變頻調(diào)速技術(shù)在石油化工生產(chǎn)中的應(yīng)用探析

姜家林 陳羽中 咸集福

摘 要：變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用得非常廣泛。文章根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)石油化工工業(yè)生產(chǎn)中的電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等設(shè)備的調(diào)試技術(shù)進(jìn)行具體分析，從而證明變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)石油化工生產(chǎn)的節(jié)能減排、設(shè)備的故障率降低以及使用壽命延長起到了巨大的作用，同時(shí)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，推進(jìn)了企業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù)；電動(dòng)機(jī)；石油化工；應(yīng)用

前言

石油化工行業(yè)是每個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，同樣也是工業(yè)生產(chǎn)中的高能耗、高污染行業(yè)。近幾年來，隨著國家政府對(duì)石油化工領(lǐng)域節(jié)能減排的重視，企業(yè)也開始對(duì)高能耗、高污染的領(lǐng)域展開了科技攻關(guān)、技術(shù)改造、應(yīng)用以及推廣。變頻調(diào)速技術(shù)是一項(xiàng)使用廣泛的節(jié)能技術(shù)，文章根據(jù)自身的生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、閥門等關(guān)鍵生產(chǎn)裝置的變頻調(diào)速技術(shù)改造進(jìn)行了具體的論述，從而證實(shí)了變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)延長設(shè)備壽命、降低設(shè)備故障率、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和設(shè)備效益的巨大作用，為石油化工企業(yè)的降本增效以及可持續(xù)發(fā)展提供了有力的支持。

1 變頻調(diào)速技術(shù)在石油化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

在石油化工企業(yè)生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)泵等是應(yīng)用最廣和數(shù)量最多的電氣設(shè)備，在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，這些設(shè)備通常都是按照滿負(fù)荷工作需用量進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，并留有百分之十的余量，但在工業(yè)生產(chǎn)中，加工量、物料量等工況都會(huì)發(fā)生變化，流量、液面、壓力等工藝參數(shù)都隨著工況發(fā)生改變，所以電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)造成極大的浪費(fèi)。變頻調(diào)速技術(shù)是一種PID控制技術(shù)，它可以根據(jù)設(shè)備的工藝負(fù)載對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸出頻率和轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，在保證生產(chǎn)工藝要求壓力的情況下，實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能，而且變頻調(diào)速技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)和軟停機(jī)，減少了電動(dòng)機(jī)收到的電壓沖擊，降低了設(shè)備故障率，延長了設(shè)備使用壽命。

1.1 變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理分析

在石油化工的行業(yè)中，最常用的是泵類、風(fēng)機(jī)類設(shè)備，按照流體力學(xué)分析，這些負(fù)載都屬于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，轉(zhuǎn)速、介質(zhì)、流量、壓力、軸功率都對(duì)設(shè)備的節(jié)能效果有著直接的關(guān)系。

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式中：N為轉(zhuǎn)速；Q為介質(zhì)流量；H為壓力；P為軸功率。

從上面的公式可以看出，泵類、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的轉(zhuǎn)速與介質(zhì)流量成正比，轉(zhuǎn)速平方與壓力成正比，轉(zhuǎn)速的立方與軸功率成正比，所以在適當(dāng)?shù)臈l件下降低轉(zhuǎn)速，可以有效的減少流量，實(shí)現(xiàn)節(jié)流，降低傳統(tǒng)設(shè)備的節(jié)流閥浪費(fèi)的功率。如果轉(zhuǎn)速降低到原來的五分之四，軸功率就可以降低到原來功率的百分之五十左右；如果流量需要減少百分之四十，軸功率就會(huì)降低到原來的百分之十不到，節(jié)能效果非常明顯。

1.2 變頻調(diào)速技術(shù)在設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的節(jié)能原理分析

泵類、風(fēng)機(jī)等設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)通常采用全壓啟動(dòng)的方式，這時(shí)的電機(jī)啟動(dòng)力矩極大，需要從電網(wǎng)中吸收額定功率五到七倍的電流，這樣不僅造成電能的巨大浪費(fèi)，還會(huì)給電網(wǎng)以及機(jī)器設(shè)備造成很大的沖擊，加快了設(shè)備的損壞速度，給設(shè)備的保養(yǎng)造成了很大困難，同時(shí)降低了設(shè)備的使用壽命。采用變頻調(diào)速技術(shù)，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行變頻啟動(dòng)，從而有效的解決設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的巨大電能消耗，提升設(shè)備的使用壽命。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到設(shè)備的負(fù)載特定，石油化工領(lǐng)域通常有三種模式對(duì)設(shè)備進(jìn)行變頻啟動(dòng)：（1）限流啟動(dòng)，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)限制啟動(dòng)的電流，這種啟動(dòng)模式適用于啟動(dòng)電流較高的電機(jī)；（2）降壓啟動(dòng)，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電壓是從小到大逐步加載的，這種啟動(dòng)方式通常用于重載啟動(dòng)；（3）轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，將轉(zhuǎn)矩從小到大進(jìn)行線性加載，這種啟動(dòng)方式通常用于重載啟動(dòng)。這三種啟動(dòng)方式都可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)，降低啟動(dòng)功率，節(jié)省能源的效果。

在石油化工的實(shí)際生產(chǎn)中，變頻調(diào)速技術(shù)的使用范圍很廣，典型的有化肥裝置渣油進(jìn)料泵、加熱爐的加工鼓風(fēng)機(jī)、液氨輸送泵等，這些設(shè)備通常都有離心泵裝置，變頻調(diào)速技術(shù)在這些設(shè)備中起到的效果很好，節(jié)電率可以達(dá)到百分之六十左右。變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能技術(shù)改造不僅獲得了較好的節(jié)能效果，同時(shí)還為其他設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改造提供了榜樣，成為了石油化工企業(yè)節(jié)能降耗的亮點(diǎn)。

2 結(jié)束語

石油化工行業(yè)一直是國民經(jīng)濟(jì)的支柱行業(yè)，但高能耗、高污染也一直被人詬病，文章根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)調(diào)研，對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了具體的分析，實(shí)踐證明：利用變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能、便于控制的特點(diǎn)對(duì)石油化工行業(yè)進(jìn)行改造，使這類企業(yè)通過提高自動(dòng)化水平實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、增效的目的，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，也有利于企業(yè)在將來的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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