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合康高压变频器在石油化工行业的应用

浏览次数: 日期:2010-11-4 14:41:58
内容摘要:介绍了合康高压变频器在中国石化股份有限公司九江石化公司工业应用情况,并且列举了液氨输送泵和加热炉鼓风机变频节能改造应用实例。实践证明,应用电机变频调速技术,不仅减少了电动机、机泵和阀门等设备的故障率,延长其使用寿命,而且节约电能效果显著,从而实现了电动机、风机、泵类设备的经济运行,提高了企业的经济效益和社会效益,推进了石油化工企业节能降耗、降本增效和可持续性发展。关键词:石油化工  合康  高压变频   节能降耗    中国石化股份有限公司九江石化公司是江西省内唯一的炼油、化肥、化工配套生产的国有特大型石油化工联合企业,是中国石化长江沿江主要炼化企业之一。该公司努力挖潜增效、优化生产运行,依靠科技进步实现节能降耗。为了降低电气设备的能耗和故障率,公司积极开展科技攻关、技术改造,应用和推广电机变频调速节能高新技术,有计划地组织对重要生产装置的关键电气设备变频调速进行系统优化配置和完善。
北京合康亿盛变频科技股份有限公司生产的各种型号的变频器产品,在九江石化公司炼油、化工、化肥等生产装置推广应用,先后对常减压装置加热炉鼓风机、化肥装置液氨输送泵等生产装置重要机泵驱动电机,进行了变频调速节能改造,均取得了较好的节能效果,提高了企业的经济效益和社会效益,推进了石油化工企业节能降耗、降本增效和可持续性发展。
实践证明,应用合康高压变频器控制风机、泵类负载是一种先进、科学的控制方法。合康高压变频器可以根据工艺负荷精确地自动调节电动机输出频率和转速,保持恒定的水压、风压,满足生产装置工艺系统要求的压力。当电机在额定转速的80%运行时,节能效率可以达到40%。合康高压变频器还可以实现大型电动机的软起动和软停机,避免了电动机起动时对电力系统的电压冲击,降低了运行电流,不仅减少了电动机、机泵和阀门设备故障率,延长其使用寿命,而且节约电能效果显著,从而实现了电动机、风机、泵类设备的经济运行。
九江石化公司应用合康高压变频器对风机、水泵进行变频调速节能技术改造,平均投资回收期约2年,每台设备平均节电率40%。以下为合康高压变频器在九江石化公司炼油、化肥等生产装置设备上的应用。 一、合康高压变频器在化肥装置液氨输送泵上的应用液氨输送泵T-GA101A是九江石化公司30万t/a合成氨装置的关键设备,将生产的液态合成氨输送到8000m3氨罐储存,该泵采用富士高压电动机,机泵关键技术参数:电机功率160kW,转速2975r/min,额定电压6kV,额定电流220A,介质密度675.6kg/m3,流量91.4m3/h,无负偏差,进口压力0.01~0.08MPa,进口温度-33℃,出口压力2.6MPa,额定扬程362m。
液氨输送泵为立式离心泵,采用机械密封,由于电机长时间连续运转,负载波动大,电机运行时产生机械振荡,振动值一直较高,加之液氨腐蚀性较强,经常造成机封损坏出现氨泄露,液氨很容易吸热气化,造成泵体气蚀,打不上量。设备故障率高,维修工作量大,基本上2~3个月就要检修更换机封,影响了设备的长周期运行和装置的安全平稳生产。
2008年9月,九江石化公司采用北京合康亿盛变频科技公司生产的高压变频调速系统对液氨输送泵驱动电机进行变频节能改造,实现自动控制电动机转速来控制介质流量,使机泵出口阀处于全开状态,扬程与管网阻力特性曲线相吻合,电动机降速运行,电动机运行电流明显降低。氨输送泵及驱动电机各项运行参数都在正常范围之内,电机实现了软启动,减小了大电机启动对电网的冲击,电机轴承运行温度不超过60℃,振动、轴位移符合相关技术标准要求,机泵运行时的机械振荡、振动值大幅降低,轴承等机械部件磨损减少,避免了泵的抽空现象,泵端面密封系统不易损坏,有效延长了机泵轴承、机械密封等易损件的使用寿命,减少了工艺设备的泄漏,机泵故障率大幅降低,提高了设备运行的安全可靠性,设备维护工作量减少,连续运行1年多进行常规中修,实现了机泵的长周期运行。变频调速器的加速和减速时间可根据工艺要求调节,机械特性硬,调速性能极好。液氨输送泵变频闭环自动控制时可用原有仪表信号,能满足化肥生产装置长周期、连续生产各种严格的工艺技术要求。
液氨输送泵变频调速节能技术改造获得了良好的节能效果,节电率达到60%,年节电50多万kW?h。为炼油化工装置应用推广6kV高压电机变频节能技术积累了经验,使之成为石油化工企业节能降耗的亮点。 二、合康高压变频器在炼油装置加热炉鼓风机上的应用加热炉鼓风机是九江石化公司500万t/a常减压蒸馏装置加热炉烟气回收系统的重要设备,风机额定电压6kV,输出功率185kW,原设计是通过调节风门挡板实现风量调节,设备运行能耗长期居高不下。
加热炉鼓风机原设计方案负载是根据满负荷工作需用量来设计选型,留有10%以上的富余量。但随着常减压装置加工量、物料性质等工况的变化,实际需求功率也产生变化,流量、压力等工艺参数经常随工况的改变而改变,实际应用中加热炉鼓风机大部分工作时间并非处于满负荷运行状态,原来的电机恒速和机泵恒压恒流设计则导致电能浪费;传统方法是通过调节出口或入口的挡板、管路阀门及调节阀开度来调节流量、压力等工艺参数,定速机泵输出功率被工艺物流吸收作有用功的仅占30%~40%,而60%~70%的电能消耗在挡板、阀门节流压降上,造成极大的电能损失和浪费。按年运行8760h计算,原设计1台鼓风机每年消耗电能162万KWh,电费高达97万元。
为提高加热炉烟气回收系统工艺自动化控制水平,使控制方案与实际负荷相匹配,节约电能,提高经济效益。2009年3月,九江石化公司在炼油装置停工检修期间对加热炉鼓风机进行变频节能改造,选用北京合康亿盛变频科技公司风机高压变频调速系统取代低效率、高能耗的风门挡板节流控制,以提高加热炉烟气回收系统效率。
合康高压变频器具有良好的技术性能,保证石油化工流程工业装置生产的连续性和可靠性。变频器运转方式灵活多样、操作方便,操作人员只需调节变频器面板上的电位器旋钮即可手动调整风量,也可以完全实现自动控制,并且可与加热炉烟气回收系统自动控制装置进行电气、仪表联锁,实现加热炉的自动保护及计算机控制,不会因鼓风机突发故障影响装置安全生产。该设备根据工艺负荷自动调节鼓风机电机输出频率,在运行约20Hz时,电机运行电流从原来的220A降至90A,可满足合成氨装置加热炉系统的供风量。该台设备节电效率达到60%,据测算每年可节约电费约60万元。
加热炉鼓风机经过变频改造后,投用1年来,合康高压变频调速器操作安全、平稳,具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能,实现了风量、风压闭回路自动调节控制。驱动电机可以实现软启动和无级调整转速,消除了电机启动时6倍的冲击电流,避开机械共振点,风机运行的振动值大幅降低,避免了鼓风机运行时的机械振荡,大大降低了设备故障率,延长了机械负载的运转寿命,减轻了设备维修工作量,节能效果明显。 三、几点建议目前,变频调速技术已在石油化工行业的不同领域、不同深度得到了推广和应用,特别是九江石化公司等一批领先的石油化工企业已实现了变频调速技术的初步普及,也取得了良好的节能效果。但是,变频调速节能技术应用得还不够广泛,潜力仍然巨大。对此笔者认为应抓好以下几个环节的工作。
1、成套设备制造环节。要根据需要,在电力拖动系统大力应用变频调速技术。2、工程设计环节。坚持同时设计、同时订货、同时施工、同时投用的“四同时”原则,推进变频节能技术的推广普及。3、应用环节。积极推广应用变频节能技术,使其成为石油化工行业机泵电力控制的主要技术之一,实现节电降耗的目的。4、研发环节。根据石油化工行业和其他行业的需求,进一步开发、丰富变频调速技术与产品,使之系列化、标准化、高技术化,为石油化工企业提供更好的变频器和成套技术系统。 四、结束语石化产业是国民经济的支柱产业,同时也是高能耗、高污染行业。多年来,我国政府大力提倡、鼓励和支持企业推广高新技术实现节能减排目标,并且在资金上给予了很多优惠政策,为石油化工等高能耗行业进行节能降耗改造开辟了新的途径。变频调速技术以其显著的节能效果、安全易控、优质无级平滑调速、高精度控制工艺参数、投资回收期短等优势,越来越广泛地应用在石油化工行业的多种与工艺设备配套的电力拖动设备中,必将成为石油化工电力拖动的中枢设备。
目前,变频调速技术已在石油化工行业的不同领域、不同深度得到了推广和应用,特别是九江石化公司等一批领先的石油化工企业已实现了变频调速技术的初步普及,也取得了良好的节能效果,表明了它是石油化工等高能耗行业改造挖潜、节能降耗、降本增效的有效途径,是石油化工工业实现可持续发展的战略需要。
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