分析变频技术在化工中的实用性

在进行改造之后,因为出口阀是全开运行模式,电动机也是进行降速运行的,从而使管网的压力也得到很多程度上的下降,工艺设备的泄漏也得到很大程度上的减少,机泵磨损也得到了很大程度上的降低,电机温升也得到了很大程度上的改善,从而使设备的故障率大大降低。将调节阀采用变频器来进行替代,解决了调节阀故障率高这一问题。并且,系统还实现了软起动,这样就大大减少了电机起动时对电网的冲击作用。在该变频器投入到实际运行中的2年多以来,其运行可靠,大大提高了生产效率,带来了可观的经济效益。

变频调速技术应用到炼油装置鼓风机中

炼油装置鼓风机先前存在的问题加热炉鼓风机为加热炉烟气回收系统的重要设备,该设备的输出功率达到185kW,之前的风量控制是采用对风门挡板进行调节来实现的,从而造成了非常高的设备运行能耗,此为该设备运行中最大的一个弊端。改造后的效果及其分析为了节约电能,提高设备的运行效率,降低设备的运营成本,通过组织专家组讨论和实地考察,公司采用了变频技术来进行相关的改造,将低效率且能耗高的风门挡板节流控制系统改为风机变频调速系统。其选用东芝的A5P系列变频器,该系列变频器具有如下技术特点:(1)电流限制功能,在机泵超负荷运行时,能够通过对转矩的抑制达到对电流进行限制的目的,从而使变频器能够在不跳闸的情况下继续运行,从而保证机泵的连续运转;(2)具备电压反馈调节功能,若电源电压发生变化,能够及时将输出电压控制在给定值上,从而保证变频器能够持续可靠地运行;(3)具备自主学习的加减速功能,能够依据负荷的运行状态来对加减速时间进行合适的自动调整;(4)具备自动节电运行的功能,在负荷所需的转矩得到确保的条件下,能够把电流降至最小,从而达到自动节约电能的效果;(5)设置有变频切换的时序电路,能够对石化工业流程中的各装置的运行起到可靠的保障。在对加热炉鼓风机进行改造之后,变频调速装置运行平稳,实现了风压和风量的自动闭环控制。由于所选用的变频装置具有过流、过压、欠压、过载及其电源缺相等保护功能,使得系统的稳定性和可靠性得到了很大程度上的提高。其中驱动电机已经实现了软起动与无级调速,过去电机起动过程中的冲击电流已经得到消除,机械共振点也得到了避开,从而运行过程中的噪声很小。由于采用闭环控制,风机运行稳定,振幅较过去得到了大幅度的降低,从而使设备的故障率得到很大程度上的降低,有利于延长设备使用寿命,减少了对设备维修的工作量。由于变频器的运行方式非常的灵活,其既可以进行手动操作,也能够进行自动控制[2]。手动操作时通过对控制面板上的电位器进行手动调节就可以达到对风量进行调整的目的。在使用自动控制模式的时候,其能够与烟气回收系统的自动控制装置进行连锁控制,能够实现加热炉的自动计算机控制。在选用变频控制装置之后,由于鼓风机的电机输出频率能够根据工艺负荷情况来进行自动的调节,若根据负荷情况工作在20Hz的时候,电机运行的电流就会从工频时的220A降到90A,并且此时能够同时满足对2台加热炉进行供风。这样一来,就能够使一台设备的节能达到60%,根据目前工业用电的标准,通过计算,这样每年就能够为企业节约大概60万元的用电成本。

将变频技术应用到化肥装置液氨输送泵高压电动机中

液氨输送泵先前存在的问题液氨输送泵为该石化公司合成氨装置的关键设备之一,其功能是把生产的液态合成氨输送至氨罐中进行储存。该液氨输送泵所选用的电动机机泵的主要参数为:选用电机的功率为160kW;电机额定转速为2975r/min;电机工作额定电流为220A;电机工作的额定电压为6kV;介质密度为665.5kg/m3;流量为92.6m3/h;进口压力介于0.01MPa和0.08MPa之间;出口压力为2.61MPa;额定扬程为360m。之前所选用的液氨输送泵是立式的离心泵,机械密封形式,在电机长时间的连续运行之后,由于负载的波动较大,在电机运行的时候比较容易产生机械振荡情况,且振值是比较高的,由于液氨具有强腐蚀性,所以在过去常出现氨泄露的情况,由于液氨非常容易气化,从而造成了泵体受到气蚀。这样就使得设备的故障率得到提高,从而影响了正常的生产,降低了生产效益。通过变频技术改造后的情况及其分析采用了富士高压变频调速系统(6kV、160kW)对液氨输送泵进行了变频技术改造之后,加上电气、设备等部门技术人员的配合,使得对液氨输送泵进行变频改造得到了顺利进行,并稳定地投入了运行,从而通过对电动机的转速进行自动控制而实现了对介质流量的控制。由于机泵的出口阀一直是出于全开的状态,从而使得扬程和管网的阻力特性曲线也得到了吻合。使得电动机能够进行降速运行,运行电流也得到了明显的降低,通过实际监测,氨输送泵与驱动电机各参数均保证在正常范围。并且,电机也实现了软起动,从而很大程度上减小了大电机在起动时对电网的冲击作用。机泵在运行过程中的机械振荡也得到了大幅度的降低,降低了轴承等机械部件的磨损程度,没有出现泵抽空的现象[3]。由于工艺设备的泄漏现象得到了减少,机泵的故障率也得到了大幅的降低,从而使设备运行的可靠性得到了提高。这样一来,在进行设备维护上就会少许多工作量,并且能够保证机泵长时间的可靠运行。通过采用变频调速技术之后,减速与加速的时间均可以依据实际的工艺要求来进行调节,调速性能非常好。通过改造,获得了良好的节能效果,据实际计算,年节电可达50000kW?h以上。

小结

目前,变频调速技术已经在石化行业中的不同深度、不同领域得到了推广与应用。本文通过对中国石化股份公司某公司的电机控制进行变频调速技术的改造,改造的结果表明,使用变频调速技术后有效地减少了如渣油进料泵、加热炉鼓风机和液氨输送泵等设备的故障率,并且在很大程度上节约了电能,从而带来了可观的企业效益,所以可以在对石化行业中涉及到电机控制的部分进行变频技术改造,这样还会带来一定的社会效益。