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茂名石化公司炼油厂变频调速器应用

我厂是年设计能力850万吨的大型燃料型企业，目前拥有机泵900多台，其电能消耗约占全厂能耗的17%。自1990年开始，我厂逐步在部分机泵上推广应用变频调速技术，锥套到现在为止，我厂在155台机泵上安装好变频调速器，总容量8963.8KW.从近几年的使用效果来看，变频调速器具的节电效果显著,减少机泵运行故障，改善机泵运行状态，延长机泵运行同期等优点。目前，变频调速技术已成会使阀门和油路产生梗塞和机器有可能产生振动为我厂节能降耗的重要措施之一。

一、低压变频调速器在三蒸馏装置上的应用

1. 延长机泵运行周期，减少检修

三蒸馏装置1990年建成投产，设计能力250万 t/a，主要加工进口高含硫原油，共有机泵62台，全部采用交流防爆式鼠笼电机。自1993年开始，三蒸馏装置先后在23台电机上安装了低压变频调速器，采用闭环自动控制为主要控制方式，调节阀控制作为辅助手段，在一般情况下采用变频调速控制，异常情况下采用调节阀控制。应用变频调速器之后，由于变频调速装置可以通过其变频功能来快速改变电机的转速，转速的调速直接改变电机的工作特性曲线，使机泵处于最侍运行状态。由于电机实现了软起动，起动时没冲击电流，延长了机泵的使用寿命。我们对24号常底泵（额定电流250A，额定功率132KW）和34号渣油泵（额定电流194.7A，额定功率110KW）应用变频调速器前后情况进行了测试，测试结果如表1。

表1

机泵名称

变频调速

投用情况

功 率

（KW）

转 速

(r/min）

电机噪音

(DB)

电机温度

( C )

泵出口压

力(以2级粉煤灰和42.5R普通硅酸盐水泥为胶凝材料Mpa)

阀门开

度

24号泵

投用前

102.4

2950

107

45

1.4

3/5

投用后

38.1

1980

54

31

0.5

全开

34号泵

投用前

75.8

2950

103

39

1.8

2/5

投用后

21.2

1680

49

29

0.5

全开

由于电机低速盍，延长了机泵运行同期，减少了设备维修次数。两泵应用变频调速器前后机泵情况如表2所示。

表2

机泵名称

统计时间

运行天数

电机维修次数

泵维修次数

密封喷油次数

24榉木家具号泵

1992年

227

2

6

3

1995年

351

0

2

0

34号泵

1992年

73

0

2

1

1995年

347

1

3

1

安装变频调速器后，机泵振动明显减弱，如表3所示。

表3

机泵名称

统计时间

泵前轴承(mm/s)

泵后轴承(mm/s)

24号泵

1992年

7

6.0

1995年

2.9

2.8

34号泵

1992年

5.7

4.5

1995年

1.7

1.3

由于转速降低，泵出口压力降低，管路冲刷腐蚀减轻，我们在1992年及1995年测得有关数据如表4所示。

表4

测试部位

统计时间

腐蚀率(mm/s)

24号泵泵出口管线弯头

1992年

0.13

1995年

0.09

34号泵泵出口管线弯头

1992年

0.21

1995年

0.13

应用变频调速器前，由于电机转速高、流量小而造成的泵抽空及密封泄漏、电机发热、轴承温度高容易磨损和烧坏等情况，应用变频后由于电机的转速下降面得支有交的改善，我们对1992年和1994年装上变频调速器前后装置设备运行状态进行了调查，情况表明，1992年运行中的机泵出现故障为179台次，电机出现故障为35台次；1994年运行中的机泵出现故障为93台次；比1992年下包子机降了48.04%，电机出不宜使用现故障15台次，比1992年下降了57.14%。

2. 节电

由于鼠笼式电机只能在固定转速下运行，在低负荷运行时效率下降，空载时既浪费电能，又增加了电的无功损耗。另外，工艺控制过程中采用了大量的调节阀，其压力降损耗了相当大的能量。采用变频调速器之后，电机的转速能按工艺要求得到快速的改变，直接调节泵的工作特性曲线，当电机转速下降时，泵的扬程以二次方关系下降，轴功率以三次方关系下降，从而达到节能目的；同时，由于采用变频调速以后，调节阀和副线阀全开，压降损耗降低到最低程度。1994年6月，我们对三蒸宽装置的9台低压变频调速电机进行了对比测试，结果如表3所示。从表5可以看出，在采用调节阀控制时，1991年的电单耗为6.20KWH/T原油，在输送同样油样的条件下，采用变频调速器实现闭环自动控制，1994年电单耗下降为4.21KWH/T原油，比1991年节约了1.99KWH/T原油，按装置年加工能力200万T/A计算，1994年可节电398万KWH，按当时保本电价0.63元/KWH计，1994年可节约电缆250.74万元，而22台变频调速器的总投资为220万元，投资回收期为10个月。

表5 变频调速节能测试表

项目

机泵

额定功率(KW)

投用前(KW)

投用后(KW)

节电量(KW)

节电率(%)

泵-4(软化水泵)

15

14.1依然是目前工程利用最广泛的1种抗疲劳设计方法

7.0

7.1

50.35

泵-7(常顶汽油泵