吳玉光 （鎮(zhèn)海煉油化工股份有限公司煉油廠,寧波市鎮(zhèn)海區(qū),315207） 摘要: 介紹了煉油廠生產(chǎn)裝置的機(jī)泵應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)電原理、控制原理及產(chǎn)生的效益等。 關(guān)鍵詞: 機(jī)泵 變頻調(diào)速 節(jié)能 分析 1 概 況 1994年3月召開(kāi)的中國(guó)石化總公司節(jié)能工作會(huì)議，把應(yīng)用變頻調(diào)速作為節(jié)能新技術(shù)進(jìn)行推廣。鎮(zhèn)海煉化公司確定在煉油廠額定電壓380V電動(dòng)機(jī)的機(jī)泵上試應(yīng)用。自1994年12月初第1臺(tái)變頻調(diào)速器試用獲得成功，至1998年4月已投用的電機(jī)變頻調(diào)速器達(dá)100多臺(tái)。機(jī)泵種類有：離心油（或水）泵、通風(fēng)機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、往復(fù)式空氣壓縮機(jī)、行車吊機(jī)等。 3年來(lái)，本廠先后對(duì)常減壓、加氫裂化、重整加氫、重油催化等裝置共50多臺(tái)變頻器進(jìn)行節(jié)電測(cè)試，節(jié)電率分別為42%～71.9%。其中，重油催化和氣體分離裝置的生產(chǎn)負(fù)荷率分別達(dá)101%和108%，節(jié)電率還達(dá)42%以上。 2 機(jī)泵變頻調(diào)速節(jié)電效益技術(shù)分析 2.1 離心泵變頻調(diào)速節(jié)電效益技術(shù)分析 離心泵調(diào)速節(jié)電效益較好，但因泵出口回路數(shù)量不同、工況與控制不同、加工負(fù)荷不同，節(jié)電效果又有差異。現(xiàn)分單回路閉環(huán)自動(dòng)控制與多回路閉環(huán)自動(dòng)控制兩種狀況進(jìn)行分析。 （1）單回路閉環(huán)自動(dòng)控制 單回路閉環(huán)自動(dòng)控制變頻運(yùn)行時(shí)，介質(zhì)走控制閥組的副線，且副閥全開(kāi)。而工頻運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)工藝參數(shù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是控制閥，其開(kāi)度又不大，阻力降損失大。如加氫裂化裝置的航空煤油泵P308/B（見(jiàn)圖1），工頻運(yùn)行時(shí)控制閥DN80的開(kāi)度僅30%～50%，采用變頻運(yùn)行后，閥DN100全開(kāi)，避免了節(jié)流壓頭損失，泵出口壓力下降38%～69%，節(jié)電率達(dá)42%～76%。 一般說(shuō)，單回路閉環(huán)控制離心泵變頻運(yùn)行的節(jié)電效果好，但也有個(gè)別較差。如變頻后介質(zhì)不流經(jīng)控制閥組的幅線閥，而仍走控制閥路線，由于有節(jié)流損失，則節(jié)電率低。例如，I常裝置的泵P128/1變頻運(yùn)行后，側(cè)得的節(jié)電率僅16.8%。 （2）多回路閉環(huán)控制 多回路閉環(huán)控制變頻運(yùn)行時(shí)，由于工藝工況不同，技術(shù)要求不一，故節(jié)電效果不一樣。其原因如下： 第1種狀況：介質(zhì)打回流的流量遠(yuǎn)大于裝置的出口流量。此狀態(tài)采用回流量作變頻調(diào)速控制參數(shù)，相當(dāng)于泵出口單回路控制工況，泵出口閥與副線閥可全開(kāi)，變頻運(yùn)行后，泵出口壓力降低幅度大，電流降低幅度也大，節(jié)電率也高。如泵P112/2變頻運(yùn)行后，頻率降至30Hz，泵出口壓力降低50%，電流下降68%，節(jié)電率打60%。 第2種狀況：介質(zhì)打回流的量雖然大于液控出裝置流量，但液控出裝置回路壓力降大，而回流回路壓力降小。這樣，宜采用出裝置液控參數(shù)指揮變頻調(diào)速，也能得到較好的節(jié)電效果。如P113/1泵，起初采用回流量作變頻調(diào)速控制參數(shù)，由于仍存在人為節(jié)流（不開(kāi)副線閥），還用控制閥的上游閥節(jié)流，電流下降少，節(jié)電效果不佳。后改用出裝置液控指揮變頻器調(diào)速，介質(zhì)走副線，從而電流降幅大，頻率降至37Hz，節(jié)電率達(dá)59%。 第3種狀況：泵出口是多回路閉環(huán)自動(dòng)控制，但各并回路的介質(zhì)流量均衡相等，管路系統(tǒng)的工藝操作壓力均等且較小。這樣，可取任一新環(huán)回路控制變頻調(diào)速，其節(jié)電率高。如進(jìn)料泵P202/A，該泵并列分成流量、壓力均等4支路，投用變頻運(yùn)行，節(jié)電率達(dá)62.8%。 第4種狀況：介質(zhì)打回流的流量小于液控出裝置流量，只好采用流量作變頻調(diào)速控制參數(shù)，其節(jié)電率偏低。如泵P104/2，打回流回路仍存在一定程度的人為節(jié)流（控制閥組的副線閥開(kāi)度不大），電機(jī)運(yùn)行頻率僅降至44Hz，節(jié)電率僅為22.1%。 2.2 風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的節(jié)電效果分析 （1）加熱爐離心通風(fēng)機(jī)節(jié)電效果 通風(fēng)機(jī)低負(fù)荷時(shí)采用變頻調(diào)速，由于風(fēng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比，并且入口蝶閥全開(kāi)，克服了工頻運(yùn)行時(shí)入口蝶閥半開(kāi)的阻力損失，節(jié)電效果十分明顯。如I常裝置加熱爐鼓風(fēng)機(jī)采用變頻控制后，頻率降為38.4Hz，節(jié)電率為56.4%。 （2）空冷風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的節(jié)電效果 空冷風(fēng)機(jī)采用工藝閉環(huán)自動(dòng)變頻調(diào)速控制后，風(fēng)機(jī)的負(fù)荷可隨油氣冷卻負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，節(jié)電效果好。如溶劑油裝置A401/B空冷風(fēng)機(jī)，1996年改用閉環(huán)變頻調(diào)速自動(dòng)控制后，頻率由50Hz降至30Hz，節(jié)電率達(dá)58.8%。 （3）羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的節(jié)電效果 羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)可將羅茨機(jī)出口旁路閥門關(guān)死，據(jù)氣體負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送量。加氫裂化裝置羅茨鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速后，電動(dòng)機(jī)頻率由50Hz降至29.2Hz，節(jié)電效果十分明顯。 3 效益 煉油廠在各種機(jī)泵上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)電、節(jié)能，經(jīng)濟(jì)效益明顯（見(jiàn)表1），并可改善工況，提高產(chǎn)品質(zhì)量，大大減少設(shè)備故障損壞率，降低噪音，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 煉油廠延遲焦化1#行車應(yīng)用變頻調(diào)速后，電氣機(jī)故障率由每月2～3次減少至每月1次以下，行吊車工況明顯改善。溶劑油裝置空冷風(fēng)機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速后不僅節(jié)電，而且穩(wěn)定了T402塔頂壓力操作，克服了環(huán)境溫度對(duì)塔頂壓力控制的影響，提高了產(chǎn)品合格率。 4 結(jié)論與體會(huì) 機(jī)泵應(yīng)用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)方便、靈敏，調(diào)節(jié)速度比氣動(dòng)調(diào)節(jié)快，可改善工藝工況和提高產(chǎn)品質(zhì)量。 變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的選擇： （1）對(duì)泵出口單回路自動(dòng)控制的離心泵，出口壓力與控制閥后管路壓力差大的應(yīng)優(yōu)先應(yīng)用，并選用大功率機(jī)泵； （2）對(duì)泵出口多回路閉環(huán)自動(dòng)控制的離心泵應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，應(yīng)慎重態(tài)度，控制變頻調(diào)速的工藝參數(shù)，要特別加以論證選準(zhǔn)，確保好的節(jié)電效果； （3）對(duì)加熱爐通風(fēng)機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，必須是裝置（或加熱爐）負(fù)荷經(jīng)常處于變化或不足狀態(tài)，否則得不到節(jié)電效果，浪費(fèi)投資。 （4）空冷風(fēng)機(jī)投入變頻器并采用自動(dòng)控制，在油氣冷卻負(fù)荷變化大和氣溫較低的冬、春、秋三季有較好的節(jié)電作用，同時(shí)還有降低噪音、延長(zhǎng)軸承壽命、操作方便等效益。 變頻調(diào)速機(jī)泵節(jié)電率高，其投資回收期約為1～2年。 今后新建成或改擴(kuò)建生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)，應(yīng)把變頻調(diào)速技術(shù)考慮在內(nèi)。