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压缩机变频工艺在原油稳定设备中的效用

时间:2011-07-06 09:01来源:未知 作者:admin
这篇文章主要给你介绍的是压缩机变频工艺在原油稳定设备中的效用,讲到这里, 空气压缩机 可以利用变频的技术来降底能源的使用,从而节省普通日常的工作开支。 利用变频技术改变电机转速, 调整压缩机运行工况, 减少主电机无用功损耗, 具有很大节电效益。

    这篇文章主要给你介绍的是压缩机变频工艺在原油稳定设备中的效用,讲到这里,空气压缩机可以利用变频的技术来降底能源的使用,从而节省普通日常的工作开支。

  利用变频技术改变电机转速, 调整压缩机运行工况, 减少主电机无用功损耗, 具有很大节电效益。同时, 可以确保装置平稳运行。在工业生产中, 一些较大功率设备在负荷不足或工况不稳的情况下, 可探索利用变频技术调整设备工况, 解决能耗过高的问题。变频技术可实现无级变速, 调速范围大, 调速平滑, 易于操作。
喇一原油稳定装置于 1986 年投产, 设计处理原油 10000t/ d, 日产轻烃 20t.主要设备是从美国引进的螺杆压缩机, 型号为 200H165.主要设计参数: 处理气量 1000m 3 / h, 入口压力 - 0 03 - 0 05MPa, 压缩机工作转速 10310r/min.从 1994 年开始, 随着大庆油田采油六厂一矿原油产量的下降, 装置其它配套设备老化, 装置负荷率也在下降, 压缩机不能满负荷运行, 有时靠补气运行, 装置效益下降。1996 年以来, 由于企业向市场经济改制, 每年都有 1 2 月的轻烃销售不畅, 装置被迫限产。此段时间装置负荷率仅为 60% 70%, 靠补气回流维持运行, 压缩机主电机额定功率为186kW, 30% 左右的功率在做无用功。为此, 需要对该装置进行节能改造。

  1. 变频节能改造工作原理

  根据异步电动机的转速公式, 异步电机的调速方法有 3 种:改变电机的磁极对数。这种方法因异步电动机极数只能成倍跳越式改变, 因此这种调速是有级调速, 在生产中既不经济也不实际;改变转差率。这种方法电路连接也较复杂, 改造较困难, 生产中也不易操作; 改变供电电源的频率。

  这种方法根据旋转磁场的转速和输入电流的频率成正比, 当改变电流频率时, 可以改变旋转磁场的转速, 因而转子转速也随之改变, 可达到调速目的。

  用这种方法调速, 调速范围大, 可以实现平滑变速, 是异步电动机的一种比较合理的调速方法。变频器可实现这种调节, 该装置首先将 50Hz 交流电,用可控的整流器变为直流电, 再用逆变器变换为频率可调的交流电源, 从而控制电机转速。为了保持电压与频率比不变, 以维持电机的主磁通不变, 在变频的同时, 可通过脉冲的幅度和宽度来调节电压的幅值。电压、频率同时降低或升高以达到调速、节电的目的。

  2. 变频改造方案

  2.1主要设备选型

  ( 1) 变频器。根据压缩机电机功率和额定电流, 选定型号为 VS 616H3 的变频器, 该变频调速器由日本生产, 其主要参数: 电动机适用功率< 200kW; 电压等级为 400V 级; 调频范围为 0 50Hz.

  ( 2) 压力变送器。根据工艺条件选定防爆型,压力范围- 0 1 + 0 1MPa, 输出信号为 4 20mA.

  ( 3) 调节器。调节器是该控制系统的核心部分, 选用 DTL ? 3110 调节器, 输入、输出信号是4 20mA, 工作电源 24V 直流电。

  ( 4) 其它用料。空气开关、交流接触器、控制电缆、电力电缆等按规范选取。

  2.2改造方案

  选用日本制造的高性能、低噪音的通用型变频器, 在原电机的三条进线上加装变频器, 变频器输入端, 接交流接触器、空气开关最后接至 380V 进线。输出端通过电缆与电机相接。

  在压缩机入口管线处接一压力变送器, 工作范围是- 0 1 + 0 1MPa, 用来测量压力信号, 压力变送器能把被测量的压力值转化成 4 20mA 的直流信号输出。该变送器工作电源为 24V 直流电,为防爆型。通过控制电缆接至控制室操作盘上的调节器选用 DTL 3110 型, 输出信号为 4 20mA, 由控制电缆接至变频器控制信号输入端。变频器的控制通过调节器来实现, 调节器可分为自动控制和手动控制, 根据压力变送器输入的电信号, 把调节器的调节范围定在 0 , 将调节器输出信号接到变频器的输入端, 通过设定调节器的设定值, 控制变频器的输入信号值, 再通过变频器的工作, 输出相应频率的三相交流电, 进而控制压缩机电机的转数。达到了调整压缩机负荷的目的。例如: 当确定压缩机入口正常操作压力在- 0 04MPa 时, 设定调节器的相应值, 同时将调节器设定到自动状态,则变频器就可根据调节器的定值, 输出对应频率的三相交流电, 压缩机在一定负荷下运行。当压缩机处理气量出现波动时, 入口压力偏离操作值较大,超出? 0 01MPa 时, 此时也超出调节器的设定值范围, 调节器通过控制输入到变频器电信号自动调节压缩机转速, 使压缩机减少或增加处理量, 压缩机始终处于更佳运行状态。压缩机电机不再做因负荷不足补气回流引起的无用功, 从而可节约大量电能。由于变频器更大变频输出为 50Hz, 因而即使当气量过多压缩机也不会超速运行。对于负荷减少( 如限产、原油计划来料少等) , 变频器也可打到手动位置, 由操作工手动调节。

  3. 改造效果及经济评价

  该项目是 1994 年 6 月完成改造, 投运以来一直运行正常, 生产装置在来料不稳或来料少及轻烃销售淡季时, 保证了生产装置的平稳运行, 同时,节电效益显著。特别是 1997 上半年国际石油价格低落, 国内石油销售不畅, 油田关井压产时, 该装置原油处理量大幅度减少, 通过变频器的调节, 确保了装置的正常开工。

  由于压缩机主电机没有单独的用电计量表, 综合统计1994 年6 月至1999 年6 月装置运行情况, 平均每年不足70%负荷的天数为 60d, 不足 50% 负荷的天数为20d.压缩机变频调节后的运行参数。

  压缩机变频调节运行参数统计变频器调节( % )30 50 70 100输入频率(Hz)15 25 35 50电机电流 I (A)120 195 230 280电机输入电压 U(V)110 190 280 380压缩机入口压力(MPa)+ 0 06 + 0 005 - 0 025 - 0 045压缩机出口压力(MPa)0 100 0 150 0 15 0 155压缩机出口温度( % )55 78 90 115加热炉出口温度( % )58 61 65 68电机功率理论值(kW)11 37 1 64 4 106 4注: ( 1) 表中数据是在变频器调频稳定 1h 后, 间隔 10min 录取的 5组数据的平均值( 2) 压缩机出口气由于并到大的集气管网, 出口压力相对稳定( 3) 电机参数: 额定功率为 186kW, 转数为 2975r/min, 频率为50Hz, 额定电流为 338A计算年节电为 93744kWh, 累计节电为93744 5= 468720kWh.

  4. 结语

  ( 1) 利用变频技术改变电机转速, 调整压缩机运行工况, 减少主电机无用功损耗, 具有很大节电效益。同时, 可以确保装置平稳运行。

  ( 2) 在工业生产中, 一些较大功率设备在负荷不足或工况不稳的情况下, 可探索利用变频技术调整设备工况, 解决能耗过高的问题。

  ( 3) 变频技术可实现无级变速, 调速范围大,调速平滑, 易于操作。

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作者:德耐尔@德耐尔空压机  空压机修订日期:2011-07-06
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