鄧海峰 趙峰

1.大慶石化公司化工一廠供電車間 黑龍江大慶 163714 2.山東嘉燁電力設(shè)計(jì)院有限公司 山東臨沂 276000

中國石油大慶石化公司是集化工、煉油、化肥進(jìn)行配套生產(chǎn)的國有型石油化工聯(lián)合企業(yè)，公司一直致力于依靠科技進(jìn)步挖潛增效，來實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行。

中國石油大慶石化公司一廠共有E1、E2、E3三套乙烯裝置，E3裝置裂解爐風(fēng)機(jī)主要工作原理是采用AB變頻器來控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并采用遠(yuǎn)程或就地控制風(fēng)機(jī)的起停、調(diào)速。E1、E2裝置的裂解爐風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小主要由裂解爐風(fēng)機(jī)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制裂解爐風(fēng)機(jī)開口度來改變風(fēng)量，這種調(diào)節(jié)方式的調(diào)節(jié)精度差，技術(shù)落后，很難滿足現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)的要求。如果改變控制方式，可達(dá)到節(jié)約電能的目的和對(duì)頻率大小的閉環(huán)控制[1]。

1 風(fēng)機(jī)類負(fù)載的相關(guān)性質(zhì)分析

在石化企業(yè)中，電動(dòng)機(jī)有著諸多類型的負(fù)載，按照負(fù)載特性可分為：恒功率、恒轉(zhuǎn)矩以及平方轉(zhuǎn)矩等機(jī)械特性。恒轉(zhuǎn)矩的負(fù)載如廠里的卷揚(yáng)機(jī)、起重機(jī)；恒功率的負(fù)載比如說機(jī)械廠的金屬切削機(jī)床等；而平方轉(zhuǎn)矩類負(fù)載如風(fēng)機(jī)、水泵。

設(shè)計(jì)人員一般在設(shè)計(jì)和選型時(shí)，都會(huì)考慮預(yù)留20%-30%的裕量，在生產(chǎn)中，通過調(diào)節(jié)閥門對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)生產(chǎn)需求小風(fēng)量時(shí)，而電動(dòng)機(jī)在額定功率下運(yùn)行，能耗大；如采用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)從而改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量大小，取消閥門這個(gè)環(huán)節(jié)，不再需要通過閥門進(jìn)行截流調(diào)節(jié)，管路阻尼最小化，能耗也大大減小。

圖1 采用閥門控制風(fēng)量的加熱爐

2 電機(jī)調(diào)速的幾種方案

由電機(jī)轉(zhuǎn)速公式n=n1（1-s）可知，只有通過改變電源頻率f1、電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)p、或轉(zhuǎn)差率s其中的某一個(gè)參數(shù)，才能達(dá)到調(diào)速的目的，而這三者中，只有變頻調(diào)速是無極調(diào)速，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量控制的平滑調(diào)節(jié)。

3 安裝變頻裝置

（1）在其風(fēng)機(jī)系統(tǒng)之中應(yīng)用變頻調(diào)速運(yùn)行形式來對(duì)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而依據(jù)生產(chǎn)工況的具體風(fēng)量情況的具體變化那么就可以通過就地或遠(yuǎn)程來對(duì)風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)量保持穩(wěn)定，推進(jìn)設(shè)備使用壽命的延長，減輕操作員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。風(fēng)機(jī)有著較好的調(diào)速范圍、增強(qiáng)了過載能力。

（2）在節(jié)電控制這個(gè)環(huán)節(jié)中，加裝變頻調(diào)速裝置，則可以一勞永逸的解決節(jié)約電能這個(gè)問題，并可使系統(tǒng)的工作狀態(tài)達(dá)到平穩(wěn)。變頻器的變頻調(diào)節(jié)用于控制和調(diào)節(jié)風(fēng)扇的速度，這相當(dāng)于降低空氣阻力和節(jié)能的方法。將變頻調(diào)速方法與調(diào)整普通裝置中常用的普通裝置的風(fēng)量的方法進(jìn)行比較。則有著十分顯著節(jié)約電能效果。風(fēng)機(jī)這種設(shè)備應(yīng)用變頻調(diào)速后，通常使用節(jié)約電能的效果均值也可以達(dá)到30-50%[2]。

4 利用壓力檢測裝置調(diào)節(jié)風(fēng)量大小的閉環(huán)控制

可以設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率，則是對(duì)加熱爐做好人為的對(duì)各種管道風(fēng)量大小來進(jìn)行合理的設(shè)置，同時(shí)通過對(duì)安裝壓力檢測裝置的管道風(fēng)量進(jìn)行采樣，其采樣的風(fēng)量的相關(guān)數(shù)值可以轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，反饋給變頻器，變頻器可以通過具體檢測到的風(fēng)量大小的電信號(hào)同具體需要的電動(dòng)機(jī)頻率電信號(hào)之間進(jìn)行比較，可以有效調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率在規(guī)定范圍中，加熱爐風(fēng)機(jī)電氣控制系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)節(jié)就這樣做到。變頻器的閉環(huán)控制功能相對(duì)于用戶來說是方便的功能，變頻器設(shè)置較為靈活的硬件輸入端子，可以適合應(yīng)用多種類型的傳感器之中。目前，化工一廠大乙烯裝置裂解爐風(fēng)機(jī)自開工以來一直使用變頻裝置，該變頻裝置具有性能穩(wěn)定可靠，節(jié)能效果明顯，而且某些技術(shù)進(jìn)步。

5 使用變頻風(fēng)機(jī)后的節(jié)能分析

可以通過對(duì)于控制加熱爐風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的變頻器進(jìn)行加裝，節(jié)能效果顯著，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱率風(fēng)量大小做好一定精度控制，與此同時(shí)有效提升設(shè)備的利用率。根據(jù)我廠的裂解爐風(fēng)機(jī)參數(shù)，額定功率450kW，在裂解爐風(fēng)機(jī)的運(yùn)行過程中的最大轉(zhuǎn)速為699r/min；日常工作轉(zhuǎn)速約為599r/min，根據(jù)公式每小時(shí)消耗電能約等于P1＊=450＊=64kWh，采用變頻調(diào)速裝置可實(shí)現(xiàn)平均每小時(shí)電能節(jié)約64kWh，變頻裝置的優(yōu)越性可以在能耗降低等諸多方面得到體現(xiàn)。在變頻加熱爐風(fēng)機(jī)得到有效運(yùn)行后，運(yùn)行平穩(wěn)。因?yàn)樽陨肀Ｗo(hù)功能較為完備，維修的頻率較低。

1臺(tái)加熱爐引風(fēng)機(jī)，按照320天/年生產(chǎn)計(jì)算，節(jié)約電耗成本為：64kWh/h×24h×320d×0.5元/kWh=24.57萬元；實(shí)踐證明，變頻調(diào)速該技術(shù)應(yīng)用在裂解爐風(fēng)機(jī)設(shè)備中，取得了顯著的節(jié)約電能的效果。風(fēng)機(jī)采用頻率變換裝置不僅具有自動(dòng)化的一個(gè)高的水平，而且還提高了設(shè)備的工作效率的電控系統(tǒng)，大大削減了設(shè)備的維護(hù)以及維修支出，并減少生產(chǎn)中斷的頻率，和連續(xù)的穩(wěn)定性和石化行業(yè)的健康發(fā)展。它具有重要的意義[3]。

6 結(jié)語

變頻調(diào)速技術(shù)是一種領(lǐng)先的電氣技術(shù)，由于其獨(dú)特的性能被廣泛的使用在各大企業(yè)的電氣控制中，目前我廠新建大乙烯裝置裂解爐風(fēng)機(jī)已采用此技術(shù)，隨著變頻技術(shù)在我廠的推廣應(yīng)用，將為我們的節(jié)能降耗及工藝流程做出貢獻(xiàn)。