煉油廠節(jié)電降耗新途徑

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摘要：本文介紹了撫順礦業(yè)集團頁巖煉油廠在應用高壓變頻調速設備上的探索和經驗，介紹了國產HARSVERT-A型高壓變頻裝置的技術特點。通過不同工況的比較，表明頁巖干餾裝置主風機變頻改造后的節(jié)能效果顯著，并提高了設備和系統(tǒng)的安全可靠性。

關鍵詞：煉油廠 主風機 變頻裝置 節(jié)能   一、 前言 　　在頁巖干餾裝置煉油工藝中，有一項重要的環(huán)節(jié)就是利用離心式風機（即：主風機）向干餾爐下部的發(fā)生段送風，目的是為干餾爐上部下來的頁巖半焦完成氧化－還原反應提供飽和空氣。主風機驅動電機功率為250kW，電壓等級為6000V。在實際運行中，要根據(jù)反應裝置中各項工藝指標的控制需求，調整主風機送風量。風量的調整要通過手動調節(jié)主風機入口蝶閥開度和放散口開度來實現(xiàn)，多余風量通過放散口排出。電機的工作電流在20～22A，電機的出力在70%左右。根據(jù)生產工藝的要求，每小時都要由工人手動風量一、兩次，大量的空氣被通過放散口排除，因此這種風量調整方式不合理，工人勞動強度大，同時造成無謂的能耗浪費，急需改進。 　　主風機變頻調速改造既可以滿足生產工藝要求，又可以取代工人用閥門調整風量，節(jié)約大量電能，通過變頻改造后的設備運行低噪音、減少了設備磨損、延長了設備使用壽命、節(jié)約維修費用，為煉油廠節(jié)電改造開辟了新的途徑。   二、 應用變頻調速技術可行性論證 　　在D部（四分廠）技術改造的初期，我們對主風機能否進行變頻改造進行了論證。工藝的角度上看，每天都要頻繁的調整主風機的流量，工人要付出繁重的勞動，而且調整偏差較大，如果電機通過變頻器調整調速，可以滿足工藝的需要，達到調節(jié)準確，節(jié)省人力的目的。更重要的是，風機運行過程中，入口蝶閥開度越小，損耗在風機擋板上的能量越多，因此，主風機根據(jù)需要調速運行將會有很大的節(jié)能空間。 　　針對現(xiàn)有干餾裝置主風機的運行特點，通過專人的市場調研，發(fā)現(xiàn)有三種方案可以實施應用： 　　1、高－高變頻：就是在原來高壓電器件的基礎上，不需要對電機進行改造，購置高壓變頻器； 　　2、高－低－高方式：就是先將高壓電源變成低壓電源，采用低壓變頻器，變頻后再升壓，電機也不用改造； 　　3、高－低方式：就是用一臺單獨的變壓器，將6kV高壓降至380V，采用低壓變頻器，用低壓電動機。 　　對比三個方案，使用高－高變頻器，電機不需要改造，在變頻器故障時可以直接啟動，有定型產品，性能良好，穩(wěn)定可靠，但費用較高；高－低－高方式無定型產品，要重新設計電路，電路煩瑣龐大，要增加兩臺變壓器，費用也較高；高－低方式中變頻器直接使用低壓電源，現(xiàn)使用的變壓器容量不夠，需要另設一臺降壓變壓器。當降壓變壓器的容量比較小時，在變頻器故障后，電機不能直接啟動。如果降壓變壓器容量過大，會增加增容費用同時變壓器還有一定的電能損耗。綜合比較，我們選擇了直接高－高變頻調速方案。   三、 變頻調速技術應用嘗試 　　為確保改造成功不走彎路，減少損失，我們首先進行了較為詳盡的理論論證，認為理論上切實可行。抽調了兩名專業(yè)技術人員查閱了大量的資料，根據(jù)技術工藝的要求，對比風機運行的各種參數(shù)，結合現(xiàn)場可利用的有利條件，計算出電機不同工藝要求下的轉數(shù)，求出電機所需的功率，通過計算得知節(jié)電的空間很大。同時，我們又對本市的撫順新?lián)徜?、山東萊蕪鋼廠進行了實地調研，了解到他們使用的高壓變頻器運行狀況良好的信息。之后，對高壓變頻器的制造企業(yè)進行了了解，并實地考察了北京利德華福公司的生產制造基地。通過進行考察、論證，我們認為北京利德華福電氣技術有限公司技術先進，管理規(guī)范，生產制造工藝先進，其制造的高壓變頻器性能穩(wěn)定可靠。在此基礎上，決定在D部干餾裝置主風機上選用一臺高壓變頻器進行試驗運行，并最終選用了北京利德華福公司生產的HARSVERT－A06/030型高壓變頻器。 　　HARSVER-A型變頻裝置采用單元串聯(lián)多電平PWM拓撲結構，由若干個低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實現(xiàn)直接高壓輸出，即6kV輸出電壓每相有7個額定電壓為480V的功率單元串聯(lián)而成，輸出相電壓3450V，線電壓達到6kV左右，裝置系統(tǒng)配置如圖1。這種技術是目前高壓變頻領域應有最廣泛、最成熟的技術。   該調速裝置有如下特點： ◆ 變頻器為高-高結構，不需輸出升壓變壓器，變頻器效率高達96%； ◆42脈沖的整流電路結構，使輸入電流波形接近正弦波，總的諧波電流失真低于4%，輸入功率因數(shù)達0.95以上； ◆逆變器輸出采用多電平移相式PWM技術，輸出電壓接近正弦波。輸出電壓每個電平臺階只有單元直流母線電壓大小，所以dv/dt很小，不需要配置專用濾波裝置； ◆采用功率單元串聯(lián)，而不是功率器件串聯(lián)，器件承受的最高電壓為單元內直流母線的電壓，器件不必串聯(lián)，不存在器件串聯(lián)引起的均壓問題； ◆變頻器可以承受30%的電源電壓下降而繼續(xù)運行，變頻器的6KV主電源完全失電時，變頻器可以在3秒內不停機； ◆采用功率單元旁路技術，多極模塊串聯(lián)，某個模塊發(fā)生故障時自動旁路運行，大大地提高了系統(tǒng)運行的可靠性； ◆變頻裝置提供大液晶中文操作界面，功能強，操作方便； ◆裝置除變壓器外，大部分的元器件采用進口優(yōu)質產品，保證了整件的質量和可靠性。   四、 變頻調速為油廠節(jié)電開辟了新途徑 　　我們在主風機電機變頻調速的應用上，注意了對主風系統(tǒng)的匹配調整，經過近一段時間的摸索實踐，崗位工人已掌握了使用要領，并記錄了一些真實準確的數(shù)據(jù)。  　　高壓變頻器于2004年5月的投入使用至今，運行狀況非常好，沒有發(fā)生任何故障。從節(jié)電效果看，電機輸入電流在10A左右、輸入功率在85KW左右，和A、B、C部的經濟運行數(shù)據(jù)的20A左右的輸入功率相比，僅為高壓不變頻的50%，節(jié)電效果明顯。每天可節(jié)電2040度，全月可節(jié)電61200度，可節(jié)約電費2.57萬元。據(jù)此推算，全年至少可節(jié)電67萬度，電費節(jié)約將可達到28萬元。    五、 結束語： 　　煉油廠從97年在葉輪給料機上使用變頻調速設備，到2003年在鍋爐的鼓、引風機、主上水泵、接力風機上大上變頻，到今年的主風機高壓變頻改造，做了許多嘗試，積累了大量經驗，不僅鍛煉了隊伍，同時節(jié)約了大量電能，為企業(yè)的技術進步邁了可喜的一步。我們覺得企業(yè)的技術改造潛力很大，只要本著嚴謹?shù)目茖W態(tài)度認真調研，就一定能收到回報，給企業(yè)帶來效益。    　　 王力行簡介：撫順礦業(yè)集團公司頁巖煉油廠副廠長，1981年8月畢業(yè)于撫順礦務局工學院，1996年晉升為電氣高級工程師。1981年8月至今分別在撫順礦業(yè)集團所屬的西露天礦和頁巖煉油廠從事機電管理工作，近年來對高壓電機變頻調速作了一些嘗試，在節(jié)能方面收到了很好的效果。   撫順礦業(yè)有限責任公司頁巖煉油廠 　　頁巖煉油廠，是隸屬于撫順礦業(yè)集團公司的骨干企業(yè)之一，也是目前我國境內唯一從事油母頁巖加工利用為主的國有企業(yè)。其坐落于遼寧省撫順市東洲區(qū)南花園街?，F(xiàn)有年處理油母巖300萬噸的能力，年產頁巖油設計能力為9萬噸，并建有2條噴霧炭黑生產線，年產噴霧炭黑2000噸。