摘要：简介中国石化股份有限公司九江石化公司电机变频调速节能高新技术工业应用情况。并列举渣油进料泵和加热炉鼓风机的节能改造实例，实践证明，应用电机变频调速，不仅减少了电动机、机泵和阀门设备故障率，延长其使用寿命，而且节电效果显著。
关键词：变频调速；节能降耗；石油化工
为了降低电气设备的能耗和故障率，九江石化公司应用和推广电机变频调速节能高新技术，有计划地组织对重要生产装置的关键电气设备变频调速进行系统优化配置和完善。据不完全统计，目前九江石化公司已投入运行的变频调速器有226台，总装机容量达15000kW。若按每台设备平均节电率40%计算，则每年至少可节电3900万kWh，每年仅节约电费一项就达2000多万元，节约设备维修费、材料费100多万元。
变频调速技术以其显著的节能效果、优质无级平滑调速、高精度地控制工艺参数等优点，在石油化工行业推广使用。采用传统方法是通过调节出口或入口的挡板、阀门开度来调节流量、液面等工艺参数，其输出功率大量消耗在挡板、阀门截流过程中，造成极大的电能浪费。运用变频调速节能技术，变频调速器直接控制风机、泵类负载是一种最科学的控制方法，利用变频器内置的PID调节软件，可以根据工艺负荷精确地自动调节电动机输出频率和转速，保持恒定的水压、风压，满足生产装置工艺系统要求的压力。实践证明，当电机在额定转速的80%运行时，节能效率可达40%。变频调速器还可以实现大型电动机的软启动和软停机，避免了电动机启动时对电力系统的电压冲击，降低了运行电流，不仅减少了电动机、机泵和阀门设备故障率，延长其使用寿命，而且节约电能效果显著，可以取得较好的经济效益，从而实现了电动机、风机、泵类设备的经济运行。以下举两例说明。
1.渣油进料泵是九江石化公司30万t/年合成氨装置的重要设备，将减压渣油原料输送到气化炉。渣油进料泵为德国西门子电动机，功率75kW，转速2982r/min，额定电压380V，额定电流132A，额定出口流量28.520m3/h。原系统采用控制出口阀门的方法进行控制，即差压变送器检测流量信号送至PID调节器，再由PID调节器输出控制信号，控制出口调节阀的开度，从而控制出口流量，保持流量稳定。原系统运行中存在以下问题：节流量较大，泵出口阀的节流量已接近泵额定流量的一半，浪费大量的电能；控制精度低，出口流量波动较大；电机工作在额定转速，出力不变消耗电能；电机噪声较大，泵和管线阀门压力较大，易造成泄漏。
2003年，九江石化公司利用化肥装置检修的时机，选用德国西门子公司成套变频设备，对3台渣油进料泵进行变频优化节能改造。投入运行后工艺控制平稳，由于变频器的高精度调节，调节信号有高速传递性，减少了以前仪表控制系统带来的滞后现象，从而使系统控制精度提高，压力稳定，工艺运行指标得到了优化。节能效果显著，节电率达到70%，按年8000h计算，2台渣油进料泵年节约电量42万kWh，节约电费25.2万元。维护量大幅减少，由于出口阀全开，电动机降速运行，使得管网压力下降，减少了工艺设备的泄漏，降低了机泵磨损，降低了电机温升，设备维护周期延长。由于变频器代替了调节阀，解决了由于调节阀故障高给生产带来的影响，使仪表的维护量减少。系统实现了软启动，由于变频器具有软启动功能，减小了电机启动时对电网的冲击。变频器投入运行以来，运行可靠，自动化程度高，渣油进料泵流量控制精度高，可以充分满足生产需要，节能效果显著，取得了良好的经济效益。
2.加热炉鼓风机是九江石化公司500万t/年常减压装置加热炉烟气回收系统的重要设备，风机输出功率185kW，原设计是通过调节风门挡板实现风量调节，设备运行能耗长期居高不下。为提高加热炉烟气回收系统工艺自动化控制水平，节约电能，提高经济效益，九江石化公司对其进行节能改造，采用风机变频调速系统取代低效率、高能耗的风门挡板节流控制。选用日本东芝公司专用于平方减转矩负载的A5P系列变频器。该变频器采用最新智能IGBT模块和东芝独特矢量运算控制，有良好的技术性能。其主要特点有：新的电流限制功能，当机泵超负荷时，通过抑制转矩来限制过电流，使变频器不跳闸，机泵继续运转；电压反馈控制功能，当电源电压变化时，可瞬时补偿输出电压、保证变频器稳定运行；学习加减速功能，根据负荷状态自动调整最合适的加减速时间，方便设备调试；自动节电运行方式功能，在确保负荷所需转矩的条件下，将电流降到最小，自动节电运行；内置工频及变频切换时序电路，保证石化流程工业装置生产的连续性和可靠性，可以方便切换、互为备用。
投用后的加热炉鼓风机变频调速器操作安全平稳，具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能，设备故障率低，节能效果明显。变频器运转方式灵活多样，操作方便，操作人员只需调节变频器面板上的电位器旋钮即可手动调整风量。变频器可以手动控制也可以完全实现自动控制，并且可与加热炉烟气回收系统自动控制装置进行电气、仪表连锁，实现加热炉的自动保护及计算机控制，不会因鼓风机突发事故影响装置安全生产。根据工艺负荷自动调节鼓风机电机输出频率，在20Hz左右运行，电机运行电流从原来的220A降至90A，可同时满足常减压装置2台加热炉的供风量，该台设备节电效率达到60%，据测算每年可节约电费60万元。