1
林源炼油厂常减压装置设计加工能力为250 万吨/ 年,但目前每年仅加工145 万吨左右,负荷率为60 % ,使得很多能源造成浪费,尤其是机泵电能的浪费,因此近几年来我厂逐步采用了低压机泵变频技术,用电量显著下降(用电量由每月平均125 万度降低到70 万度) 。但高压电机的用电量并没有将下来。目前高压电机用电负荷率约为:65 %。如果提高负荷率将显著提高电能。在此想法指导下,对常压原油泵的变频控制进行了论证。
1 变频控制改造方案
在常压原油总控与分馏塔底液位串级控制不变的条件下,增加一个切换开关,由控制阀到变频控制机泵转数互相切换,将仪表流量信号引入变频器形成闭环控制,自动调节输出频率,达到在不同处理量下合理、有效地使用电能目的。控制原理如图1。
原油泵技术参数如下:
泵型号:250YSI - 150X2B
额定流量:
所配电机型号:JB060V - 2 ;额定容量:400kW;
额定电压:6kV;额定电流:44.
根据离心泵运转特性: Q’/ Q = n’/ n
H’/ H = (n’/ n) 2 N’/ N = (n’/ n) 3
H’=
H’为变频调速后,阀门、调节阀全开所需扬程。
则:n’= 2130rpm Q’=
N 有效= rQH/ 367 = 0. 84 ×444 ×230/ 367 = 233. 73kW
N 轴= N/η1 = 233. 73/ 0. 69 = 338. 74kW
N = N 轴/η2 = 338. 74/ 0. 9 = 376. 38kW
N’= 141. 68kW
实际运行功率P = 1. 732 ×6. 3 ×30 ×0. 9 = 294. 6kW
可节约功率294. 6 - 141. 68 = 152. 92kW
由计算可知节能可观。变频控制方案可行。
2 设备选型及投资
由于大功率低压变频技术在国外有成形经验,国内也有在非防爆场所使用的可借鉴的示例,本次确定将原油泵高压电机改为低压电机,而后加变频控制方式。
常压低压配电间变压器容量2 台1250KVA 变压器,目前负荷率不足40 % ,由于变频控制后无大启动电流问题,可以增加400KW低压负荷。低压电机选用南阳防爆电机厂生产的防爆变频电机,此电机为特制变频电机。
变频装置选用西门子公司进口变频器:
6SE7137。具体如表3 变频器安装在低压配电间内,电机改型后按照原有电机安装尺寸制作,不需增加土建投资。设备投资及安装工程费用总计约120 万元。
3 经济评估及效益核算
按照每度电0. 4 元(当年工厂电费指标) ,电机年运行8000 小时计,原油泵改为变频控制后每年可节约用电费用:0. 4X152. 92X8000 = 48. 93 万元
投资回收期:2. 45 年
节电率:51. 6 %
4 方案实施后运行状况
1999 年7 月工厂常压装置原油泵变频控制按照上面方案改造后运行状况良好。目前变频器运行电流:
实际节约295 - 103. 56 = 191. 44kW。
年实际节约电费61. 2 万元。(每度电0. 4 元)
实际投资回收期1. 96 年。
节电效果非常显著。
5 总结
林源炼油厂采用变频调速技术即节约了电能,节省了用电费用,又方便了操作工人的操作。取得了很大的经济效益。在2000 年,全厂推广了这一成果,对常压拔头油泵进行了变频控制改造,同样取得了很高的经济效益。
2
311 变频改造
改造对象为该厂35 t/h锅炉引风机、送风机的电机加设变频调速, 参数如表1所示。 35 t/h锅炉运行情况数据记录, 如表2所示。离心风机的特性与离心泵的特性相似, 风道管路阻力与流体的近似, 管路的阻力ΣΔH与风量关系为管路特性, ΣΔH = KQ2 , K为管路系数, 管路特性曲线与风机的特性曲线交点即是风机的实际工作点, 如图4所示。
当锅炉产汽230 t/h时, 据工艺介绍引风机风量大约是额定风量的78% ～80%左右, 送风机的额定风量的70%左右。以送风机调节为例, 如果用风机挡板调节, 工作点将移至P1 点, ΔHP1这一部分压力要克服档板的节流阻力, 无益地消耗掉这一部分功率。另外, 根据N = HQ /η, 在P1 点工作时, N1 为N 的95% , 显然轴功率变化不大。改用变频调速调节, 通过改变风机转速来改变风机性能, 工作点移至P1 ′, 风量的减小是靠降低风机转速使内机风压变小来达到的, 该调节方法没有附加阻力而引起的能量消耗, 所以经济。根据风机的比例定律, 当风量下降到70%额定风量, 这时风机所需的轴功率将为额定轴功率的3413%,对比挡板调节节能效果非常显著。
312 经济效益
如果引风机风量按额定的80%变化, 送风机风量按额定的70%变化计算, 经济效益测算如下:
每年引风机运行的节电量为
W引= Pn T /η - Pn ( n1 / n) 3 T /η
已知Pn = 6916 kW, n1 / n = 018, η = 93% , T
按8 600 h计算则
W引= 314 083 kWh
每年送风机运行的节电量为
W送= Pn T /η - Pn ( n1 / n) 3 T /η
已知: Pn = 6818 kw, n1 / n = 017, η = 8815% ,T按8 600 h计算,
则W送= 439 247 kW·h
每年总的节电量为W = W引+ W送= 753 330 kW·h
每kW·h电价按0125元计算, 每年可节约电费: 753 330 ×0125 = 188 332元。按目前变频器的市场价格, 选用VVVF 型变频器, 75 kW 和110kW各壹台, 一年内就可收回投资。
高压机泵变频调速技术应用
离心式机泵变频调速节能的实现
