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(yīng)用情況，并且列舉了液氨輸送泵和加熱爐鼓風(fēng)機變頻節(jié)能改造應(yīng)用實例。實踐證明，應(yīng)用電機變頻調(diào)速技術(shù)，不僅減少了電動機、機泵和閥門等設(shè)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(fēng)機、泵類設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運行，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，推進(jìn)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(guān)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(jìn)步實現(xiàn)節(jié)能降耗。為了降低電氣設(shè)備的能耗和故障率，公司積極開展科技攻關(guān)、技術(shù)改造，應(yīng)用和推廣電機變頻調(diào)速節(jié)能高新技術(shù)，有計劃地組織對重要生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵電氣設(shè)備變頻調(diào)速進(jìn)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(yīng)用，先后對常減壓裝置加熱爐鼓風(fēng)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(jìn)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(jì)效益和社會效益，推進(jìn)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(yīng)用合康高壓變頻器控制風(fēng)機、泵類負(fù)載是一種先進(jìn)、科學(xué)的控制方法。合康高壓變頻器可以根據(jù)工藝負(fù)荷精確地自動調(diào)節(jié)電動機輸出頻率和轉(zhuǎn)速，保持恒定的水壓、風(fēng)壓，滿足生產(chǎn)裝置工藝系統(tǒng)要求的壓力。當(dāng)電機在額定轉(zhuǎn)速的80%運行時，節(jié)能效率可以達(dá)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(shè)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(fēng)機、泵類設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運行。
九江石化公司應(yīng)用合康高壓變頻器對風(fēng)機、水泵進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)改造，平均投資回收期約2年，每臺設(shè)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(shè)備上的應(yīng)用。
一、合康高壓變頻器在化肥裝置液氨輸送泵上的應(yīng)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(guān)鍵設(shè)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(guān)鍵技術(shù)參數(shù)：電機功率160kW，轉(zhuǎn)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(fù)偏差，進(jìn)口壓力0.01～0.08MPa，進(jìn)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(zhuǎn)，負(fù)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(shè)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(shè)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(jìn)行變頻節(jié)能改造，實現(xiàn)自動控制電動機轉(zhuǎn)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(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備的泄漏，機泵故障率大幅降低，提高了設(shè)備運行的安全可靠性，設(shè)備維護(hù)工作量減少，連續(xù)運行1年多進(jìn)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(yán)格的工藝技術(shù)要求。
液氨輸送泵變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)改造獲得了良好的節(jié)能效果，節(jié)電率達(dá)到60%，年節(jié)電50多萬kW?h。為煉油化工裝置應(yīng)用推廣6kV高壓電機變頻節(jié)能技術(shù)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(fēng)機上的應(yīng)用
加熱爐鼓風(fēng)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(shè)備，風(fēng)機額定電壓6kV，輸出功率185kW，原設(shè)計是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板實現(xiàn)風(fēng)量調(diào)節(jié)，設(shè)備運行能耗長期居高不下。
加熱爐鼓風(fēng)機原設(shè)計方案負(fù)載是根據(jù)滿負(fù)荷工作需用量來設(shè)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(yīng)用中加熱爐鼓風(fēng)機大部分工作時間并非處于滿負(fù)荷運行狀態(tài)，原來的電機恒速和機泵恒壓恒流設(shè)計則導(dǎo)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(shè)計1臺鼓風(fēng)機每年消耗電能162萬KWh，電費高達(dá)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(fù)荷相匹配，節(jié)約電能，提高經(jīng)濟(jì)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(fēng)機進(jìn)行變頻節(jié)能改造，選用北京合康億盛變頻科技公司風(fēng)機高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)取代低效率、高能耗的風(fēng)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(shù)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(zhuǎn)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(fēng)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(jìn)行電氣、儀表聯(lián)鎖，實現(xiàn)加熱爐的自動保護(hù)及計算機控制，不會因鼓風(fēng)機突發(fā)故障影響裝置安全生產(chǎn)。該設(shè)備根據(jù)工藝負(fù)荷自動調(diào)節(jié)鼓風(fēng)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(fēng)量。該臺設(shè)備節(jié)電效率達(dá)到60%，據(jù)測算每年可節(jié)約電費約60萬元。
加熱爐鼓風(fēng)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(hù)功能，實現(xiàn)了風(fēng)量、風(fēng)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(zhuǎn)速，消除了電機啟動時6倍的沖擊電流，避開機械共振點，風(fēng)機運行的振動值大幅降低，避免了鼓風(fēng)機運行時的機械振蕩，大大降低了設(shè)備故障率，延長了機械負(fù)載的運轉(zhuǎn)壽命，減輕了設(shè)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(shù)已在石油化工行業(yè)的不同領(lǐng)域、不同深度得到了推廣和應(yīng)用，特別是九江石化公司等一批領(lǐng)先的石油化工企業(yè)已實現(xiàn)了變頻調(diào)速技術(shù)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(shù)應(yīng)用得還不夠廣泛，潛力仍然巨大。對此筆者認(rèn)為應(yīng)抓好以下幾個環(huán)節(jié)的工作。
1、成套設(shè)備制造環(huán)節(jié)。要根據(jù)需要，在電力拖動系統(tǒng)大力應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)。
2、工程設(shè)計環(huán)節(jié)。堅持同時設(shè)計、同時訂貨、同時施工、同時投用的“四同時”原則，推進(jìn)變頻節(jié)能技術(shù)的推廣普及。
3、應(yīng)用環(huán)節(jié)。積極推廣應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，使其成為石油化工行業(yè)機泵電力控制的主要技術(shù)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(jìn)一步開發(fā)、豐富變頻調(diào)速技術(shù)與產(chǎn)品，使之系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、高技術(shù)化，為石油化工企業(yè)提供更好的變頻器和成套技術(shù)系統(tǒng)。
四、結(jié)束語
石化產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)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(shù)實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，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(jìn)行節(jié)能降耗改造開辟了新的途徑。變頻調(diào)速技術(shù)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(yīng)用在石油化工行業(yè)的多種與工藝設(shè)備配套的電力拖動設(shè)備中，必將成為石油化工電力拖動的中樞設(shè)備。
目前，變頻調(diào)速技術(shù)已在石油化工行業(yè)的不同領(lǐng)域、不同深度得到了推廣和應(yīng)用，特別是九江石化公司等一批領(lǐng)先的石油化工企業(yè)已實現(xiàn)了變頻調(diào)速技術(shù)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。
（轉(zhuǎn)載）
