变频器在石化行业中的应用

2018-01-22

气压机和空压机在石化行业应用十分普遍。

气压机是将炼化过程中产生的石油气加压液化回收,空压机则为企业提供生产用气。由于石化企业的生产是连续不中断的,因此要求气压机和空压机常年连续运行,假如停止运行,轻则影响生产,重则造成设备及人身事故。在设计选用气压机和空压机的电动机容量时,通常是按设备满负荷长时间运行来选择的,故设计容量一般都偏大。

在实际运行中电动机的负载率偏低,且轻载运行的时间所占比例很大。如采用变频调速运行,则可大大进步电动机的运行效率,达到节能的效果,并可减小机械的磨损,延长设备的寿命。

一、空压机变频调速节能改造

某石化团体公司一厂有活塞式空压机三台,制气量为40m3/h和20m3/h;电动机功率分别为250kW一台,130kW两台。每台空压机出口有气压罐,通过阀门连接到总气管上。

气压罐上装有自动放气阀,在气压过高时可自动开启放气阀以保证空压机的安全。要求出口压力不小于0.45MPa,大于0.5MPa时自动排空。

根据生产用气量的变化,一般运行一台大机或运行两台小机即可满足生产用气的需要;在用气高峰期,短时运行一大一小两台空压机。

在空压机的运行中有四大题目是用户一直致力解决的:

1. 如何降低工作环境的噪音。

2.如何进步供气质量。 

3.如何延长空压机的使用寿命。

4.如何节约高额的电费开支。

二、原空压机电控系统的缺点

1.由于空压机全速运转,且要用出口阀门调整供气压力,造成空压机房噪声大。

2.空压机电动机采用星/三角起动方式,起动电流大,对设备和电网的冲击大。

3.系统排气压力高,管径的配置达不到空压机气体的流速要求,造成管路压降偏高,减荷能耗大。

4.供气压力主要靠增减空压机的运行台数来调整,供气质量差。

为了避免气压机的频繁起停,当少开一台空压机时,供气压力偏低,不能满足生产用气的要求;多开一台时,供气压力又偏高,电耗高,供气本钱高。

三、变频恒压供气系统设计

通过对三台空压机进行变频调速节能改造,能够稳定供气管网的压力,达到恒压供气的目的。既降低了供气能耗,又降低了空压机房的噪音,也延长了设备的使用寿命。

每台空压机采用一台变频器驱动,采用一拖一带工频旁路设计方案。当变频器故障时,空压机可切换到工频旁路运行,以保证供气系统的可靠性。

四、变频恒压供气系统功能和节能效果

1.根据储气罐压力,DCS系统自动判定开停空压机的台数和大小,并自动开停机;

2.三台空压机全部采用变频驱动,且同步运行,可实现最大限度的节能效果;

3.每台机组具备变频和工频运行双功能,当变频器故障时可以切换到工频运行,保证供气的可靠性;

4.全部机组实现了软起停,大大减小了起动电流,避免了对电网和设备的冲击,延长了设备的使用寿命;

5.具有完善的保护措施,且变频用具有自诊断功能,使系统的运转率和可靠性大大进步;

6.每台机组具备变频和工频运行双功能,当变频器故障时可以切换到工频运行,保证供气的可靠性;

7.变频空压机一般运行频率为35~40Hz之间,其节能率在20~30%之间。

8.恒压气确保管网不受压力突变的冲击,延长了管网的使用寿命,降低了维修本钱;

9.供气压力设定值可根据实际生产情况由用户随时在DCS操纵台上修改,操纵简单;

五、空压机变频调速改造过程中应留意的题目

1.变频器的控制系统在应设有开环和闭环两种控制模式,以便于在调试和特殊情况下使用;

2.由于活塞式空气压缩机的转动惯量大(带有大飞轮),在选用变频器时应根据实际运行电流和具体的运行工况条件来确定苏州伟创变频器的容量,且应根据空压机的负载性质选用G型(通用型)变频器。

3.由于空气压缩机不答应长期在低速状态工作,在低速下运行不仅稳定性差,轻易发生喘振;另一方面,假如转速过低,润滑油压过低(<0.2MPa),会使缸体的磨损加快,同时要保证足够的出口压力,故应在正式投运前设定公道的、安全的工作频率下限值。

4.在活塞式空气压缩机的调试中应严格留意电动机的转向,应脱开离合器先验证在变频器驱动时的电动机转向,使其按规定的方向旋转,严禁电机反向运转,避免造成主机设备的重大损失;

5.应考虑压力传感器的安装位置,应在满足生产用气需要的条件下,实现最大限度的节能效果;压力传感器和频率指令应采用4~20mA标准信号,抗干扰能力强,信号线要采用双芯屏蔽电缆;

公司为veichi伟创总代理、kinco步科核心代理,其他代理品牌有三菱、西门子、松下、欧姆龙、永宏、禾川、信捷、威纶、深圳显控。

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