常出口压力为P1,而现场实际测定压力为P2,根据ΔP（=P2-P1）值的大小,由PLC内的PID功能模块进行PID运算,控制变频器来改变电机转速,达到所要求的压力。当ΔP>0时,即现场压力偏高,则提高变频器的输出频率,使电机转速加快,提高实际风压;当ΔP<0时,即现场压力偏低,则使转速降低,ΔP减小。这样不断调整,使ΔP趋于0,现场实际压力在设定的压力附近波动,保证压力稳定。 运行实践证明,该方案稳定可靠,经济效果明显。 3、变频器在石化企业中的应用效果 长岭炼油厂催化剂厂微球装置高压泵使用变频器后，输出功率由18.6kw降至7.2kw，节电61.3％，更为主要的是减少了因经常换电刷而带来的维修上和停产;九江炼油厂生活水泵供水系统中，水泵电机110kw，不同时间负载变化较大，在负载较低时管网压差较大，选用变频器组成恒压供水系统，平均节电36％;茂名炼油厂将变频器大量的应用到生产过程中，减少因开启阀门而带来的麻烦，流量准确，减轻了工人的劳动强度，节约了大量电能。如糖醛生产线原有12台泵，每天耗电8000kwh,把其中9台采用变频调速后，耗电只有4000kwh。 4、炼油装置应用变频装置应该注意的问题 变频技术在炼油装置中得到了越来越广泛的应用。目前,全国各炼油厂或多或少都在应用,并取得了良好的节能效果及经济效益。但是,因原设计的炼油装置在设计上未考虑过变频器的使用。因此,并非所有部位都适合使用变频器。首先要考虑的是经济效益。因此,对应用变频技术的部位,各工艺条件的改变经充分论证是可行的,即变频后各工艺参数能满足工艺需要，尤其要重视经济分析。 就一般而言，原装置设计的机泵选型都留有较大的裕量,一般都大于10%,电机功率选用过于保守。此外,实际生产中随着加工量、物料性质的变化,也存在实际功率的变化,造成电机能量白白浪费;管路阀门及控制阀组调节阀的节流、冷却器的冷后温度过低等都会浪费能量。经可行性分析,若条件成熟都可考虑应用变频技术。 但是,目前国内的变频器技术相对而言还不很成熟,而国外的变频器价格较高,并且随着功率增大价格也越高。几个较好的品牌有:富士、东芝、三垦、西门子等。此外,加上相应的配套工程费用,并非在所有部位采用变频器技术都能取得好的效益。如果在短期内不能回收投资,那么应用变频器技术就不合算。炼油厂是以三年回收期来确定是否应用,已经应用的回收期基本在1～2年。正因为如此,选用大功率机泵、过剩功率大的机泵,回收期就短,而小功率机泵、过剩功率小的机泵就没有意义，对具体情况要具体分析。 变频器的功率选择问题，变频器的价格随着功率增大而增高,价差较大,并且变频器的功率分规格档次。为了节约资金,应考虑按估算的功率进行选择变频器,这就要求估算与实际使用变频器要非常吻合,也就是对变频后各工艺参数的估计要准确。 四、结束语 变频调速这一技术正越来越广泛的深入到各行各业中。它的节能、省力、易于构成自控系统的显著优势，必将成为电力拖动的中枢设备。应用变频调速技术也是企业改造挖潜、增加企业效益的一条有效途径。尤其是在石油及化工行业中高能耗、低产出的设备较多，采用变频调速装置将使企业获得巨大的经济利益，同时这也是国民经济可持续发展的需要。 |