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這篇文章主要給你介紹的是壓縮機變頻工藝在原油穩(wěn)定設(shè)備中的效用，講到這里，空氣壓縮機可以利用變頻的技術(shù)來降底能源的使用，從而節(jié)省普通日常的工作開支。
利用變頻技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速， 調(diào)整壓縮機運行工況， 減少主電機無用功損耗， 具有很大節(jié)電效益。同時， 可以確保裝置平穩(wěn)運行。在工業(yè)生產(chǎn)中， 一些較大功率設(shè)備在負(fù)荷不足或工況不穩(wěn)的情況下， 可探索利用變頻技術(shù)調(diào)整設(shè)備工況， 解決能耗過高的問題。變頻技術(shù)可實現(xiàn)無級變速， 調(diào)速范圍大， 調(diào)速平滑， 易于操作。
喇一原油穩(wěn)定裝置于 1986 年投產(chǎn)， 設(shè)計處理原油 10000t/ d， 日產(chǎn)輕烴 20t.主要設(shè)備是從美國引進(jìn)的螺桿壓縮機， 型號為 200H165.主要設(shè)計參數(shù)： 處理氣量 1000m 3 / h， 入口壓力 - 0 03 - 0 05MPa， 壓縮機工作轉(zhuǎn)速 10310r/min.從 1994 年開始， 隨著大慶油田采油六廠一礦原油產(chǎn)量的下降， 裝置其它配套設(shè)備老化， 裝置負(fù)荷率也在下降， 壓縮機不能滿負(fù)荷運行， 有時靠補氣運行， 裝置效益下降。1996 年以來， 由于企業(yè)向市場經(jīng)濟改制， 每年都有 1 2 月的輕烴銷售不暢， 裝置被迫限產(chǎn)。此段時間裝置負(fù)荷率僅為 60% 70%， 靠補氣回流維持運行， 壓縮機主電機額定功率為186kW， 30% 左右的功率在做無用功。為此， 需要對該裝置進(jìn)行節(jié)能改造。
1. 變頻節(jié)能改造工作原理
根據(jù)異步電動機的轉(zhuǎn)速公式， 異步電機的調(diào)速方法有 3 種：改變電機的磁極對數(shù)。這種方法因異步電動機極數(shù)只能成倍跳越式改變， 因此這種調(diào)速是有級調(diào)速， 在生產(chǎn)中既不經(jīng)濟也不實際；改變轉(zhuǎn)差率。這種方法電路連接也較復(fù)雜， 改造較困難， 生產(chǎn)中也不易操作； 改變供電電源的頻率。
這種方法根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速和輸入電流的頻率成正比， 當(dāng)改變電流頻率時， 可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速， 因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速也隨之改變， 可達(dá)到調(diào)速目的。
用這種方法調(diào)速， 調(diào)速范圍大， 可以實現(xiàn)平滑變速， 是異步電動機的一種比較合理的調(diào)速方法。變頻器可實現(xiàn)這種調(diào)節(jié)， 該裝置首先將 50Hz 交流電，用可控的整流器變?yōu)橹绷麟姡?再用逆變器變換為頻率可調(diào)的交流電源， 從而控制電機轉(zhuǎn)速。為了保持電壓與頻率比不變， 以維持電機的主磁通不變， 在變頻的同時， 可通過脈沖的幅度和寬度來調(diào)節(jié)電壓的幅值。電壓、頻率同時降低或升高以達(dá)到調(diào)速、節(jié)電的目的。
2. 變頻改造方案
2.1主要設(shè)備選型
�。� 1） 變頻器。根據(jù)壓縮機電機功率和額定電流， 選定型號為 VS 616H3 的變頻器， 該變頻調(diào)速器由日本生產(chǎn)， 其主要參數(shù)： 電動機適用功率< 200kW； 電壓等級為 400V 級； 調(diào)頻范圍為 0 50Hz.
�。� 2） 壓力變送器。根據(jù)工藝條件選定防爆型，壓力范圍- 0 1 + 0 1MPa， 輸出信號為 4 20mA.
（ 3） 調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器是該控制系統(tǒng)的核心部分， 選用 DTL ？ 3110 調(diào)節(jié)器， 輸入、輸出信號是4 20mA， 工作電源 24V 直流電。
�。� 4） 其它用料�？諝忾_關(guān)、交流接觸器、控制電纜、電力電纜等按規(guī)范選取。
2.2改造方案
選用日本制造的高性能、低噪音的通用型變頻器， 在原電機的三條進(jìn)線上加裝變頻器， 變頻器輸入端， 接交流接觸器、空氣開關(guān)最后接至 380V 進(jìn)線。輸出端通過電纜與電機相接。
在壓縮機入口管線處接一壓力變送器， 工作范圍是- 0 1 + 0 1MPa， 用來測量壓力信號， 壓力變送器能把被測量的壓力值轉(zhuǎn)化成 4 20mA 的直流信號輸出。該變送器工作電源為 24V 直流電，為防爆型。通過控制電纜接至控制室操作盤上的調(diào)節(jié)器選用 DTL 3110 型， 輸出信號為 4 20mA， 由控制電纜接至變頻器控制信號輸入端。變頻器的控制通過調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)， 調(diào)節(jié)器可分為自動控制和手動控制， 根據(jù)壓力變送器輸入的電信號， 把調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)范圍定在 0 ， 將調(diào)節(jié)器輸出信號接到變頻器的輸入端， 通過設(shè)定調(diào)節(jié)器的設(shè)定值， 控制變頻器的輸入信號值， 再通過變頻器的工作， 輸出相應(yīng)頻率的三相交流電， 進(jìn)而控制壓縮機電機的轉(zhuǎn)數(shù)。達(dá)到了調(diào)整壓縮機負(fù)荷的目的。例如： 當(dāng)確定壓縮機入口正常操作壓力在- 0 04MPa 時， 設(shè)定調(diào)節(jié)器的相應(yīng)值， 同時將調(diào)節(jié)器設(shè)定到自動狀態(tài)，則變頻器就可根據(jù)調(diào)節(jié)器的定值， 輸出對應(yīng)頻率的三相交流電， 壓縮機在一定負(fù)荷下運行。當(dāng)壓縮機處理氣量出現(xiàn)波動時， 入口壓力偏離操作值較大，超出？ 0 01MPa 時， 此時也超出調(diào)節(jié)器的設(shè)定值范圍， 調(diào)節(jié)器通過控制輸入到變頻器電信號自動調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速， 使壓縮機減少或增加處理量， 壓縮機始終處于更佳運行狀態(tài)。壓縮機電機不再做因負(fù)荷不足補氣回流引起的無用功， 從而可節(jié)約大量電能。由于變頻器更大變頻輸出為 50Hz， 因而即使當(dāng)氣量過多壓縮機也不會超速運行。對于負(fù)荷減少（ 如限產(chǎn)、原油計劃來料少等） ， 變頻器也可打到手動位置， 由操作工手動調(diào)節(jié)。
3. 改造效果及經(jīng)濟評價
該項目是 1994 年 6 月完成改造， 投運以來一直運行正常， 生產(chǎn)裝置在來料不穩(wěn)或來料少及輕烴銷售淡季時， 保證了生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)運行， 同時，節(jié)電效益顯著。特別是 1997 上半年國際石油價格低落， 國內(nèi)石油銷售不暢， 油田關(guān)井壓產(chǎn)時， 該裝置原油處理量大幅度減少， 通過變頻器的調(diào)節(jié)， 確保了裝置的正常開工。
由于壓縮機主電機沒有單獨的用電計量表， 綜合統(tǒng)計1994 年6 月至1999 年6 月裝置運行情況， 平均每年不足70%負(fù)荷的天數(shù)為 60d， 不足 50% 負(fù)荷的天數(shù)為20d.壓縮機變頻調(diào)節(jié)后的運行參數(shù)。
壓縮機變頻調(diào)節(jié)運行參數(shù)統(tǒng)計變頻器調(diào)節(jié)（ % ）30 50 70 100輸入頻率（Hz）15 25 35 50電機電流 I （A）120 195 230 280電機輸入電壓 U（V）110 190 280 380壓縮機入口壓力（MPa）+ 0 06 + 0 005 - 0 025 - 0 045壓縮機出口壓力（MPa）0 100 0 150 0 15 0 155壓縮機出口溫度（ % ）55 78 90 115加熱爐出口溫度（ % ）58 61 65 68電機功率理論值（kW）11 37 1 64 4 106 4注： （ 1） 表中數(shù)據(jù)是在變頻器調(diào)頻穩(wěn)定 1h 后， 間隔 10min 錄取的 5組數(shù)據(jù)的平均值（ 2） 壓縮機出口氣由于并到大的集氣管網(wǎng)， 出口壓力相對穩(wěn)定（ 3） 電機參數(shù)： 額定功率為 186kW， 轉(zhuǎn)數(shù)為 2975r/min， 頻率為50Hz， 額定電流為 338A計算年節(jié)電為 93744kWh， 累計節(jié)電為93744 5= 468720kWh.
4. 結(jié)語
�。� 1） 利用變頻技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速， 調(diào)整壓縮機運行工況， 減少主電機無用功損耗， 具有很大節(jié)電效益。同時， 可以確保裝置平穩(wěn)運行。
（ 2） 在工業(yè)生產(chǎn)中， 一些較大功率設(shè)備在負(fù)荷不足或工況不穩(wěn)的情況下， 可探索利用變頻技術(shù)調(diào)整設(shè)備工況， 解決能耗過高的問題。
�。� 3） 變頻技術(shù)可實現(xiàn)無級變速， 調(diào)速范圍大，調(diào)速平滑， 易于操作。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機 空壓機修訂日期：2011-07-06
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