深圳市英威騰電氣股份有限公司   劉紅傑

 

[摘要]通過對離心式循環壓縮機運行工藝的了解，山東某化工企業采用英威騰研發、生產的高壓變頻器對電機進行調速改造
，取得了可觀的節能效益。

[關鍵詞]離心式循環壓縮機
； 高壓變頻器；節能

山東某化工有限公司是山東石化集團公司的下屬企業，以重油的生產和銷售為主。主要產品包括93#、90#車用無鉛汽油，液化氣、柴油、焦炭、輕質油、丙烯等

；其中高壓變頻器應用在丙烯車間的循環氣壓縮機上。此負載設備為離心式循環壓縮機，參數如下：

 

工藝流程如圖1所示：

zaishijiyingyongzhong，gongpinshimeiciqidongyasuojidoushizhongzaiqidong，qidongqilaishifenburongyi，tongshihaigeigongyishangdailaihendayinhuan
，biruzaoyinda
，qidongdianliuda，yingxiangshebeishouming
、壓力突變等。另外，由於負載的波動性較大
，電機很少在滿載情況下運行，僅依靠關出口閥、dahuiliulaitiaojieliuliang，langfeiyanzhong，nenghaojiaogao，yunxingshifenbujingji。weilejiejuezheyixiliewenti，tongguoduofangtiaoyan
，gaihuagongchangjuedingcaiyonggaoyabianpinqiduidianjijinxingtiaosugaizao。

1.變頻調速原理
按照電機學的基本原理，電機的轉速滿足如下的關係式：
　　n=(1-s)60f/ P =n0×(1-s) ………①
　　式中：P-電機極對數；f-電機運行頻率
；s-滑差。
　　從式中看出，電機的同步轉速n0正比於電機的運行頻率(n0=60f/p)
，由於滑差s一般情況下比較小（0-0.05），電機的實際轉速n約等於電機的同步轉速n0，所以調節了電機的供電頻率f
，就能改變電機的實際轉速。
而改變頻率必須改變供電電壓
，由交流電機成立的電磁關係式：
　　E=4.44fwΦ ………②
　　式中：E-電機電動勢，f-定子頻率
，W-繞組係數，Φ-氣隙主磁通。
　　對異步電機調速時，希望主磁通Φ恒定，即U/F保持恒定
，所以改變頻率時，供電電壓也應跟著變化。
2.高壓變頻器技術路線的選擇
　　muqian，yinweigonglvqijiannaiyadexianzhi，gaoyabianpinqimeiyouxiangdiyabianpinqiyiyang，youtongyidetuopujiegou。muqian，shichangshangzhuliudegaoyabianpinqiduocaiyongdanyuanchuanlianduodianpingdetuopujiegou
，xitongjiegourutu2所示：

    由you於yu這zhe種zhong結jie構gou是shi利li用yong低di壓ya功gong率lv器qi件jian實shi現xian高gao壓ya
，巧qiao妙miao的de避bi開kai了le電dian力li電dian子zi功gong率lv器qi件jian耐nai壓ya不bu足zu的de問wen題ti。同tong時shi通tong過guo前qian端duan的de移yi相xiang變bian壓ya器qi
，實shi現xian了le多duo脈mai衝chong整zheng流liu，具ju有you對dui電dian網wang諧xie波bo汙wu染ran小xiao的de優you點dian，有you些xie廠chang家jia又you把ba這zhe種zhong變bian頻pin器qi稱cheng為wei“完美無諧波變頻器”。在zai變bian頻pin器qi的de內nei部bu控kong製zhi上shang，利li用yong功gong率lv單dan元yuan輸shu出chu波bo形xing的de移yi相xiang疊die加jia
，形xing成cheng多duo電dian平ping輸shu出chu電dian壓ya波bo形xing，可ke以yi直zhi接jie適shi配pei普pu通tong國guo產chan異yi步bu電dian機ji，對dui電dian機ji的de絕jue緣yuan沒mei有you特te殊shu要yao求qiu，並bing且qie具ju有you脈mai動dong轉zhuan矩ju小xiao，無wu共gong模mo電dian壓ya的de明ming顯xian優you點dian。因yin為wei技ji術shu成cheng熟shu，低di壓ya功gong率lv器qi件jian易yi於yu采cai購gou，因yin此ci成cheng為wei市shi場chang上shang的de主zhu流liu方fang案an。通tong過guo全quan方fang位wei的de調tiao研yan，該gai化hua工gong廠chang確que定ding了le英ying威wei騰teng研yan發fa
、生產的高壓變頻器CHH100產品。

3. 一次主回路方案
　　通過谘詢和現場分析
，決定采用一拖一手動旁路方案：主回路由負荷開關QF、3個高壓隔離開關QS1、QS2和QS3及高壓變頻器組成（如圖3）。其中要求QS2和QS3不能同時閉合，在機械上實現互鎖。高壓隔離開關QS1
、QS2、SQ3加裝電磁鎖
，電磁鎖的操作電源使用QF的輔助觸點閉鎖。隻有當QF斷開時，QS1
、QS2、SQ3的電磁鎖才能得電，可以正常操作。在變頻運行時，QS1和QS2閉合
，QS3斷開，變頻器得電啟動後，電機處於變頻運行狀態；工頻運行時，QS3閉合


，QS1和QS2斷開，QF閉合後，電機實現工頻直接啟動，恢複改造前的運行狀態。

 

1.      現場技術數據：
改變頻後比工頻運行時的參數對比表：

	工頻	變頻
電機轉速	2980r/min	1200r/min
輸入電流	47A	7A
功率因數	0.47	0.85
出口閥門（FV1001）開度	35%-40%	100%
入口壓力	1.35MPa	1.35MPa
出口壓力	1.85MPa	1.43MPa
壓力差	0.5MPa	0.08MPa
出口流量	20190m3/h	8455m3/h

節省電費為M=1291680-348192=943488元≈94.3萬元。

2.      變頻器運行情況：

采用變頻調速後，帶來的最大好處有以下幾點：
　　1.電機實現軟啟動
，電機啟動電流遠遠小於額定電流，啟動時間相應延長，對電網衝擊很小。
　　2.壓縮機出入口壓力差降低了很多。以前壓差5公斤，設備嘯叫嚴重，能達到120分貝；改變頻後壓差為0.8公斤

，噪音僅為75分貝左右。從而減輕了起動機械轉矩對電機機械損傷，降低了噪音
，有效的延長了電機的使用壽命，相應地延長了許多零部件的壽命
；同時極大的減輕了對管道的衝擊
，有效延長了管道的檢修周期，減少了檢修維護開支，節約大量維護費用。
　　3.輸入電流減少很多，以前電流很多都做了無用功
，浪費極大。

4.提高了功率因數

通過對離心式壓縮機改造前後的對比，達到了預期的節能效果，給用戶的生產降低了成本減少了生產設備的維護工作；目前英威騰CHH100高壓變頻器運行穩定，生產持續

，受到該化工廠生產車間、維護班組和公司領導的高度評價。

我(wo)公(gong)司(si)通(tong)過(guo)對(dui)離(li)心(xin)式(shi)循(xun)環(huan)壓(ya)縮(suo)機(ji)的(de)電(dian)機(ji)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)改(gai)造(zao)，有(you)效(xiao)解(jie)決(jue)了(le)之(zhi)前(qian)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)啟(qi)動(dong)困(kun)難(nan)問(wen)題(ti)，改(gai)善(shan)了(le)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)，延(yan)長(chang)了(le)設(she)備(bei)檢(jian)修(xiu)周(zhou)期(qi)
，並(bing)且(qie)取(qu)得(de)了(le)良(liang)好(hao)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)。隨(sui)著(zhe)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)市(shi)場(chang)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)成(cheng)熟(shu)，將(jiang)會(hui)有(you)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)設(she)備(bei)列(lie)入(ru)改(gai)造(zao)之(zhi)列(lie)
，為(wei)國(guo)家(jia)的(de)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)作(zuo)出(chu)貢(gong)獻(xian)。

 

參考文獻

[1].高壓變頻調速係統CHH100係列產品技術手冊
[2].高壓變頻器應用資料彙編－石化行業

 

 

英威騰，成立於2002年

，致力於成為全球領先、受人尊敬的電氣傳動、工業控製


、新能源領域產品與服務供應商，2010年在深交所A股上市。英威騰是國家火炬計劃重點高新技術企業，總部員工1100多人，國內、外辦事處30餘個，控股子公司9家
，業務涉及電氣傳動、工業自動化、新能源、軌道交通牽引、礦用防爆
、能源管理、樓宇智能等領域。在基礎業務變頻器領域
，英威騰占據國內領先地位，擁有覆蓋高、中、低壓通用及各行業專用豐富的產品係列，產品在市政、塑膠、油田、化工、冶金、紡織
、機床、礦山等行業廣泛應用，產品銷售遍布全球60多個國家和地區。

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