淺析石油化工領(lǐng)域中變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)

李玫

摘 要：文章簡(jiǎn)單的闡述了變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理，并將其在石油化工各領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹與分析。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；節(jié)能技術(shù)；石油化工；應(yīng)用現(xiàn)狀

所謂變頻調(diào)速技術(shù)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過(guò)改變輸入電動(dòng)機(jī)的電源頻率而實(shí)現(xiàn)的，就目前來(lái)說(shuō)，變頻調(diào)速技術(shù)被普遍應(yīng)用到石油化工行業(yè)的輸油生產(chǎn)中，利用組合形式的變頻器和調(diào)速器結(jié)合，提高原油輸油泵機(jī)的工業(yè)生產(chǎn)效率。此外，變頻調(diào)速技術(shù)之所以受到如此推崇與其節(jié)能效果息息相關(guān)，在輸油生產(chǎn)中改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速和頻率達(dá)到降低能耗的效果。

1 變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理

變頻調(diào)速技術(shù)通過(guò)控制泵機(jī)或風(fēng)機(jī)等負(fù)載型的設(shè)備，直接調(diào)節(jié)輸油泵機(jī)組的內(nèi)置電動(dòng)機(jī)的電源頻率和轉(zhuǎn)速，加上PID調(diào)節(jié)軟件精確地自動(dòng)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出頻率，以保證液體壓力的穩(wěn)定，滿足原油輸出口閥門(mén)前后的壓差要求。我們通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行為額定轉(zhuǎn)速的 80%時(shí)，節(jié)能效率能夠達(dá)到50%左右。此外，變頻調(diào)速器的應(yīng)用還可以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)，免除了由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)對(duì)電壓的沖擊和損壞，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的保護(hù)，降低了運(yùn)行設(shè)備的故障率和運(yùn)行電流，節(jié)約電能效果較為顯著，達(dá)到了綠色可持續(xù)生產(chǎn)的目的。

2 變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 加熱爐鼓風(fēng)機(jī)的應(yīng)用

2.1.1 加熱爐鼓風(fēng)機(jī)在石油產(chǎn)業(yè)

加熱爐鼓風(fēng)機(jī)在石油的提煉過(guò)程起重要作用，其具有嚴(yán)格的技術(shù)要求及工作環(huán)境，鼓風(fēng)機(jī)是以新鮮空氣為介質(zhì)的，不同于引風(fēng)機(jī)，而引風(fēng)機(jī)是以熱煙氣為介質(zhì)進(jìn)行的，需要的環(huán)境溫度相對(duì)較高。對(duì)于加熱鼓風(fēng)機(jī)而言，工作溫度不同、流量、風(fēng)壓等也不同。如250℃的環(huán)境溫度，14036 Pa的風(fēng)壓，260828 m3/h的流量，這是其中一種鼓風(fēng)機(jī)的要求條件。在減壓蒸餾裝置過(guò)程起著重要作用，它的設(shè)計(jì)是首先丟擋板進(jìn)行移動(dòng)調(diào)節(jié)，使得設(shè)備高耗能。此過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)設(shè)備的壓力、流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終使得被工藝物流運(yùn)用的功率太少，只有30%～40%，而剩余的60%～70%不能吸收，而是被擋板拒之門(mén)外，嚴(yán)重造成了能量的不均衡輸出與輸入，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，直接影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2.1.2 加熱鼓風(fēng)機(jī)使用變頻裝置

為了改善加熱鼓風(fēng)機(jī)在煉油中的高耗能現(xiàn)象，提高利用效率，更多企業(yè)通過(guò)在加熱鼓風(fēng)機(jī)中運(yùn)用變頻裝置，也就是說(shuō)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻處理，在此過(guò)程中起到重要作用的是風(fēng)機(jī)變頻系統(tǒng)，能有效通過(guò)頻率的改變來(lái)提高能源使用率。變頻裝置常采用A5P變頻器。此種變頻器最大特點(diǎn)是有效使用節(jié)能裝置，實(shí)行自動(dòng)節(jié)能，當(dāng)負(fù)荷過(guò)大或能量損耗過(guò)多時(shí)，節(jié)能裝置將自動(dòng)開(kāi)啟，防止能源的浪費(fèi)。變頻器的使用也較為簡(jiǎn)單方便。變頻器面板上的旋鈕有電位旋鈕，人們只要通過(guò)對(duì)旋鈕的調(diào)節(jié)便可對(duì)風(fēng)量進(jìn)行改變，此過(guò)程較為靈活，同時(shí)若不想手動(dòng)也可以采用自動(dòng)化調(diào)節(jié)。

2.2 渣油進(jìn)料泵的應(yīng)用

①渣油進(jìn)料泵在石油產(chǎn)業(yè)的工作探討渣油進(jìn)料泵的類型較多，但是在石油化工產(chǎn)業(yè)中使用最多的是A-GA101，這種渣油進(jìn)料泵在合成氨裝置中極為重要。其工作過(guò)程中閥門(mén)的調(diào)節(jié)起重要作用。該工作原理是對(duì)出口閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因?yàn)槌隹陂y門(mén)來(lái)運(yùn)輸介質(zhì)流量，然后將信號(hào)的輸出過(guò)程進(jìn)行實(shí)施，輸出過(guò)程中需要差壓變送器對(duì)信號(hào)的識(shí)別，識(shí)別之后送到PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器實(shí)施信號(hào)的輸出功能。在此過(guò)程中，相對(duì)存在許多弊病。如浪費(fèi)能源，能源的浪費(fèi)體現(xiàn)在閥門(mén)的調(diào)節(jié)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題，使得系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，導(dǎo)致閥門(mén)開(kāi)口大使得流量多，浪費(fèi)多的現(xiàn)象出現(xiàn)?；蛘邔?duì)于渣油進(jìn)料泵工作過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)噪聲大的現(xiàn)象，雖然轉(zhuǎn)動(dòng)頻率不變，但是卻不能有較大的力度，使得電能消耗。

②渣油進(jìn)料泵運(yùn)用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)為了對(duì)于料泵的消耗浪費(fèi)現(xiàn)象進(jìn)行改善，常采用化肥裝置氣化爐渣油進(jìn)料泵的變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，將料泵的震動(dòng)頻率等進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，有效節(jié)約能量，變頻器代替儀表調(diào)節(jié)閥。對(duì)于渣油進(jìn)料泵過(guò)程中技術(shù)滯后、噪聲大、馬力不足等進(jìn)行改變。由于變頻技術(shù)針對(duì)性強(qiáng)，使得通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器的頻率、轉(zhuǎn)速、電阻等來(lái)改變能量的輸出，防止石油生產(chǎn)提煉過(guò)程中的浪費(fèi)，節(jié)能效果明顯提高。

3 電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速裝置技術(shù)參數(shù)優(yōu)化建議

首先，應(yīng)對(duì)市場(chǎng)中現(xiàn)有的各類抽油機(jī)用變頻調(diào)速裝置的功能參數(shù)進(jìn)行全方位的調(diào)查與對(duì)比，其中部分裝置在調(diào)節(jié)頻次上相對(duì)較低，此類裝置在選用上應(yīng)盡可能避免盲目性，必須要結(jié)合油井的實(shí)際特點(diǎn)、對(duì)發(fā)電機(jī)變頻調(diào)速能力的要求等，慎重的進(jìn)行選擇。

其次，為保證變頻調(diào)速裝置的運(yùn)行效率，并避免裝置及設(shè)備的使用壽命受到不利影響，對(duì)于其運(yùn)行頻率應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的把握，長(zhǎng)期處于30 Hz以下頻率運(yùn)行不利于保障設(shè)備的運(yùn)行效率，也可能造成設(shè)備及變頻調(diào)速裝置的加速損壞，因此，需要避免長(zhǎng)期在30Hz以下低頻運(yùn)行。

再次，經(jīng)過(guò)大量設(shè)備在實(shí)際工況下的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)較大比重的變頻調(diào)速裝置運(yùn)行頻率相對(duì)較高，達(dá)到了45 -50 Hz的范圍，但同時(shí)其運(yùn)行效率卻并不理想，存在著一定的能源浪費(fèi)問(wèn)題，要實(shí)現(xiàn)參數(shù)的優(yōu)化，可適當(dāng)降低變頻的頻率。

最后，抽油機(jī)的平衡度要從電機(jī)輸入端即變頻調(diào)速裝置輸出端測(cè)試，在計(jì)算抽油機(jī)平衡度時(shí)應(yīng)優(yōu)先使用峰值功率法，變頻調(diào)速裝置的工作頻率在實(shí)施一次調(diào)節(jié)后，應(yīng)及時(shí)測(cè)試抽油機(jī)的平衡度，若平衡情況較差，則要及時(shí)作出相應(yīng)調(diào)整。

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