高压变频器在脱硫罗茨风机上的应用

　　1 企业介绍

　　山东鲁西化工股份有限公司位于山东省聊城市，是一家具有百亿年产值的上市企业，员工近万人。公司具有年产合成氨100万吨、尿素150万吨、复合肥150万吨、磷酸二铵15万吨、硫酸100万吨的生产能力，拥有10万千瓦发电机组配套装置，是集化肥、化工于一体的综合性化学工业企业，是目前全国最大的化肥生产企业之一。其下属企业鲁西化工第二化肥厂，位于聊城市东阿县，于1970年开始筹建，1972年建成投产，当时年产合成氨生产能力3000吨,发展到现在，企业总资产7.62亿元，占地面积34万平方米，职工1570余人，成为上市公司。

　　2008年，该公司进一步加大技改投资力度，投资2.5亿元对现有生产装置进行优化。对全系统进行节能平衡改造，甩掉污染严重、能耗偏高的工艺。从节能降耗、环保角度出发，投资部分技改项目，优化生产装置，降低成本。

　　2 厂家工艺流程及现状

　　脱硫风机采用的罗茨风机属于回转容积式鼓风机，它的鼓风量与风机转速成正比，基本不受出风口阻力变化的影响，这种硬风特性决定了不允许通过关闭出风口或进风口的办法来调节风量，而且经过采取优化以上主要工艺环节措施以后,大量过剩风量调节只能采用旁路，造成风机能量的大量损耗，而且由于磨损而腐蚀问题突出，旁通阀门需要经常维修。工艺流程设备图如下所示：

　　图1 工艺流程设备图

　　该生产线自投运以来，发现该二系统脱硫风机的问题较大：首先是风机出口的管道振动大、噪声大，虽说经过几次的技改已有所改善;另外，就目前风机送风量能力远超生产能力，为保生产只能把多余的通过回流管道接到风机进口去。

　　采用甲烷化法脱硫除原料气中CO、CO2 时, 合成氨工艺流程图如下：

　　造气 ->半水煤气脱硫 ->压缩机1段 ->变换 -> 变换气脱硫 -> 压缩机2段 ->脱碳 -> 精脱硫 ->甲烷化 ->压缩机3，4,5段 ->氨合成 ->产品NH3

　　原系统设备参数如下表1所示：

　　表1

　　3 改造方案

　　改造前：原系统6KV高压开关柜直接到电机，电机与风机相连。

　　改造后：在原系统6KV高压开关柜后面加入变频器，变频器输出接电机，电机再与风机相连。

　　改造方案原理接线图如下图2所示。

　　图2 改造方案原理接线图

　　变频器配备了自动旁路柜，通过KM3、KM4的控制，可自动(或手动)在变频状态和工频状态之间切换。变频状态下, KM3闭合，KM4断开，变频器控制电机;工频状态下，KM3断开，KM4闭合，在切换至工频带动电机。变频器可以在重故障时自动切换工频运行，这样既保证了变频器正常运行，又避免了直接启动电机大电流对电网的冲击。现场设备如图3所示：