IDrive2000高壓變頻器在離心式循環(huán)壓縮機上的設(shè)計方案
概述:通過對離心式循環(huán)壓縮機運行工藝的了解,上海亞東石化有限公司采用上海億思特電氣股份有限公司研發(fā)、生產(chǎn)的IDrive高壓變頻器對電機進(jìn)行調(diào)速改造,取得了很大的節(jié)能效益。隨著高壓變頻器市場的進(jìn)一步成熟,將會有越來越多的設(shè)備列入改造之列,為國家的節(jié)能減排作出貢獻(xiàn)。 一、項目概況 上海亞東石化有限公司成立于2003年1月,公司位于上海市奉賢區(qū),經(jīng)過幾年發(fā)展,公司擁有20000t/a丙醛裝置,10000t/a丙醇裝置,15000t/a丁辛醇?xì)堃夯厥昭b置,30000t/a辛醇裝置,其中高壓變頻器應(yīng)用在丙醛車間的循環(huán)氣壓縮機上。此負(fù)載設(shè)備為離心式循環(huán)壓縮機,參數(shù)如下: 壓縮機型號 4V-2S 電動機型號 YB450M1-2 生產(chǎn)廠家 錦西化工機械廠 生產(chǎn)廠家 南陽防爆電機廠 介質(zhì) 合成氣(CO,H2等) 額定功率Pdn 450kW 功率 323 kW 額定轉(zhuǎn)速n0 2980 r/min 額定轉(zhuǎn)速 14029 r/min 額定電壓U0 6kV 額定流量 20190 m3/h 額定電流I0 52.1A 入口壓力 1.35 MPa 額定功率因數(shù) 0.88 出口壓力 1.85 MPa 增速箱增速比 1:4.7 二、生產(chǎn)工藝流程 來自辛醇車間的合成氣與烯徑廠的乙烯混合進(jìn)入合成反應(yīng)塔,在催化劑的作用下生成氣相丙醛經(jīng)過冷卻,冷凝得到粗丙醛,氣體經(jīng)循環(huán)氣壓縮機,返回合成反應(yīng)器,液相粗丙醛進(jìn)入精餾塔精餾得到丙醛產(chǎn)品。粗丙醛收集系統(tǒng)工藝流程如圖1所示: 圖1:粗丙醛收集系統(tǒng)工藝流程圖 在實際應(yīng)用中,工頻時每次啟動壓縮機都是重載啟動,啟動起來十分不容易,同時還給工藝上帶來很大隱患,比如噪音大,啟動電流大,影響設(shè)備壽命、壓力突變等。另外,由于負(fù)載的波動性較大,電機很少在滿載情況下運行,僅依靠關(guān)出口閥、打回流來調(diào)節(jié)流量,浪費嚴(yán)重,能耗較高,運行十分不經(jīng)濟。為了解決這一系列問題,通過多方調(diào)研,我廠決定采用高壓變頻器對電機進(jìn)行調(diào)速改造。 三、改造方案 1、設(shè)備選型 根據(jù)用戶電機參數(shù)及負(fù)載情況,配置由億思特公司生產(chǎn)的IDrive2000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng);該產(chǎn)品具有設(shè)計余量大、過載能力強,操作方便,質(zhì)量可靠等優(yōu)點。循環(huán)壓縮機使用變頻器型號以及主要參數(shù)如下: 2、 一次主回路方案 據(jù)客戶需求,綜合考慮客戶現(xiàn)場實際運行特點,以及產(chǎn)品的先進(jìn)性、可靠性和高性價比,選用IDrive2000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)方案設(shè)計。為了充分保證系統(tǒng)的可靠性以及設(shè)備的利用率,變頻器配置方案采用“一拖一手動”方式,即一臺電機配置一套變頻裝置,任何一臺電機都可工作在變頻運行狀態(tài)或工頻運行狀態(tài),彼此獨立,互不影響;其原理圖如下: 圖4:手動旁路柜方案示意圖
原理說明: 對于6kV設(shè)備,QF1為上級用戶高壓柜開關(guān), QS為高壓隔離刀閘,QS1、QS21、QS22構(gòu)成旁路部分。QS1與QS22閉合,QS21斷開,電機以變頻方式運行;QS1與QS22斷開,QS21閉合,電機以工頻方式運行。其中QS21與QS1、QS22嚴(yán)格“五防”互鎖。當(dāng)變頻器出現(xiàn)需要維護(hù)時,旁路切換完成后,電機以工頻運行方式時,不影響用戶的正常生產(chǎn);當(dāng)變頻器進(jìn)行維護(hù)完成后,重新將電機切換到變頻運行方式,操作簡單、可靠。 四、高壓變頻器節(jié)能改造情況 1. 現(xiàn)場技術(shù)數(shù)據(jù): 改變頻后比工頻運行時的參數(shù)對比表:
五、電機變頻改造后的運行情況 采用變頻調(diào)速后,帶來的最大好處有以下幾點: 1.電機實現(xiàn)軟啟動,電機啟動電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定電流,啟動時間相應(yīng)延長,對電網(wǎng)沖擊很小。 2.壓縮機出入口壓力差降低了很多。以前壓差5公斤,設(shè)備嘯叫嚴(yán)重,能達(dá)到120分貝;改變頻后壓差為0.8公斤,噪音僅為75分貝左右。從而減輕了起動機械轉(zhuǎn)矩對電機機械損傷,降低了噪音,有效的延長了電機的使用壽命,相應(yīng)地延長了許多零部件的壽命;同時極大的減輕了對管道的沖擊,有效延長了管道的檢修周期,減少了檢修維護(hù)開支,節(jié)約大量維護(hù)費用。 3.輸入電流減少很多,以前電流很多都做了無功,浪費極大。下圖4的運行參數(shù)為例,可見其輸入電流減少了很多。 4. 功率因數(shù)由原來的0.8左右提高到0.95以上,不僅省去了功率因數(shù)補償裝置,而且減少了線路損耗; 六、結(jié)論 本設(shè)計通過對循環(huán)氣壓縮機的電機變頻調(diào)速改造,有效解決了之前運行過程中出現(xiàn)的啟動困難問題,改善了生產(chǎn)工藝,延長了設(shè)備檢修周期,并且取得了良好的經(jīng)濟效益。 |
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