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                                  應用案例

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                                  合康高壓變頻器在石油化工行業的應用

                                  瀏覽次數: 日期:2010-11-4 14:41:58

                                  內容摘要: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應用情況,並且列舉了液氨輸送泵和加熱爐鼓風機變頻節能改造應用實例  。實踐證明,應用電機變頻調速技術,不僅減少了電動機、機泵和閥門等設備的故障率  ,延長其使用壽命  ,而且節約電能效果顯著 ,從而實現了電動機、風機、泵類設備的經濟運行 ,提高了企業的經濟效益和社會效益 ,推進了石油化工企業節能降耗、降本增效和可持續性發展。

                                  關鍵詞:石油化工  合康  高壓變頻   節能降耗

                                   

                                     中國石化股份有限公司九江石化公司是江西省內唯一的煉油、化肥、化工配套生產的國有特大型石油化工聯合企業,是中國石化長江沿江主要煉化企業之一  。該公司努力挖潛增效、優化生產運行,依靠科技進步實現節能降耗 。爲了降低電氣設備的能耗和故障率,公司積極開展科技攻關、技術改造 ,應用和推廣電機變頻調速節能高新技術 ,有計劃地組織對重要生產裝置的關鍵電氣設備變頻調速進行系統優化配置和完善 。


                                  北京合康億盛變頻科技股份有限公司生產的各種型號的變頻器產品 ,在九江石化公司煉油、化工、化肥等生產裝置推廣應用 ,先後對常減壓裝置加熱爐鼓風機、化肥裝置液氨輸送泵等生產裝置重要機泵驅動電機 ,進行了變頻調速節能改造 ,均取得了較好的節能效果 ,提高了企業的經濟效益和社會效益,推進了石油化工企業節能降耗、降本增效和可持續性發展。


                                  實踐證明,應用合康高壓變頻器控制風機、泵類負載是一種先進、科學的控制方法。合康高壓變頻器可以根據工藝負荷精確地自動調節電動機輸出頻率和轉速 ,保持恆定的水壓、風壓 ,滿足生產裝置工藝系統要求的壓力。當電機在額定轉速的80%運行時 ,節能效率可以達到40% 。合康高壓變頻器還可以實現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的電壓衝擊,降低了運行電流,不僅減少了電動機、機泵和閥門設備故障率,延長其使用壽命 ,而且節約電能效果顯著  ,從而實現了電動機、風機、泵類設備的經濟運行。


                                  九江石化公司應用合康高壓變頻器對風機、水泵進行變頻調速節能技術改造,平均投資回收期約2年,每臺設備平均節電率40% 。

                                  以下爲合康高壓變頻器在九江石化公司煉油、化肥等生產裝置設備上的應用 。

                                   

                                  一、合康高壓變頻器在化肥裝置液氨輸送泵上的應用

                                  液氨輸送泵T-GA101A是九江石化公司30萬t/a合成氨裝置的關鍵設備,將生產的液態合成氨輸送到8000m3氨罐儲存 ,該泵採用富士高壓電動機,機泵關鍵技術參數:電機功率160kW,轉速2975r/min,額定電壓6kV ,額定電流220A ,介質密度675.6kg/m3,流量91.4m3/h ,無負偏差 ,進口壓力0.01~0.08MPa  ,進口溫度-33℃ ,出口壓力2.6MPa ,額定揚程362m 。


                                  液氨輸送泵爲立式離心泵,採用機械密封 ,由於電機長時間連續運轉  ,負載波動大,電機運行時產生機械振盪,振動值一直較高 ,加之液氨腐蝕性較強,經常造成機封損壞出現氨泄露 ,液氨很容易吸熱氣化 ,造成泵體氣蝕 ,打不上量 。設備故障率高,維修工作量大,基本上2~3個月就要檢修更換機封,影響了設備的長週期運行和裝置的安全平穩生產 。


                                  2008年9月,九江石化公司採用北京合康億盛變頻科技公司生產的高壓變頻調速系統對液氨輸送泵驅動電機進行變頻節能改造,實現自動控制電動機轉速來控制介質流量,使機泵出口閥處於全開狀態,揚程與管網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。氨輸送泵及驅動電機各項運行參數都在正常範圍之內 ,電機實現了軟啓動 ,減小了大電機啓動對電網的衝擊 ,電機軸承運行溫度不超過60℃,振動、軸位移符合相關技術標準要求,機泵運行時的機械振盪、振動值大幅降低 ,軸承等機械部件磨損減少 ,避免了泵的抽空現象,泵端面密封系統不易損壞,有效延長了機泵軸承、機械密封等易損件的使用壽命,減少了工藝設備的泄漏,機泵故障率大幅降低 ,提高了設備運行的安全可靠性,設備維護工作量減少 ,連續運行1年多進行常規中修 ,實現了機泵的長週期運行。變頻調速器的加速和減速時間可根據工藝要求調節 ,機械特性硬 ,調速性能極好 。液氨輸送泵變頻閉環自動控制時可用原有儀表信號,能滿足化肥生產裝置長週期、連續生產各種嚴格的工藝技術要求 。


                                  液氨輸送泵變頻調速節能技術改造獲得了良好的節能效果,節電率達到60% ,年節電50多萬kW?h 。爲煉油化工裝置應用推廣6kV高壓電機變頻節能技術積累了經驗 ,使之成爲石油化工企業節能降耗的亮點  。

                                   

                                  二、合康高壓變頻器在煉油裝置加熱爐鼓風機上的應用

                                  加熱爐鼓風機是九江石化公司500萬t/a常減壓蒸餾裝置加熱爐煙氣回收系統的重要設備 ,風機額定電壓6kV ,輸出功率185kW ,原設計是通過調節風門擋板實現風量調節,設備運行能耗長期居高不下。


                                  加熱爐鼓風機原設計方案負載是根據滿負荷工作需用量來設計選型 ,留有10%以上的富餘量 。但隨着常減壓裝置加工量、物料性質等工況的變化 ,實際需求功率也產生變化,流量、壓力等工藝參數經常隨工況的改變而改變,實際應用中加熱爐鼓風機大部分工作時間並非處於滿負荷運行狀態,原來的電機恆速和機泵恆壓恆流設計則導致電能浪費;傳統方法是通過調節出口或入口的擋板、管路閥門及調節閥開度來調節流量、壓力等工藝參數,定速機泵輸出功率被工藝物流吸收作有用功的僅佔30%~40%,而60%~70%的電能消耗在擋板、閥門節流壓降上,造成極大的電能損失和浪費。按年運行8760h計算 ,原設計1臺鼓風機每年消耗電能162萬KWh ,電費高達97萬元 。


                                  爲提高加熱爐煙氣回收系統工藝自動化控制水平  ,使控制方案與實際負荷相匹配 ,節約電能,提高經濟效益。2009年3月  ,九江石化公司在煉油裝置停工檢修期間對加熱爐鼓風機進行變頻節能改造  ,選用北京合康億盛變頻科技公司風機高壓變頻調速系統取代低效率、高能耗的風門擋板節流控制,以提高加熱爐煙氣回收系統效率。


                                  合康高壓變頻器具有良好的技術性能,保證石油化工流程工業裝置生產的連續性和可靠性。變頻器運轉方式靈活多樣、操作方便 ,操作人員只需調節變頻器面板上的電位器旋鈕即可手動調整風量,也可以完全實現自動控制 ,並且可與加熱爐煙氣回收系統自動控制裝置進行電氣、儀表聯鎖,實現加熱爐的自動保護及計算機控制 ,不會因鼓風機突發故障影響裝置安全生產。該設備根據工藝負荷自動調節鼓風機電機輸出頻率,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的供風量 。該臺設備節電效率達到60% ,據測算每年可節約電費約60萬元。


                                  加熱爐鼓風機經過變頻改造後  ,投用1年來 ,合康高壓變頻調速器操作安全、平穩,具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能,實現了風量、風壓閉迴路自動調節控制 。驅動電機可以實現軟啓動和無級調整轉速 ,消除了電機啓動時6倍的衝擊電流,避開機械共振點,風機運行的振動值大幅降低 ,避免了鼓風機運行時的機械振盪  ,大大降低了設備故障率,延長了機械負載的運轉壽命 ,減輕了設備維修工作量,節能效果明顯 。

                                   

                                  三、幾點建議

                                  目前,變頻調速技術已在石油化工行業的不同領域、不同深度得到了推廣和應用,特別是九江石化公司等一批領先的石油化工企業已實現了變頻調速技術的初步普及,也取得了良好的節能效果 。但是,變頻調速節能技術應用得還不夠廣泛,潛力仍然巨大。對此筆者認爲應抓好以下幾個環節的工作。


                                  1、成套設備製造環節 。要根據需要,在電力拖動系統大力應用變頻調速技術  。

                                  2、工程設計環節 。堅持同時設計、同時訂貨、同時施工、同時投用的“四同時”原則 ,推進變頻節能技術的推廣普及  。

                                  3、應用環節  。積極推廣應用變頻節能技術,使其成爲石油化工行業機泵電力控制的主要技術之一,實現節電降耗的目的 。

                                  4、研發環節。根據石油化工行業和其他行業的需求,進一步開發、豐富變頻調速技術與產品 ,使之系列化、標準化、高技術化  ,爲石油化工企業提供更好的變頻器和成套技術系統。

                                   

                                  四、結束語

                                  石化產業是國民經濟的支柱產業  ,同時也是高能耗、高污染行業 。多年來,我國政府大力提倡、鼓勵和支持企業推廣高新技術實現節能減排目標 ,並且在資金上給予了很多優惠政策 ,爲石油化工等高能耗行業進行節能降耗改造開闢了新的途徑。變頻調速技術以其顯著的節能效果、安全易控、優質無級平滑調速、高精度控制工藝參數、投資回收期短等優勢 ,越來越廣泛地應用在石油化工行業的多種與工藝設備配套的電力拖動設備中,必將成爲石油化工電力拖動的中樞設備。


                                  目前  ,變頻調速技術已在石油化工行業的不同領域、不同深度得到了推廣和應用  ,特別是九江石化公司等一批領先的石油化工企業已實現了變頻調速技術的初步普及 ,也取得了良好的節能效果,表明了它是石油化工等高能耗行業改造挖潛、節能降耗、降本增效的有效途徑  ,是石油化工工業實現可持續發展的戰略需要 。


                                  經典案例

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