变频调速技术在生产中的应用.docVIP

变频调速技术在生产中的应用 季德伟 ，段金庭 大港石化公司第一联合车间 1前言 变频调速技术以其优异的调速性能和节能效果，已经在许多石油化工企业得到应用。在生产装置中有大量的运转机泵负荷低，控制阀的开度很小，这样不仅损失了相当数量的功率，浪费了大量的电能，而且产生了很高的噪音，降低了密封、阀门、法兰、换热器的使用寿命，影响了装置能耗和平稳生产。因此，变频调速技术推广应用潜力较大。 2005年4月，第一联合车间在焦化装置分馏塔顶空冷风机和顶循环空冷风机使用了变频调速技术；2005年12月，又投用了减渣泵电机变频，都取得了良好的效果，不仅能够节电，而且改善了工作环境，降低了设备泄漏的危险性。 2变频调速技术的基本原理 离心泵电机转数n与电流的频率f成正比关系： n=60f/p 式中：p—极对数（对一般离心电机，极对数为1） 因此，当频率f降低时，转数n也相对降低。离心泵的转数由n1改为n2时，其流量、扬程和轴功率有如下近似关系： Q2/Q1=n2/n1 H2/H1=( n2/n1)2 N2/N1=( n2/n1) 3 因此，当转速由n1降低到n2时，轴功率降低的幅度要远远大于流量和扬程的下降值。 工业装置中用控制阀调节流量，不能降低电机功率消耗，而变频技术则可以完全实现这一需要，变频调速和节流控制相比差距越大，节能效果越明显。 3变频调速器的控制方式 安装变频调速器的机泵不需要做任何改动，只需将机泵的配电部分增加一台变频调速器，控制线路连接到控制室仪表接线柜上；同时，在DCS上设定选择开关，如果选定变频，现场控制阀全开，控制器输出值信号送到配电间的变频调速器上，提高或降低电机的转速来获得适当的流量，如果选定工频，则电机在工频工况下运转，控制器输出值信号指挥现场控制阀动作。 4变频调速技术的优点 4．1降噪节电 325万吨/年减压装置的减一中和减二中泵各有一台具有变频调速器的电机，开工以来在工频状态下运转，2005年4月投用了变频，控制器的输出值为45-55%，即电机转速为1350-1650转/分钟，现场电机噪音很小，轴承的振动也相应大幅度降低，电机电流较工频相比降低了60%，以减一中泵为例，电机功率为160Kw，使用变频技术每年可节电60万度，而且由于转速和振动的降低，轴承、轴、叶轮等部件的故障率降低了，泵的维护费用少了。 4.2降低设备的操作压力，减少泄漏 炼油设备内的介质一般具有较高的温度和一定的压力，介质泄漏后极易着火，降低压力是避免泄漏的有效方法。在常减压装置中，减渣换热器是最容易发生泄漏的设备之一，我们的减渣泵在工频工况下，泵出口压力为2.1MPa，由于减底液位控制阀在高温减渣换热器之后，这几台换热器的操作压力也在2.0 MPa左右，温度为370℃，一旦泄漏，减渣就会自然起火，为了消除这种隐患，2005年12月份，投用了减渣泵变频，投用后泵出口压力降至0.6MPa，换热器的操作压力也降至了0.6MPa，原来换热器浮头、法兰经常出现漏油现象，自变频投用后消失了。从减底液位控制来看，变频调速技术比传统控制阀更灵敏，可以将液位控制在60±2%范围内。 4.3降低劳动强度，利于平稳操作 100万吨/年延迟焦化的生产周期为24小时，切塔操作后，向老塔小吹汽4吨/小时，这样焦化分馏塔顶部的负荷增大了很多。开工初期，分流塔顶冷后温度有时高达70℃，为此切塔时派专人起停空冷器，效果依然不好。严重威胁着气压机和整个装置的安全运行。为了避免分馏塔顶冷后的温度波动，我们将接触冷却塔顶空冷器变频器移至分流塔顶空冷器风扇电机上，这样就可以由内操随时根据塔顶负荷变化调整空冷器的风扇转速，节约了人力，平稳了操作。 4.4随时可以实施，不受开停工限制 一般生产装置作一些改造，必须动火或停工时动火施工，受很多条件的限制，而变频技术却很灵活。100万吨/年延迟焦化装置分馏塔顶温控制原设计是靠循环量调节达到的，由于汽油干点指标的降低，即使循环量调到最大也很难控制汽油干点，操作员经常遇到这样的问题：加开一台空冷风机，塔顶温度又压得过低，停一空冷风机塔顶温度又高了，操作很难平稳。为此我们将接触冷却塔顶剩余的两台变频器移至顶循空冷风机，这样可以线性的调整顶循空冷器的冷却负荷，大大的方便了操作。 4．5在不适合安装控制阀时可选用变频 在炼化企业中，经常有一些附属生产单元远离工艺装置，因不宜架设仪表风线及电缆无法安装控制阀，只能选择人工手动控制，例如河西污水提升站，污水池的液位只能靠开启停泵或开关泵出口阀来调节，污水泵经常因为抽空而损坏，如果给污水泵电机安装一台变频调速器，内操就可以根据液位的变化调节电机负荷控制污水外送量。再如，常减压的鼓引风机挡板一般都是现场手动，很难较好的控制烟气含氧量，如果将鼓引风机改为变频，