变频调速技术在石化生产现场的应用

一、概述

　　变频调速技术是一项节能“四新”(新工艺﹑新技术﹑新设备﹑新材料)技术。石化生产企业特别是炼油装置上应用变频调速技术已经非常普遍，在常减压、催化﹑加氢裂化﹑气分烷基化﹑重整加氢﹑延迟焦化﹑油品﹑供水等许多套装置的机泵上安装变频器后，经济效益极好，其主要表现为节电率较高，平均一年左右即可收回投资;同时，还有改善生产工艺﹑有利产品质量﹑降低机泵故障率及维修费用﹑减少工人劳动强度等综合效益。

　　鉴于炼油厂现场机泵种类繁多，工艺流程不尽相同，因此，合理选择使用变频器的工位及控制目标量，有针对性地设置变频器运行参数，这直接影响到变频器的稳定运行及节能效益的大小。本文主要针对以上几个问题进行阐述。

　　二、机泵变频调速构成原理

　　离心式油(水)泵及风机

　　这类负载主要包括装置中的离心式油(水)泵﹑加热炉通风机﹑空冷风机等，与装置的仪表系统配合实现闭环自动控制，如图1。

　　装置中介质的流量﹑液面﹑温度﹑压力等工艺参数由变送器检测送至调节器，经PID控制运算，以DC4-20mA电信号送至变频器，调节机泵转速，从而控制工艺参数。若原系统的调节阀为风关阀，则需增加信号倒相器，将DC4-20mA信号转变为DC20-4mA信号。

　　这类负载包括罗茨鼓风机和往复式气压机，原先是利用机泵出口气体的旁路控制阀组实现气体入口系统压力的自控。采用变频调速控制后，关闭气体出口旁路阀组，直接控制电机转速，根据气体负荷自动调节气体输送量，控制缓冲罐在一定安全压力范围，从而使气体入口系统压力参数恒定，如图2。

　　其他生产机械变频调速技术应用

　　石化生产现场还有一些装置，如焦化装置桥式吊车等生产机械上也使用了许多变频器，主要是为了改善工艺﹑提高产品质量，同时大幅降低设备故障损坏率，减轻工人劳动强度，降低检修费用，有利于装置的安全稳定长期运行。

　　三、变频调速应用现场的选择和控制

　　总的来说，炼油厂装置中使用变频器最多的负载是离心式油(水)泵及风机，但即使是同样性质的负载使用变频器后节电效果有较大差异，例如受泵的出口控制回路数量影响;同样的控制回路数量，因其工况及控制方式不同，加工负荷不同而产生不同的效果。

　　单回路闭环自动控制变频运行节电率高，其原因是：变频运行时，介质走控制阀组的副线阀，且副线阀可全开，泵出口阀全开。而以往不使用变频器时，调节工艺参数的执行机构是控制阀(控制阀相对副线阀缩径一个档次)，其控制阀开启又不大，阻力降损失大。如某厂加氢裂化装置的航煤自控阀组(如图3)，航煤泵P308/B工频运行时，控制阀开度约30%-50%，泵出口阀及出口管线为DN150，副线阀为DN100，控制阀为DN80。由此可见，该泵变频运行避免了工频运行时的节流压头损失，泵出口运行压力下降约38%-69%，电机实际电流下降约35%-68%，频率(转速)也大幅下降(低至15.7-35Hz)，节电率达42%-76%。