范云飛

煉油廠的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)能源資源的消耗量極大，為了改善這一現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，變頻調(diào)速技術(shù)被提出并得到較為廣泛的應(yīng)用。實(shí)踐證明，變頻調(diào)速技術(shù)在節(jié)能方面有著極大的作用，這對(duì)于煉油廠的生產(chǎn)發(fā)展來(lái)說(shuō)有著較為重要的意義與價(jià)值。文中將對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)在節(jié)能改造方面的原理進(jìn)行簡(jiǎn)述，并分析該技術(shù)的基本特點(diǎn)，最后分析其具體應(yīng)用的情況，包括應(yīng)用中的注意事項(xiàng)以及應(yīng)用的實(shí)際效益。

【關(guān)鍵詞】變頻調(diào)速技術(shù) 煉油廠 節(jié)能改造設(shè)計(jì)

在自動(dòng)化技術(shù)中，變頻調(diào)速技術(shù)相對(duì)成熟，它集合了微電子技術(shù)、電力技術(shù)以及控制技術(shù)等眾多技術(shù)優(yōu)勢(shì)與特征，在煉油廠的生產(chǎn)活動(dòng)中該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液面以及流量的有效控制，將節(jié)能作用最大限度的發(fā)揮出來(lái)，這一技術(shù)的應(yīng)用對(duì)煉油廠的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展以及對(duì)能源資源的保護(hù)都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 變頻調(diào)速技術(shù)在節(jié)能改造方面的原理

首先就變頻器來(lái)說(shuō)，其電路運(yùn)行的基本原理基本情況如下：通過二極管整流橋，三相交流電源能夠被轉(zhuǎn)換為直流電壓，且為恒定電壓。系統(tǒng)中的逆變器包含6組功率相對(duì)較大的晶體管，它具有一定的開關(guān)功能。系統(tǒng)中的PWM驅(qū)動(dòng)器輸出規(guī)律性的脈沖信號(hào)，在此期間，只要對(duì)基極（三極管中的某一電極）進(jìn)行控制，就能夠輸出不同寬度但是同幅度的脈沖。而這里的寬度指的是運(yùn)行周期，而幅度則為逆變器直流條件下的測(cè)電壓，在生產(chǎn)過程中，只需對(duì)周期以及幅度進(jìn)行調(diào)控就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。

在煉油廠的生產(chǎn)過程中，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況影響著生產(chǎn)的能耗，通常檢測(cè)電機(jī)設(shè)備的能耗時(shí)，需要將設(shè)備處于快速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)之中，觀察實(shí)際的耗能情況。因而在對(duì)變頻器的情況進(jìn)行研究時(shí)，也需要將流量調(diào)整至最大。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，工作人員可以利用閥門對(duì)流量的大小進(jìn)行調(diào)整與控制，但是閥門在使用過程中也會(huì)對(duì)能量造成消耗，為了減少這部分損耗就需要實(shí)行變速調(diào)節(jié)。根據(jù)流體力學(xué)，可以得出如下公式：Q1/Q2=n1/n2；H1/H2=（n1/n2）2；P1/P2=（n1/n2）3，（n為轉(zhuǎn)數(shù)，P為功率，H為風(fēng)壓，Q為風(fēng)量）。從公式中可以看出，當(dāng)變頻器的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，設(shè)備的功率、流量以及風(fēng)量都會(huì)因而下降。因此可以說(shuō)轉(zhuǎn)速是影響能耗的主要因素，對(duì)轉(zhuǎn)速予以調(diào)節(jié)能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

2 變頻調(diào)速技術(shù)的基本特點(diǎn)

2.1 投入低

若將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于煉油廠空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等機(jī)械設(shè)備的改造中，其節(jié)能效果顯著，總體來(lái)看，工程項(xiàng)目的總投資、設(shè)備回收期、資金成本等方面都會(huì)有極大的降低。某煉油廠在應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)前，其總項(xiàng)目投資費(fèi)用能夠達(dá)到757萬(wàn)元，而應(yīng)用該技術(shù)后，其總費(fèi)用降低了近200萬(wàn)元。在例如，某煉油廠利用變頻調(diào)速技術(shù)控制蒸餾裝置，在每天處理量為7300噸的條件下，一年的節(jié)約用電量可以達(dá)到5262033千瓦時(shí)，有效的節(jié)約了能源與資金投入。

2.2 節(jié)電率高

變頻調(diào)速技術(shù)可替代傳統(tǒng)的閥門調(diào)節(jié)以及風(fēng)擋技術(shù)，對(duì)設(shè)備的壓力以及流量進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)，在節(jié)電方面，其特點(diǎn)主要有四個(gè)，第一是通過調(diào)節(jié)速率來(lái)節(jié)約用電；第二是節(jié)省設(shè)計(jì)冗余，為了保證設(shè)計(jì)的有效性，通常情況下都會(huì)對(duì)極端條件進(jìn)行充分的考慮，然后在設(shè)計(jì)中留有冗余，而變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用則可以節(jié)省這部分冗余量；第三是軟啟動(dòng)，交流電動(dòng)機(jī)通常情況下的啟動(dòng)電流能夠達(dá)到額定電流的六到七倍，而變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用中，啟動(dòng)電流是低于額定電流的；第四是功率因數(shù)高，變頻調(diào)速的功率因數(shù)通常超過0.95，因而能夠?qū)o(wú)功操作進(jìn)行節(jié)省，使變壓器承擔(dān)的壓力降低。

2.3 性能好

與傳統(tǒng)的調(diào)速相比，變頻調(diào)速在保護(hù)功能、自動(dòng)控制、系統(tǒng)效率、過程控制等方面表現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢(shì)，總的來(lái)說(shuō)其性能較好，在0到100%的范圍內(nèi)變頻調(diào)速可實(shí)現(xiàn)連續(xù)；其頻率的輸出范圍在0到120赫茲之間，可自主對(duì)其進(jìn)行設(shè)定；頻率的精度范圍為±0.5%；加速或減速的時(shí)間范圍為0.1到3200秒，這一時(shí)間可以按照負(fù)載的實(shí)際情況進(jìn)行自主設(shè)定。

3 變頻調(diào)速技術(shù)在煉油廠節(jié)能改造設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

3.1 注意事項(xiàng)

為了保證變頻調(diào)速技術(shù)的有效使用，工作人員應(yīng)當(dāng)注意一些必要的事項(xiàng)，首先，工作人員應(yīng)當(dāng)設(shè)置好變頻器的最低轉(zhuǎn)速，保證即使控制系統(tǒng)發(fā)生故障，生產(chǎn)工作也能順利進(jìn)行；其次，應(yīng)當(dāng)重視控制閥與變頻器之間的切換，一旦一個(gè)出現(xiàn)問題，另一個(gè)可以及時(shí)運(yùn)行；再次，為了提高變頻器的實(shí)際效用，應(yīng)當(dāng)在使用變頻器的同時(shí)將泵出口閥以及旁路閥調(diào)整到最大；最后，控制閥以及變頻器應(yīng)當(dāng)分別設(shè)置獨(dú)立的控制回路，并有相應(yīng)的操作提示。

3.2 實(shí)際效益

（1）變頻調(diào)速技術(shù)的使用有效降低了電源頻率與電機(jī)定子電流，機(jī)械設(shè)備的壽命延長(zhǎng)，設(shè)備運(yùn)行狀況得到顯著改善，可將用于設(shè)備維修的資金投入減少。

（2）該技術(shù)使用可將生產(chǎn)泵的出口閥全開，生產(chǎn)人員的工作強(qiáng)度得到降低。

（3）在泵排量能夠符合基本需求的基礎(chǔ)上使用變頻調(diào)速技術(shù)，可有效降低電機(jī)輸入功率、泵入口管壓以及出口管壓。在閉環(huán)正常運(yùn)行以后，液位可控制在較平穩(wěn)的狀態(tài)。泵的整體運(yùn)行狀態(tài)較好。

（4）在變頻調(diào)速中，控制系統(tǒng)受到閉環(huán)控制，這種條件下，各參數(shù)超調(diào)波動(dòng)將被控制在一個(gè)較小范圍內(nèi)，如果出現(xiàn)偏差，可及早做出調(diào)控。

（5）在故障檢測(cè)方面，變頻器也顯示出了極大的優(yōu)勢(shì)，一旦故障發(fā)生，變頻器能夠及時(shí)找出故障點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行診斷。這一作用能夠有效的提升設(shè)備的穩(wěn)定性與可靠性，降低因故障帶來(lái)的損失。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明變頻調(diào)速技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，在煉油廠的生產(chǎn)工作中，應(yīng)當(dāng)重視該技術(shù)的使用，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，使其能夠有效的發(fā)揮其在節(jié)能方面的巨大價(jià)值，促進(jìn)煉油生產(chǎn)的順利開展。

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作者單位

中國(guó)石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司 山東省青島市 266000