變頻調速技術在石油化工生產中的應用探析

姜家林 陳羽中 咸集福

摘 要：變頻調速技術在工業生產中應用得非常廣泛。文章根據實際生產經驗對石油化工工業生產中的電動機、風機、泵等設備的調試技術進行具體分析，從而證明變頻調速技術對石油化工生產的節能減排、設備的故障率降低以及使用壽命延長起到了巨大的作用，同時變頻調速技術的應用提高了企業的經濟效益和社會效益，推進了企業的節能減排和可持續發展。

關鍵詞：變頻調速技術；電動機；石油化工；應用

前言

石油化工行業是每個國家的經濟支柱產業，同樣也是工業生產中的高能耗、高污染行業。近幾年來，隨著國家政府對石油化工領域節能減排的重視，企業也開始對高能耗、高污染的領域展開了科技攻關、技術改造、應用以及推廣。變頻調速技術是一項使用廣泛的節能技術，文章根據自身的生產實踐，對電動機、風機、泵、閥門等關鍵生產裝置的變頻調速技術改造進行了具體的論述，從而證實了變頻調速技術對延長設備壽命、降低設備故障率、提高企業經濟效益和設備效益的巨大作用，為石油化工企業的降本增效以及可持續發展提供了有力的支持。

1 變頻調速技術在石油化工生產中的應用

在石油化工企業生產中，電動機、風機泵等是應用最廣和數量最多的電氣設備，在設備設計時，這些設備通常都是按照滿負荷工作需用量進行設計選型，并留有百分之十的余量，但在工業生產中，加工量、物料量等工況都會發生變化，流量、液面、壓力等工藝參數都隨著工況發生改變，所以電動機、風機等設備的滿負荷運轉就會造成極大的浪費。變頻調速技術是一種PID控制技術，它可以根據設備的工藝負載對電動機的輸出頻率和轉速進行精確調節，在保證生產工藝要求壓力的情況下，實現最大程度的節能，而且變頻調速技術可以實現電動機的軟起動和軟停機，減少了電動機收到的電壓沖擊，降低了設備故障率，延長了設備使用壽命。

1.1 變頻調速技術的節能原理分析

在石油化工的行業中，最常用的是泵類、風機類設備，按照流體力學分析，這些負載都屬于平方轉矩負載，轉速、介質、流量、壓力、軸功率都對設備的節能效果有著直接的關系。

■=■ ■■=■ ■■=■

式中：N為轉速；Q為介質流量；H為壓力；P為軸功率。

從上面的公式可以看出，泵類、風機等設備的轉速與介質流量成正比，轉速平方與壓力成正比，轉速的立方與軸功率成正比，所以在適當的條件下降低轉速，可以有效的減少流量，實現節流，降低傳統設備的節流閥浪費的功率。如果轉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，軸功率就會降低到原來的百分之十不到，節能效果非常明顯。

1.2 變頻調速技術在設備啟動時的節能原理分析

泵類、風機等設備在啟動時通常采用全壓啟動的方式，這時的電機啟動力矩極大，需要從電網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，還會給電網以及機器設備造成很大的沖擊，加快了設備的損壞速度，給設備的保養造成了很大困難，同時降低了設備的使用壽命。采用變頻調速技術，可以對設備進行變頻啟動，從而有效的解決設備啟動時的巨大電能消耗，提升設備的使用壽命。在對設備進行變頻調速設計時，要充分考慮到設備的負載特定，石油化工領域通常有三種模式對設備進行變頻啟動：（1）限流啟動，在電機啟動時限制啟動的電流，這種啟動模式適用于啟動電流較高的電機；（2）降壓啟動，在電機啟動時，電壓是從小到大逐步加載的，這種啟動方式通常用于重載啟動；（3）轉矩控制啟動，在電機啟動時，將轉矩從小到大進行線性加載，這種啟動方式通常用于重載啟動。這三種啟動方式都可以實現平穩啟動，降低啟動功率，節省能源的效果。

在石油化工的實際生產中，變頻調速技術的使用范圍很廣，典型的有化肥裝置渣油進料泵、加熱爐的加工鼓風機、液氨輸送泵等，這些設備通常都有離心泵裝置，變頻調速技術在這些設備中起到的效果很好，節電率可以達到百分之六十左右。變頻調速技術的節能技術改造不僅獲得了較好的節能效果，同時還為其他設備的節能技術改造提供了榜樣，成為了石油化工企業節能降耗的亮點。

2 結束語

石油化工行業一直是國民經濟的支柱行業，但高能耗、高污染也一直被人詬病，文章根據實際生產調研，對變頻調速技術在石油化工領域的應用進行了具體的分析，實踐證明：利用變頻調速技術的節能、便于控制的特點對石油化工行業進行改造，使這類企業通過提高自動化水平實現節能、降耗、增效的目的，具有非常重要的現實意義，也有利于企業在將來的可持續發展。

參考文獻

[1]趙全慶.變頻調速技術在煉油廠節能改造設計中的應用[J].石油化工設計，2006，23（3）：38-40.

[2]姜興元.變頻調速技術在風機、泵類節能分析中的應用[J].新疆有色金屬，2010（3）：71-73.

[2]汪學峰.變頻調速節能技術在石油化工行業上的應用[J].上海電氣技術，2011，4（3）：33-36.