變頻調(diào)速技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除變頻調(diào)速技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用季德偉 ，段金庭大港石化公司第一聯(lián)合車(chē)間 1前言 變頻調(diào)速技術(shù)以其優(yōu)異的調(diào)速性能和節(jié)能效果，已經(jīng)在許多石油化工企業(yè)得到應(yīng)用。在生產(chǎn)裝置中有大量的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)泵負(fù)荷低，控制閥的開(kāi)度很小，這樣不僅損失了相當(dāng)數(shù)量的功率，浪費(fèi)了大量的電能，而且產(chǎn)生了很高的噪音，降低了密封、閥門(mén)、法蘭、換熱器的使用壽命，影響了裝置能耗和平穩(wěn)生產(chǎn)。因此，變頻調(diào)速技術(shù)推廣應(yīng)用潛力較大。 2005年4月，第一聯(lián)合車(chē)間在焦化裝置分餾塔頂空冷風(fēng)機(jī)和頂循環(huán)空冷風(fēng)機(jī)使用了變頻調(diào)速技術(shù)；2005年12月，又投用了減渣泵電機(jī)變頻，都取得了良好的效果，不僅能夠節(jié)電，而且改善了工作環(huán)境，降低了設(shè)備泄漏的危險(xiǎn)性。2變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理 離心泵電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n與電流的頻率f成正比關(guān)系：n=60f/p 式中：p極對(duì)數(shù)（對(duì)一般離心電機(jī)，極對(duì)數(shù)為1）因此，當(dāng)頻率f降低時(shí)，轉(zhuǎn)數(shù)n也相對(duì)降低。離心泵的轉(zhuǎn)數(shù)由n1改為n2時(shí)，其流量、揚(yáng)程和軸功率有如下近似關(guān)系：Q2/Q1=n2/n1H2/H1=( n2/n1)2N2/N1=( n2/n1) 3因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速由n1降低到n2時(shí)，軸功率降低的幅度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于流量和揚(yáng)程的下降值。工業(yè)裝置中用控制閥調(diào)節(jié)流量，不能降低電機(jī)功率消耗，而變頻技術(shù)則可以完全實(shí)現(xiàn)這一需要，變頻調(diào)速和節(jié)流控制相比差距越大，節(jié)能效果越明顯。3變頻調(diào)速器的控制方式 安裝變頻調(diào)速器的機(jī)泵不需要做任何改動(dòng)，只需將機(jī)泵的配電部分增加一臺(tái)變頻調(diào)速器，控制線路連接到控制室儀表接線柜上；同時(shí)，在DCS上設(shè)定選擇開(kāi)關(guān)，如果選定變頻，現(xiàn)場(chǎng)控制閥全開(kāi)，控制器輸出值信號(hào)送到配電間的變頻調(diào)速器上，提高或降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)獲得適當(dāng)?shù)牧髁?，如果選定工頻，則電機(jī)在工頻工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，控制器輸出值信號(hào)指揮現(xiàn)場(chǎng)控制閥動(dòng)作。4變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)41降噪節(jié)電 325萬(wàn)噸/年減壓裝置的減一中和減二中泵各有一臺(tái)具有變頻調(diào)速器的電機(jī)，開(kāi)工以來(lái)在工頻狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，2005年4月投用了變頻，控制器的輸出值為45-55%，即電機(jī)轉(zhuǎn)速為1350-1650轉(zhuǎn)/分鐘，現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)噪音很小，軸承的振動(dòng)也相應(yīng)大幅度降低，電機(jī)電流較工頻相比降低了60%，以減一中泵為例，電機(jī)功率為160Kw，使用變頻技術(shù)每年可節(jié)電60萬(wàn)度，而且由于轉(zhuǎn)速和振動(dòng)的降低，軸承、軸、葉輪等部件的故障率降低了，泵的維護(hù)費(fèi)用少了。4.2降低設(shè)備的操作壓力，減少泄漏煉油設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)一般具有較高的溫度和一定的壓力，介質(zhì)泄漏后極易著火，降低壓力是避免泄漏的有效方法。在常減壓裝置中，減渣換熱器是最容易發(fā)生泄漏的設(shè)備之一，我們的減渣泵在工頻工況下，泵出口壓力為2.1MPa，由于減底液位控制閥在高溫減渣換熱器之后，這幾臺(tái)換熱器的操作壓力也在2.0 MPa左右，溫度為370，一旦泄漏，減渣就會(huì)自然起火，為了消除這種隱患，2005年12月份，投用了減渣泵變頻，投用后泵出口壓力降至0.6MPa，換熱器的操作壓力也降至了0.6MPa，原來(lái)?yè)Q熱器浮頭、法蘭經(jīng)常出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，自變頻投用后消失了。從減底液位控制來(lái)看，變頻調(diào)速技術(shù)比傳統(tǒng)控制閥更靈敏，可以將液位控制在602%范圍內(nèi)。4.3降低勞動(dòng)強(qiáng)度，利于平穩(wěn)操作100萬(wàn)噸/年延遲焦化的生產(chǎn)周期為24小時(shí)，切塔操作后，向老塔小吹汽4噸/小時(shí)，這樣焦化分餾塔頂部的負(fù)荷增大了很多。開(kāi)工初期，分流塔頂冷后溫度有時(shí)高達(dá)70，為此切塔時(shí)派專(zhuān)人起停空冷器，效果依然不好。嚴(yán)重威脅著氣壓機(jī)和整個(gè)裝置的安全運(yùn)行。為了避免分餾塔頂冷后的溫度波動(dòng)，我們將接觸冷卻塔頂空冷器變頻器移至分流塔頂空冷器風(fēng)扇電機(jī)上，這樣就可以由內(nèi)操隨時(shí)根據(jù)塔頂負(fù)荷變化調(diào)整空冷器的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，節(jié)約了人力，平穩(wěn)了操作。4.4隨時(shí)可以實(shí)施，不受開(kāi)停工限制一般生產(chǎn)裝置作一些改造，必須動(dòng)火或停工時(shí)動(dòng)火施工，受很多條件的限制，而變頻技術(shù)卻很靈活。100萬(wàn)噸/年延遲焦化裝置分餾塔頂溫控制原設(shè)計(jì)是靠循環(huán)量調(diào)節(jié)達(dá)到的，由于汽油干點(diǎn)指標(biāo)的降低，即使循環(huán)量調(diào)到最大也很難控制汽油干點(diǎn)，操作員經(jīng)常遇到這樣的問(wèn)題：加開(kāi)一臺(tái)空冷風(fēng)機(jī)，塔頂溫度又壓得過(guò)低，停一空冷風(fēng)機(jī)塔頂溫度又高了，操作很難平穩(wěn)。為此我們將接觸冷卻塔頂剩余的兩臺(tái)變頻器移至頂循空冷風(fēng)機(jī)，這樣可以線性的調(diào)整頂循空冷器的冷卻負(fù)荷，大大的方便了操作。45在不適合安裝控制閥時(shí)可選用變頻在煉化企業(yè)中，經(jīng)常有一些附屬生產(chǎn)單元遠(yuǎn)離工藝裝置，因不宜架設(shè)儀表風(fēng)線及電纜無(wú)法安裝控制閥，只能選擇人工手動(dòng)控制，例如河西污水提升站，污水池的液位只能靠開(kāi)啟停泵或開(kāi)關(guān)泵出口閥來(lái)調(diào)節(jié)，污水泵經(jīng)常因?yàn)槌榭斩鴵p壞，如果給污水泵電機(jī)安裝一臺(tái)變頻調(diào)速器，內(nèi)操就可以根據(jù)液位的變化調(diào)節(jié)電機(jī)負(fù)荷控制污水外送量。再如，常減壓的鼓引風(fēng)機(jī)擋板一般都是現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)，很難較好的控制煙氣含氧量，如果將鼓引風(fēng)機(jī)改為變頻，內(nèi)操就可以輕松自如的控制供風(fēng)量和爐膛負(fù)壓。5存在的問(wèn)題5.1焦化頂循環(huán)泵采用了變頻技術(shù)，但由于頂循的取熱負(fù)荷較大，目前控制閥又已經(jīng)全開(kāi)，投用變頻已沒(méi)有意義，所以是否適用變頻技術(shù)應(yīng)分析好機(jī)泵的實(shí)際負(fù)荷。5.2焦化粗汽油泵和減頂循泵采用了變頻技術(shù)，但一直沒(méi)有投用，原因是兩者均為雙回路控制系統(tǒng)，兩個(gè)回路所需的壓頭不同，調(diào)節(jié)主回路時(shí)（變頻控制回路