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，取得了很大的節能效益。

　　關鍵詞：離心式循環壓縮機  高壓變頻器  節能

　　一、引言

　　山東某化工企業主要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：

　　二
、應用環境分析

　　工藝流程如圖1所示：

　　圖1 丙烯收集係統工藝流程圖

　　在zai實shi際ji應ying用yong中zhong，工gong頻pin時shi每mei次ci啟qi動dong壓ya縮suo機ji都dou是shi重zhong載zai啟qi動dong，啟qi動dong起qi來lai十shi分fen不bu容rong易yi，同tong時shi還hai給gei工gong藝yi上shang帶dai來lai很hen大da隱yin患huan

，比bi如ru噪zao音yin大da，啟qi動dong電dian流liu大da，影ying響xiang設she備bei壽shou命ming
、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，wochangjuedingcaiyonggaoyabianpinqiduidianjijinxingtiaosugaizao。

　　三
、係統方案提出

　　3.1 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。

　　3.2 高壓變頻器技術路線的選擇

　　目mu前qian
，因yin為wei功gong率lv器qi件jian耐nai壓ya的de限xian製zhi，高gao壓ya變bian頻pin器qi沒mei有you像xiang低di壓ya變bian頻pin器qi一yi樣yang，有you統tong一yi的de拓tuo撲pu結jie構gou。目mu前qian，市shi場chang上shang主zhu流liu的de高gao壓ya變bian頻pin器qi多duo采cai用yong單dan元yuan串chuan聯lian多duo電dian平ping的de拓tuo撲pu結jie構gou，係xi統tong結jie構gou如ru圖tu2所示：

　　圖2變頻器係統結構圖

　　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廠chang家jia的de介jie紹shao和he其qi它ta兄xiong弟di單dan位wei的de現xian場chang考kao察cha，我wo們men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。

　　圖4 現場運行的高壓變頻器

　　3.3 一次主回路方案

　　通過谘詢，決定采用一拖一手動旁路方案：主回路由用戶開關、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用戶開關的輔助觸點閉鎖。隻有當用戶開關斷開時

，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
，用戶開關閉合後，電機實現工頻直接啟動，恢複改造前的運行狀態。

　　圖3 一拖一手動旁路

　　四
、整體使用效果

　　4.1 現場技術數據：

　　改變頻後比工頻運行時的參數對比表：

節省電費為M=1291680-348192=943488元≈94.3萬元。

　　4.1 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：

　　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。

　　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。

　　輸入電流減少很多，以前電流很多都做了無用功
，浪費極大。

　　提高了功率因數

　　五、客戶評價

　　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，受到生產車間、維護班組和公司領導的高度評價。

　　六、結束語

　　我(wo)公(gong)司(si)通(tong)過(guo)對(dui)循(xun)環(huan)氣(qi)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)做(zuo)出(chu)突(tu)出(chu)貢(gong)獻(xian)。

　　參考文獻

　　[1] 《CHH100係列高壓變頻器產品說明書》深圳市英威騰電氣股份有限公司

　　[2]  仲明振  趙相賓  《高壓變頻器應用手冊》機械工業出版社  2010-09出版