干燥工序大风机改变频,电费节省89.6万元

摘 要：随着炼化行业内竞争的加剧，大庆炼化公司为了实现节能减排的重大目标，也是任何一个企业降本增效，提高企业竞争力的要求。我车间根据聚丙烯酰胺生产工艺的特点，力求把科技转化为生产力。通过仔细认真的研究，并与同类装置进行比较，发现在满足现有生产的情况下，干燥工序的6台大风机电机功率留有一定的设计余量，能否通过调节工艺参数把这部分电能剩下来成为这项技改技措的关键。

关键词：聚丙烯酰胺 干燥器 风机

一、装置概况

本装置选用的均聚后水解工艺是由大庆炼化公司自主开发成功，2002年4月开始土建及设备安装，2002年12月18日，第一条生产线投产成功。目前装置已具备生产各种类型聚丙烯酰胺产品的能力。

二、工艺介绍

本装置采用的均聚后水解工艺是由大庆炼化公司科研中心自主开发，共分溶解、聚合反应、预研磨造粒、水解、干燥、研磨筛分、包装等7个主要工序，采用丙烯酰胺（AM）均聚成胶，经造粒后加入粒碱进行后水解的核心工艺，螺杆式预研磨机对胶体进行预切割更利于胶体的造粒，振动式流化床干燥器对产品进行两段干燥，在此过程中，聚丙烯酰胺由胶体变成粉剂，水含量由77%降至10%。

三、干燥工序大风机电机改变频的原因

我装置主要以生产抗盐聚丙烯酰胺为主，现有两条生产线，每条生产线的干燥工序，采用干燥器前、后段风机加风门定位器进行调节风量，尾气经过废气风机抽出从烟囱排向大气中。前段风机电机功率为132KW，后段风机电机功率为90KW，废气风机电机功率为132KW，需要调节进入干燥器的风量时，通过调节风机前的风门定位器控制风量，风门开度基本在80%左右，这种操作存在的问题是，电机功率有20%的浪费。

在没有使用变频技术前，3台风机一年四季在工频状态下全速运行，只好采用节流方式来调节风量，产生大量的节流损失，且对风机电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了电能的很大浪费，使得风机的电功率在绝大部分时间里远比设计功率低。也就是说，风机实际大部分时间运行在低负荷状态下。实践证明，在风机的电机使用变频技术，利用变频技术改变电机转速来调节风量和压力的变化用来取代风门定位器控制风量，能取得明显的节能效果。并且能够一次性解决使用风门定位器调节的生产中经常遇到的问题，如进出干燥器的风量、风压调节缓慢、调节不到位、风门定位器损坏、风门叶片损坏等。

四、风机变频节能的原理

由流体传输设备风机的工作原理可知：风机的风量与其转速成正比；风机的压力与其转速的平方成正比，而风机的轴功率等于风量与压力的乘积，故风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低风机的转速就能使风机的功率可以下降得更多。例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=（45/50）3=0.729，即 P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=（40/50）3=0.512，即 P40=0.512P50（P为电机轴功率）。

五、风机改变频方案说明

1.取1台大风机做实验

车间于2009年12月14日对二线干燥器前段风机F-2301进行了变频改造实验，该项技术是中泰科技公司组装，核心技术是日本T0SHIBA的变频技术。从实验数据中可看出，电机工作电流从120A降到了95A，电流下降了25A，每小时电机功率下降了30KW，每天下降720度电，全年下降262800度电。

2. 5台大风机电机改变频

车间于2010年9月15日对一线、二线的干燥器5台风机F-1301、F-1302、F-1304、F-2302、F-2304进行了变频改造，这5台变频器采用的是深圳市英亿达大成科技有限公司的组装的，其核心技术是日本T0SHIBA的变频技术。并进行了单机测试。9月25日正式全部投用并联运成功。

3.变频风机节电情况

下面将干燥工序大风机电机改变频后的节电情况总结如下：

从2009年的车间全年结算数据中可看出，每天耗电量为28517度，从2009年10月每天耗电量为28209度。改造完成后2010年10月的生产数据结算量中，每天耗电量为24851度（含新增加两台15KW干燥后段冷风机电量，）减掉新增加风机的日耗电量480度，实际每天耗电量为24372度，经去年同期对比每天节电3837度，一条生产线每天可节电1918度。

六、投资回报率分析

1. 5台风机变频器投资89.66万元。

2.改变频后，每年节省原风机的风门定位器的维修费1.1万元。

3.每度电0.64元/度，全年生产天数365天。

4.每条生产线年节电量：1918度×365天×0.64元/度=44.8万元。

5.车间两条生产线年节电量：44.8×2=89.6万元。

投资回报周期 =项目投资总额÷节电量=89.66万元÷89.6万元=1年

6.聚合物一厂的聚丙烯酰胺三、四、五车间的10条生产线年节电量：44.8×10=448万元。

7.公司现有12条生产线可进行变频改造，年效益为：44.8×12=537.6万元

七、结论

1.节电效果好（由于电机消耗的功率跟电机转速的三次方成正比，改造后电机大部分时间运行在35-40Hz左右既可满足用风量，节电率大于百分之二十）。

2.采用变频器控制，可按需要进行软件组态并设定风压进行模拟量调节，使电机输出功率随风压的变化而变化，在满足使用要求的前提下达到最大限度的节能。

3.由于风机电机实现了降速运行和软启动，减少了振动、噪音和磨损，延长了设备维修周期和使用寿命，提高了设备的平均故障维修时间；启动电流小，并减少了对电网冲击，相当于增加电网容量，提高了电网系统的可靠性。

4.变频调速闭环控制系统与原工频控制系统互为互锁，不影响原系统的运行，且在变频调速控制系统检修或故障时，原工频控制系统照样可以正常运行。

5.调节风量精度准确、方便。

6.减少6个风门定位器和6个风门的维修费用。

参考文献

[1]《1.3万吨抗盐聚合物装置操作规程》.

[2]《1.3万吨抗盐聚合物装置生产运行分析台账》.

[3]《通用变频器应用技术指南》.