摘要：本文介紹了撫順礦業(yè)集團(tuán)頁巖煉油廠在應(yīng)用高壓變頻調(diào)速設(shè)備上的探索和經(jīng)驗，介紹了國產(chǎn)HARSVERT-A型高壓變頻裝置的技術(shù)特點。通過不同工況的比較，表明頁巖干餾裝置主風(fēng)機(jī)變頻改造后的節(jié)能效果顯著，并提高了設(shè)備和系統(tǒng)的安全可靠性。 關(guān)鍵詞：煉油廠 主風(fēng)機(jī) 變頻裝置 節(jié)能 一、 前言 　　在頁巖干餾裝置煉油工藝中，有一項重要的環(huán)節(jié)就是利用離心式風(fēng)機(jī)（即：主風(fēng)機(jī)）向干餾爐下部的發(fā)生段送風(fēng)，目的是為干餾爐上部下來的頁巖半焦完成氧化－還原反應(yīng)提供飽和空氣。主風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)功率為250kW，電壓等級為6000V。在實際運行中，要根據(jù)反應(yīng)裝置中各項工藝指標(biāo)的控制需求，調(diào)整主風(fēng)機(jī)送風(fēng)量。風(fēng)量的調(diào)整要通過手動調(diào)節(jié)主風(fēng)機(jī)入口蝶閥開度和放散口開度來實現(xiàn)，多余風(fēng)量通過放散口排出。電機(jī)的工作電流在20～22A，電機(jī)的出力在70%左右。根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，每小時都要由工人手動風(fēng)量一、兩次，大量的空氣被通過放散口排除，因此這種風(fēng)量調(diào)整方式不合理，工人勞動強度大，同時造成無謂的能耗浪費，急需改進(jìn)。 　　主風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速改造既可以滿足生產(chǎn)工藝要求，又可以取代工人用閥門調(diào)整風(fēng)量，節(jié)約大量電能，通過變頻改造后的設(shè)備運行低噪音、減少了設(shè)備磨損、延長了設(shè)備使用壽命、節(jié)約維修費用，為煉油廠節(jié)電改造開辟了新的途徑。 二、 應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可行性論證 　　在D部（四分廠）技術(shù)改造的初期，我們對主風(fēng)機(jī)能否進(jìn)行變頻改造進(jìn)行了論證。工藝的角度上看，每天都要頻繁的調(diào)整主風(fēng)機(jī)的流量，工人要付出繁重的勞動，而且調(diào)整偏差較大，如果電機(jī)通過變頻器調(diào)整調(diào)速，可以滿足工藝的需要，達(dá)到調(diào)節(jié)準(zhǔn)確，節(jié)省人力的目的。更重要的是，風(fēng)機(jī)運行過程中，入口蝶閥開度越小，損耗在風(fēng)機(jī)擋板上的能量越多，因此，主風(fēng)機(jī)根據(jù)需要調(diào)速運行將會有很大的節(jié)能空間。 　　針對現(xiàn)有干餾裝置主風(fēng)機(jī)的運行特點，通過專人的市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)有三種方案可以實施應(yīng)用： 　　1、高－高變頻：就是在原來高壓電器件的基礎(chǔ)上，不需要對電機(jī)進(jìn)行改造，購置高壓變頻器； 　　2、高－低－高方式：就是先將高壓電源變成低壓電源，采用低壓變頻器，變頻后再升壓，電機(jī)也不用改造； 　　3、高－低方式：就是用一臺單獨的變壓器，將6kV高壓降至380V，采用低壓變頻器，用低壓電動機(jī)。 　　對比三個方案，使用高－高變頻器，電機(jī)不需要改造，在變頻器故障時可以直接啟動，有定型產(chǎn)品，性能良好，穩(wěn)定可靠，但費用較高；高－低－高方式無定型產(chǎn)品，要重新設(shè)計電路，電路煩瑣龐大，要增加兩臺變壓器，費用也較高；高－低方式中變頻器直接使用低壓電源，現(xiàn)使用的變壓器容量不夠，需要另設(shè)一臺降壓變壓器。當(dāng)降壓變壓器的容量比較小時，在變頻器故障后，電機(jī)不能直接啟動。如果降壓變壓器容量過大，會增加增容費用同時變壓器還有一定的電能損耗。綜合比較，我們選擇了直接高－高變頻調(diào)速方案。 三、 變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用嘗試 　　為確保改造成功不走彎路，減少損失，我們首先進(jìn)行了較為詳盡的理論論證，認(rèn)為理論上切實可行。抽調(diào)了兩名專業(yè)技術(shù)人員查閱了大量的資料，根據(jù)技術(shù)工藝的要求，對比風(fēng)機(jī)運行的各種參數(shù)，結(jié)合現(xiàn)場可利用的有利條件，計算出電機(jī)不同工藝要求下的轉(zhuǎn)數(shù)，求出電機(jī)所需的功率，通過計算得知節(jié)電的空間很大。同時，我們又對本市的撫順新?lián)徜摗⑸綎|萊蕪鋼廠進(jìn)行了實地調(diào)研，了解到他們使用的高壓變頻器運行狀況良好的信息。之后，對高壓變頻器的制造企業(yè)進(jìn)行了了解，并實地考察了北京利德華福公司的生產(chǎn)制造基地。通過進(jìn)行考察、論證，我們認(rèn)為北京利德華福電氣技術(shù)有限公司技術(shù)先進(jìn)，管理規(guī)范，生產(chǎn)制造工藝先進(jìn)，其制造的高壓變頻器性能穩(wěn)定可靠。在此基礎(chǔ)上，決定在D部干餾裝置主風(fēng)機(jī)上選用一臺高壓變頻器進(jìn)行試驗運行，并最終選用了北京利德華福公司生產(chǎn)的HARSVERT－A06/030型高壓變頻器。 　　HARSVER-A型變頻裝置采用單元串聯(lián)多電平PWM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由若干個低壓PWM變頻功率單元串聯(lián)的方式實現(xiàn)直接高壓輸出，即6kV輸出電壓每相有7個額定電壓為480V的功率單元串聯(lián)而成，輸出相電壓3450V，線電壓達(dá)到6kV左右，裝置系統(tǒng)配置如圖1。這種技術(shù)是目前高壓變頻領(lǐng)域應(yīng)有最廣泛、最成熟的技術(shù)。 [align=center] 圖1：HARSVER-A型高壓變頻調(diào)速裝置系統(tǒng)圖 [/align] 該調(diào)速裝置有如下特點： ◆ 變頻器為高-高結(jié)構(gòu)，不需輸出升壓變壓器，變頻器效率高達(dá)96%； ◆42脈沖的整流電路結(jié)構(gòu)，使輸入電流波形接近正弦波，總的諧波電流失真低于4%，輸入功率因數(shù)達(dá)0.95以上； ◆逆變器輸出采用多電平移相式PWM技術(shù)，輸出電壓接近正弦波。輸出電壓每個電平臺階只有單元直流母線電壓大小，所以dv/dt很小，不需要配置專用濾波裝置； ◆采用功率單元串聯(lián)，而不是功率器件串聯(lián)，器件承受的最高電壓為單元內(nèi)直流母線的電壓，器件不必串聯(lián)，不存在器件串聯(lián)引起的均壓問題； ◆變頻器可以承受30%的電源電壓下降而繼續(xù)運行，變頻器的6KV主電源完全失電時，變頻器可以在3秒內(nèi)不停機(jī)； ◆采用功率單元旁路技術(shù)，多極模塊串聯(lián)，某個模塊發(fā)生故障時自動旁路運行，大大地提高了系統(tǒng)運行的可靠性； ◆變頻裝置提供大液晶中文操作界面，功能強，操作方便； ◆裝置除變壓器外，大部分的元器件采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，保證了整件的質(zhì)量和可靠性。 四、 變頻調(diào)速為油廠節(jié)電開辟了新途徑 　　我們在主風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻調(diào)速的應(yīng)用上，注意了對主風(fēng)系統(tǒng)的匹配調(diào)整，經(jīng)過近一段時間的摸索實踐，崗位工人已掌握了使用要領(lǐng)，并記錄了一些真實準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。 　　高壓變頻器于2004年5月的投入使用至今，運行狀況非常好，沒有發(fā)生任何故障。從節(jié)電效果看，電機(jī)輸入電流在10A左右、輸入功率在85KW左右，和A、B、C部的經(jīng)濟(jì)運行數(shù)據(jù)的20A左右的輸入功率相比，僅為高壓不變頻的50%，節(jié)電效果明顯。每天可節(jié)電2040度，全月可節(jié)電61200度，可節(jié)約電費2.57萬元。據(jù)此推算，全年至少可節(jié)電67萬度，電費節(jié)約將可達(dá)到28萬元。 五、 結(jié)束語： 　　煉油廠從97年在葉輪給料機(jī)上使用變頻調(diào)速設(shè)備，到2003年在鍋爐的鼓、引風(fēng)機(jī)、主上水泵、接力風(fēng)機(jī)上大上變頻，到今年的主風(fēng)機(jī)高壓變頻改造，做了許多嘗試，積累了大量經(jīng)驗，不僅鍛煉了隊伍，同時節(jié)約了大量電能，為企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步邁了可喜的一步。我們覺得企業(yè)的技術(shù)改造潛力很大，只要本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度認(rèn)真調(diào)研，就一定能收到回報，給企業(yè)帶來效益。 王力行簡介：撫順礦業(yè)集團(tuán)公司頁巖煉油廠副廠長，1981年8月畢業(yè)于撫順礦務(wù)局工學(xué)院，1996年晉升為電氣高級工程師。1981年8月至今分別在撫順礦業(yè)集團(tuán)所屬的西露天礦和頁巖煉油廠從事機(jī)電管理工作，近年來對高壓電機(jī)變頻調(diào)速作了一些嘗試，在節(jié)能方面收到了很好的效果。 撫順礦業(yè)有限責(zé)任公司頁巖煉油廠 　　頁巖煉油廠，是隸屬于撫順礦業(yè)集團(tuán)公司的骨干企業(yè)之一，也是目前我國境內(nèi)唯一從事油母頁巖加工利用為主的國有企業(yè)。其坐落于遼寧省撫順市東洲區(qū)南花園街。現(xiàn)有年處理油母巖300萬噸的能力，年產(chǎn)頁巖油設(shè)計能力為9萬噸，并建有2條噴霧炭黑生產(chǎn)線，年產(chǎn)噴霧炭黑2000噸。