中国股指期货交易|中国金融期货交易所交易时间
網站首頁 公司簡介 關于我們 經營產品 典型工程 先進技術 放心售后 聯系我們

變頻器煉油化工裝置應用
張家口變頻器   2009-05-19 15:50:33 作者:SystemMaster 來源:宏遠工控 文字大小:[][][]
1 概述

在工業企業中,電機是應用面最廣和數量最多的電氣設備之一。目前,大量交流電機均工作在固定的轉速運行,這已愈來愈不能適應生產工藝對于自動化的要求。同時,其運行在低功率因數和低效率的工況下,對電能是極大浪費。

由于石化行業的日益激烈的市場競爭,對我廠石油化工產品的型號、質量、數量等提出了新的要求。為了滿足這些工藝上要求, 在原驅動電機上,增加變頻器系統。這樣既可平滑改變物料的輸送量,滿足了生產工藝的要求,又達到了節能的效果。

在我廠常一線、常二中采用的變頻器系統,既是動力源又是改變工藝參數的執行機構,它取代了原有的執行機構--調節閥,使得介質傳輸工藝過程控制發生了變革。

2 變頻器調速運行時的節能原理

在實際的生產過程中,各類泵的負荷選擇都大于生產實際需要的流量,而在實際運行中,所需的流量往往比設計的流量小很多,如果所用的電機不能調速,通常只能通過調節閥門來控制流量,其結果在閥門上會造成很大的能量損耗。如果不用閥門調節,而是讓電機調速運行,那么,當需要的流量減小時,電機的轉速降低,消耗的能量會明顯減小。圖1為典型的泵類負載在不同轉速時的特性曲線。

圖中H(n1),H(n2)表示調速時的Q=f(H)曲線,R1、 R2表示閥門調節時的管路阻力曲線。閥門控制時,由于要減少流量,關小閥門,使閥門的摩擦阻力變大,Q2 →Q1, A→B,HA→HB閥門控制時功率消耗P1由0HBBQ1表示。當調速控制時,Q2→Q1,A→C,HA→HC調速控制時功率消耗P2由0HCCQ1表示,若P1>P2則表示調速時功率消耗小于閥門節流時的功率消耗。

P=rQH 泵的軸功率
Q 流量 H 揚程 r 液體重度
在B點和C點運行時 PB-PC=Q1(HB-HC)r 這部分就是所節約的電能。
對于泵負載,有如下表達式:
Q1/Q2 = n1/n2
H1/H2 = (n1/n2)2
P1/p2 = (n1/n2)3

由上式可知,當轉速下降1/2時,流量下降1/2,壓力下降1/4,功率下降1/8, 即功率與轉速成3 次方的關系下降。如果不用關小閥門的方法,而是把電機的轉速降下來,那么隨著泵的輸出壓力的降低,在輸送同樣流量的情況下,原來消耗在閥門上的功率就可完全避免。在不裝變頻器時,泵的出口流量靠出口閥控制調節。流量小時,靠關小閥門調節,增加了泵管壓差,使部分能量白白消耗在出口閥門上。使用變頻器后,可以降低泵的轉速,泵揚程也相應降低,電動機輸出功率也降低了,從而消除了原來消耗在泵出口閥上的管壓差。

3 變頻器系統的控制方案
我廠的常一線泵B109和常二中泵B114的電動機功率分別為75kW和55kW,轉速2982轉/分,額定電壓380V,額定電流分別為132A和103A,額定出口流量分別為28.520M3/h和20M3/h。如圖2所示。
由圖可以看出,在正常工作負荷情況下,電機工作在額定轉速2982rpm,轉速不可調。為保持流量穩定,采用控制出口閥門的方法進行控制,即差壓變送器檢測流量信號送至PID調節器, 再由PID調節器輸出4-20mA控制信號,控制出口調節閥的開度,從而控制出口流量,保持流量穩定。原系統實際運行中,存在以下問題:

(1) 節流量較大,泵出口閥的節流量已接近泵額定流量的一半,浪費大量的電能。
(2) 控制精度低,出口流量波動較大(約3%)。
(3) 電機工作在額定轉速,出力不變消耗電能。
(4) 電機噪音較大,泵和管線閥門壓力較大,易造成泄漏。

根據系統的上述工藝要求,我們對變頻器系統進行設計時,遵循了以下原則:
a、 保持出口流量穩定;b、 出口流量的控制精度0.5% ;c、電動機的轉速范圍應在 0~2982轉/分;d、根據泵的工作特性,系統設計應按恒轉距原則進行;e、節能降耗;f、系統設計采用工頻和變頻雙切換,保證的生產的連續性和可靠性,可以互為備用; g、采用兩路DCS輸出接點,一路控制原調節閥,一路控制變頻器,在變頻器故障狀態時,DCS能自動識別變頻故障信號,然后切換到調節閥調節流量。而當變頻器處于正常運行狀態時,調節閥處于全開位置;

遵照上述原則,經過調研、比較,使用我們公司提供的優質變頻器。該變頻器具有技術先進、功能齊全、結構緊湊、可靠性高等特點,專為泵和風機類負載設計。其結構圖如圖3所示。

FRH:頻率設定;ACC/DEC:加/減速控制電路;A/D:模數變換;V/F:壓頻變換;BD:基極驅動電路;CPU:微處理器;LED:顯示電路 。

變頻器的主電路為典型的“交—直—交”SPWM電壓型主電路。

變頻器的控制電路:頻率給定FRH(即速度給定)經過ACC和DED加減速控制電路,變成頻率和電壓基準信號,分別經過A/D轉換電路和V/F函數發生器電路,再進入CPU內,形成SPWM脈沖,成為IGBT的控制信號,驅動IGBT,從而使電壓恒定、頻率恒定的交流電,經過變頻器后,變成了電壓和頻率可調的交流電。A5P變頻器結構圖如圖3所示。整個控制系統采用微機進行采樣、計算、實時控制、事故報警和顯示。
4 變頻器系統的運行情況

我公司在常一線泵和常二中泵電機上安裝變頻器后,運行情況與工頻比較,如下所示:

(1) 電機運行參數和節能情況的比較

節電功率=((39.16×0.82×380)-(16.3×0.9×168))×1.73=16846(W)
節電率=((39.16×0.82×380)-(16.3×0.9×158))/(39.16×0.82×380)=79%
節電功率=((44.6×0.8×380)-(20×0.9×121))×1.73=19688 (W)
節電率=((44.6×0.8×380)-(20×0.9×121))/(44.6×0.8×380)=83%
從比較表可以看出,使用變頻器后既可滿足生產需要,又可大量節能。

(2) 控制精度的比較

在相同的工藝條件下,采用工頻和變頻運行時,泵的出口流量波動曲線分別如上圖4所示。所以泵采用變頻調速后,流量控制精度非常高,記錄儀記錄的曲線為一條非常平穩的記錄線。

5 應用效果及經濟效益分析

變頻器投入運行以來,運行可靠,自動化程度高,節能效果顯著,取得了良好的經濟效益。

(1) 工藝控制平穩:由于變頻器的高精度調節,調節信號有高速傳遞性,減少了以前儀表控制帶來的滯后現象,從而使系統控制精度提高,壓力穩定,產品質量得到了提高。
(2) 節能效果顯著:按年8000小時計算,泵114/1年節約電量:節電率×電動機工頻功率×工作時間=79%×21.11千瓦×8000小時 =133415千瓦時 泵109/2年節約電量:節電率×電動機工頻功率×工作時間=83%×23.45千瓦×8000小時 =155708千瓦時 泵114/1和泵109/2共節約電費:節電量×電價=289123×0.50=144561元 變頻器改造費用為15萬元,所以只需1年左右,就可收回投資。

(3) 維護量減少:由于出口閥全開,電動機降速運行,使得管網壓力下降,減少了工藝設備的泄漏,降低了機泵磨損,降低了電機的溫升,設備維護周期延長。由于變頻器代替了調節閥,解決了由于調節閥故障高給生產帶來的影響,使儀表的維護量減少。

(4) 系統實現了軟起動:由于變頻器具有軟起動功能,減小了對電網的沖擊。

6 變頻器應用時應注意的問題

(1) 用變頻器時一定要滿足工藝的要求,在某種特定環境下,老裝置的機泵因揚程、流量所限制,變頻器不一定適用,且非變工況運行的機泵也不宜采用。不能千篇一律照搬,而應從工藝條件、機泵本身的參數出發而定。

(2) 變頻器調速時,需要電氣、儀表、工藝、設備各專業人員密切配合,以保證變頻器安全運行。工程技術人員在安裝投用前要對有關專業人員進行培訓。

(3) 大多數生產裝置的儀表控制閥大多采用風關閥。采用變頻器后,風關改為風開調節,需要注意,以免造成事故。

 

最新評論
發表評論
評論標題
評論內容
圖片上傳
表情圖標
 

聯系方式 友情鏈接 誠邀加盟 人才競聘 在線訂單
張家口宏遠工控設備有限公司 版權所有 冀ICP備09022008號
宏遠工控業務咨詢電話:0313—4098963 傳真:0313—4056865 地址:河北張家口市高新技術開發區
張家口變頻器 張家口變頻器批發銷售 張家口全自動變頻恒壓供水設備 張家口鍋爐節能控制設備 張家口低壓成套開關柜 張家口節能節電控制設備
 
中国股指期货交易 河北时时qq群是骗局揭秘 山东时时 河北时时号码走势图 重庆时时彩官方平台 河北时时号码走势图表 虎途app网址 舟山飞鱼和值走势图 双色球近200期走势图 新疆时时号码走势图 时时彩全天计划宝典 老版捕鱼达人2 3d2019年第149期红五全图 新疆时时基本走势图 黑龙江时时 河南双色球中奖信息 红鼠一肖中特平