內(nèi)容摘要：介紹了合康高壓變頻器在中國石化股份有限公司九江石化公司工業(yè)應用情況，并且列舉了液氨輸送泵和加熱爐鼓風機變頻節(jié)能改造應用實例。實踐證明，應用電機變頻調(diào)速技術，不僅減少了電動機、機泵和閥門等設備的故障率，延長其使用壽命，而且節(jié)約電能效果顯著，從而實現(xiàn)了電動機、風機、泵類設備的經(jīng)濟運行，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，推進了石油化工企業(yè)節(jié)能降耗、降本增效和可持續(xù)性發(fā)展。
關鍵詞：石油化工 合康 高壓變頻 節(jié)能降耗
中國石化股份有限公司九江石化公司是江西省內(nèi)唯一的煉油、化肥、化工配套生產(chǎn)的國有特大型石油化工聯(lián)合企業(yè)，是中國石化長江沿江主要煉化企業(yè)之一。該公司努力挖潛增效、優(yōu)化生產(chǎn)運行，依靠科技進步實現(xiàn)節(jié)能降耗。為了降低電氣設備的能耗和故障率，公司積極開展科技攻關、技術改造，應用和推廣電機變頻調(diào)速節(jié)能高新技術，有計劃地組織對重要生產(chǎn)裝置的關鍵電氣設備變頻調(diào)速進行系統(tǒng)優(yōu)化配置和完善。
北京合康億盛變頻科技股份有限公司生產(chǎn)的各種型號的變頻器產(chǎn)品，在九江石化公司煉油、化工、化肥等生產(chǎn)裝置推廣應用，先后對常減壓裝置加熱爐鼓風機、化肥裝置液氨輸送泵等生產(chǎn)裝置重要機泵驅(qū)動電機，進行了變頻調(diào)速節(jié)能改造，均取得了較好的節(jié)能效果，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，推進了石油化工企業(yè)節(jié)能降耗、降本增效和可持續(xù)性發(fā)展。
實踐證明，應用合康高壓變頻器控制風機、泵類負載是一種先進、科學的控制方法。合康高壓變頻器可以根據(jù)工藝負荷精確地自動調(diào)節(jié)電動機輸出頻率和轉速，保持恒定的水壓、風壓，滿足生產(chǎn)裝置工藝系統(tǒng)要求的壓力。當電機在額定轉速的80%運行時，節(jié)能效率可以達到40%。合康高壓變頻器還可以實現(xiàn)大型電動機的軟起動和軟停機，避免了電動機起動時對電力系統(tǒng)的電壓沖擊，降低了運行電流，不僅減少了電動機、機泵和閥門設備故障率，延長其使用壽命，而且節(jié)約電能效果顯著，從而實現(xiàn)了電動機、風機、泵類設備的經(jīng)濟運行。
九江石化公司應用合康高壓變頻器對風機、水泵進行變頻調(diào)速節(jié)能技術改造，平均投資回收期約2年，每臺設備平均節(jié)電率40%。
以下為合康高壓變頻器在九江石化公司煉油、化肥等生產(chǎn)裝置設備上的應用。
一、合康高壓變頻器在化肥裝置液氨輸送泵上的應用
液氨輸送泵T-GA101A是九江石化公司30萬t/a合成氨裝置的關鍵設備，將生產(chǎn)的液態(tài)合成氨輸送到8000m3氨罐儲存，該泵采用富士高壓電動機，機泵關鍵技術參數(shù)：電機功率160kW，轉速2975r/min，額定電壓6kV，額定電流220A，介質(zhì)密度675.6kg/m3，流量91.4m3/h，無負偏差，進口壓力0.01～0.08MPa，進口溫度-33℃，出口壓力2.6MPa，額定揚程362m。
液氨輸送泵為立式離心泵，采用機械密封，由于電機長時間連續(xù)運轉，負載波動大，電機運行時產(chǎn)生機械振蕩，振動值一直較高，加之液氨腐蝕性較強，經(jīng)常造成機封損壞出現(xiàn)氨泄露，液氨很容易吸熱氣化，造成泵體氣蝕，打不上量。設備故障率高，維修工作量大，基本上2～3個月就要檢修更換機封，影響了設備的長周期運行和裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。
九江石化公司采用北京合康億盛變頻科技公司生產(chǎn)的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對液氨輸送泵驅(qū)動電機進行變頻節(jié)能改造，實現(xiàn)自動控制電動機轉速來控制介質(zhì)流量，使機泵出口閥處于全開狀態(tài)，揚程與管網(wǎng)阻力特性曲線相吻合，電動機降速運行，電動機運行電流明顯降低。氨輸送泵及驅(qū)動電機各項運行參數(shù)都在正常范圍之內(nèi)，電機實現(xiàn)了軟啟動，減小了大電機啟動對電網(wǎng)的沖擊，電機軸承運行溫度不超過60℃，振動、軸位移符合相關技術標準要求，機泵運行時的機械振蕩、振動值大幅降低，軸承等機械部件磨損減少，避免了泵的抽空現(xiàn)象，泵端面密封系統(tǒng)不易損壞，有效延長了機泵軸承、機械密封等易損件的使用壽命，減少了工藝設備的泄漏，機泵故障率大幅降低，提高了設備運行的安全可靠性，設備維護工作量減少，連續(xù)運行1年多進行常規(guī)中修，實現(xiàn)了機泵的長周期運行。變頻調(diào)速器的加速和減速時間可根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)，機械特性硬，調(diào)速性能極好。液氨輸送泵變頻閉環(huán)自動控制時可用原有儀表信號，能滿足化肥生產(chǎn)裝置長周期、連續(xù)生產(chǎn)各種嚴格的工藝技術要求。
液氨輸送泵變頻調(diào)速節(jié)能技術改造獲得了良好的節(jié)能效果，節(jié)電率達到60%，年節(jié)電50多萬kW?h。為煉油化工裝置應用推廣6kV高壓電機變頻節(jié)能技術積累了經(jīng)驗，使之成為石油化工企業(yè)節(jié)能降耗的亮點。
二、合康高壓變頻器在煉油裝置加熱爐鼓風機上的應用
加熱爐鼓風機是九江石化公司500萬t/a常減壓蒸餾裝置加熱爐煙氣回收系統(tǒng)的重要設備，風機額定電壓6kV，輸出功率185kW，原設計是通過調(diào)節(jié)風門擋板實現(xiàn)風量調(diào)節(jié)，設備運行能耗長期居高不下。
加熱爐鼓風機原設計方案負載是根據(jù)滿負荷工作需用量來設計選型，留有10%以上的富余量。但隨著常減壓裝置加工量、物料性質(zhì)等工況的變化，實際需求功率也產(chǎn)生變化，流量、壓力等工藝參數(shù)經(jīng)常隨工況的改變而改變，實際應用中加熱爐鼓風機大部分工作時間并非處于滿負荷運行狀態(tài)，原來的電機恒速和機泵恒壓恒流設計則導致電能浪費;傳統(tǒng)方法是通過調(diào)節(jié)出口或入口的擋板、管路閥門及調(diào)節(jié)閥開度來調(diào)節(jié)流量、壓力等工藝參數(shù)，定速機泵輸出功率被工藝物流吸收作有用功的僅占30%～40%，而60%～70%的電能消耗在擋板、閥門節(jié)流壓降上，造成極大的電能損失和浪費。按年運行8760h計算，原設計1臺鼓風機每年消耗電能162萬KWh，電費高達97萬元。
為提高加熱爐煙氣回收系統(tǒng)工藝自動化控制水平，使控制方案與實際負荷相匹配，節(jié)約電能，提高經(jīng)濟效益。九江石化公司在煉油裝置停工檢修期間對加熱爐鼓風機進行變頻節(jié)能改造，選用北京合康億盛變頻科技公司風機高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)取代低效率、高能耗的風門擋板節(jié)流控制，以提高加熱爐煙氣回收系統(tǒng)效率。
合康高壓變頻器具有良好的技術性能，保證石油化工流程工業(yè)裝置生產(chǎn)的連續(xù)性和可靠性。變頻器運轉方式靈活多樣、操作方便，操作人員只需調(diào)節(jié)變頻器面板上的電位器旋鈕即可手動調(diào)整風量，也可以完全實現(xiàn)自動控制，并且可與加熱爐煙氣回收系統(tǒng)自動控制裝置進行電氣、儀表聯(lián)鎖，實現(xiàn)加熱爐的自動保護及計算機控制，不會因鼓風機突發(fā)故障影響裝置安全生產(chǎn)。該設備根據(jù)工藝負荷自動調(diào)節(jié)鼓風機電機輸出頻率，在運行約20Hz時，電機運行電流從原來的220A降至90A，可滿足合成氨裝置加熱爐系統(tǒng)的供風量。該臺設備節(jié)電效率達到60%，據(jù)測算每年可節(jié)約電費約60萬元。
加熱爐鼓風機經(jīng)過變頻改造后，投用1年來，合康高壓變頻調(diào)速器操作安全、平穩(wěn)，具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能，實現(xiàn)了風量、風壓閉回路自動調(diào)節(jié)控制。驅(qū)動電機可以實現(xiàn)軟啟動和無級調(diào)整轉速，消除了電機啟動時6倍的沖擊電流，避開機械共振點，風機運行的振動值大幅降低，避免了鼓風機運行時的機械振蕩，大大降低了設備故障率，延長了機械負載的運轉壽命，減輕了設備維修工作量，節(jié)能效果明顯。
三、幾點建議
目前，變頻調(diào)速技術已在石油化工行業(yè)的不同領域、不同深度得到了推廣和應用，特別是九江石化公司等一批領先的石油化工企業(yè)已實現(xiàn)了變頻調(diào)速技術的初步普及，也取得了良好的節(jié)能效果。但是，變頻調(diào)速節(jié)能技術應用得還不夠廣泛，潛力仍然巨大。對此筆者認為應抓好以下幾個環(huán)節(jié)的工作。
1、成套設備制造環(huán)節(jié)。要根據(jù)需要，在電力拖動系統(tǒng)大力應用變頻調(diào)速技術。
2、工程設計環(huán)節(jié)。堅持同時設計、同時訂貨、同時施工、同時投用的“四同時”原則，推進變頻節(jié)能技術的推廣普及。
3、應用環(huán)節(jié)。積極推廣應用變頻節(jié)能技術，使其成為石油化工行業(yè)機泵電力控制的主要技術之一，實現(xiàn)節(jié)電降耗的目的。
4、研發(fā)環(huán)節(jié)。根據(jù)石油化工行業(yè)和其他行業(yè)的需求，進一步開發(fā)、豐富變頻調(diào)速技術與產(chǎn)品，使之系列化、標準化、高技術化，為石油化工企業(yè)提供更好的變頻器和成套技術系統(tǒng)。
四、結束語
石化產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，同時也是高能耗、高污染行業(yè)。多年來，我國政府大力提倡、鼓勵和支持企業(yè)推廣高新技術實現(xiàn)節(jié)能減排目標，并且在資金上給予了很多優(yōu)惠政策，為石油化工等高能耗行業(yè)進行節(jié)能降耗改造開辟了新的途徑。變頻調(diào)速技術以其顯著的節(jié)能效果、安全易控、優(yōu)質(zhì)無級平滑調(diào)速、高精度控制工藝參數(shù)、投資回收期短等優(yōu)勢，越來越廣泛地應用在石油化工行業(yè)的多種與工藝設備配套的電力拖動設備中，必將成為石油化工電力拖動的中樞設備。
目前，變頻調(diào)速技術已在石油化工行業(yè)的不同領域、不同深度得到了推廣和應用，特別是九江石化公司等一批領先的石油化工企業(yè)已實現(xiàn)了變頻調(diào)速技術的初步普及，也取得了良好的節(jié)能效果，表明了它是石油化工等高能耗行業(yè)改造挖潛、節(jié)能降耗、降本增效的有效途徑，是石油化工工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需要。
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