這篇文章主要給你介紹的是壓縮機(jī)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(jī)可以利用變頻的技術(shù)來(lái)降底能源的使用，從而節(jié)省普通日常的工作開(kāi)支。

　　利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速， 調(diào)整壓縮機(jī)運(yùn)行工況， 減少主電機(jī)無(wú)用功損耗， 具有很大節(jié)電效益。同時(shí)， 可以確保裝置平穩(wěn)運(yùn)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(guò)高的問(wèn)題。變頻技術(shù)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)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(jì)處理原油 10000t/ d， 日產(chǎn)輕烴 20t.主要設(shè)備是從美國(guó)引進(jìn)的螺桿壓縮機(jī)， 型號(hào)為 200H165.主要設(shè)計(jì)參數(shù)： 處理氣量 1000m 3 / h， 入口壓力 - 0 03 - 0 05MPa， 壓縮機(jī)工作轉(zhuǎn)速 10310r/min.從 1994 年開(kāi)始， 隨著大慶油田采油六廠(chǎng)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(jī)不能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行， 有時(shí)靠補(bǔ)氣運(yùn)行， 裝置效益下降。1996 年以來(lái)， 由于企業(yè)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)改制， 每年都有 1 2 月的輕烴銷(xiāo)售不暢， 裝置被迫限產(chǎn)。此段時(shí)間裝置負(fù)荷率僅為 60% 70%， 靠補(bǔ)氣回流維持運(yùn)行， 壓縮機(jī)主電機(jī)額定功率為186kW， 30% 左右的功率在做無(wú)用功。為此， 需要對(duì)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式， 異步電機(jī)的調(diào)速方法有 3 種：改變電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。這種方法因異步電動(dòng)機(jī)極數(shù)只能成倍跳越式改變， 因此這種調(diào)速是有級(jí)調(diào)速， 在生產(chǎn)中既不經(jīng)濟(jì)也不實(shí)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(chǎng)的轉(zhuǎn)速和輸入電流的頻率成正比， 當(dāng)改變電流頻率時(shí)， 可以改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(shí)現(xiàn)平滑變速， 是異步電動(dòng)機(jī)的一種比較合理的調(diào)速方法。變頻器可實(shí)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(jī)轉(zhuǎn)速。為了保持電壓與頻率比不變， 以維持電機(jī)的主磁通不變， 在變頻的同時(shí)， 可通過(guò)脈沖的幅度和寬度來(lái)調(diào)節(jié)電壓的幅值。電壓、頻率同時(shí)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(jī)電機(jī)功率和額定電流， 選定型號(hào)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(dòng)機(jī)適用功率< 200kW； 電壓等級(jí)為 400V 級(jí)； 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(hào)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(hào)是4 20mA， 工作電源 24V 直流電。

　�。� 4） 其它用料。空氣開(kāi)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(jī)的三條進(jìn)線(xiàn)上加裝變頻器， 變頻器輸入端， 接交流接觸器、空氣開(kāi)關(guān)最后接至 380V 進(jìn)線(xiàn)。輸出端通過(guò)電纜與電機(jī)相接。

　　在壓縮機(jī)入口管線(xiàn)處接一壓力變送器， 工作范圍是- 0 1 + 0 1MPa， 用來(lái)測(cè)量壓力信號(hào)， 壓力變送器能把被測(cè)量的壓力值轉(zhuǎn)化成 4 20mA 的直流信號(hào)輸出。該變送器工作電源為 24V 直流電，為防爆型。通過(guò)控制電纜接至控制室操作盤(pán)上的調(diào)節(jié)器選用 DTL 3110 型， 輸出信號(hào)為 4 20mA， 由控制電纜接至變頻器控制信號(hào)輸入端。變頻器的控制通過(guò)調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)， 調(diào)節(jié)器可分為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制， 根據(jù)壓力變送器輸入的電信號(hào)， 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(hào)接到變頻器的輸入端， 通過(guò)設(shè)定調(diào)節(jié)器的設(shè)定值， 控制變頻器的輸入信號(hào)值， 再通過(guò)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(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。達(dá)到了調(diào)整壓縮機(jī)負(fù)荷的目的。例如： 當(dāng)確定壓縮機(jī)入口正常操作壓力在- 0 04MPa 時(shí)， 設(shè)定調(diào)節(jié)器的相應(yīng)值， 同時(shí)將調(diào)節(jié)器設(shè)定到自動(dòng)狀態(tài)，則變頻器就可根據(jù)調(diào)節(jié)器的定值， 輸出對(duì)應(yīng)頻率的三相交流電， 壓縮機(jī)在一定負(fù)荷下運(yùn)行。當(dāng)壓縮機(jī)處理氣量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)， 入口壓力偏離操作值較大，超出？ 0 01MPa 時(shí)， 此時(shí)也超出調(diào)節(jié)器的設(shè)定值范圍， 調(diào)節(jié)器通過(guò)控制輸入到變頻器電信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速， 使壓縮機(jī)減少或增加處理量， 壓縮機(jī)始終處于更佳運(yùn)行狀態(tài)。壓縮機(jī)電機(jī)不再做因負(fù)荷不足補(bǔ)氣回流引起的無(wú)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(guò)多壓縮機(jī)也不會(huì)超速運(yùn)行。對(duì)于負(fù)荷減少（ 如限產(chǎn)、原油計(jì)劃來(lái)料少等） ， 變頻器也可打到手動(dòng)位置， 由操作工手動(dòng)調(diào)節(jié)。

　　3. 改造效果及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

　　該項(xiàng)目是 1994 年 6 月完成改造， 投運(yùn)以來(lái)一直運(yùn)行正常， 生產(chǎn)裝置在來(lái)料不穩(wěn)或來(lái)料少及輕烴銷(xiāo)售淡季時(shí)， 保證了生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行， 同時(shí)，節(jié)電效益顯著。特別是 1997 上半年國(guó)際石油價(jià)格低落， 國(guó)內(nèi)石油銷(xiāo)售不暢， 油田關(guān)井壓產(chǎn)時(shí)， 該裝置原油處理量大幅度減少， 通過(guò)變頻器的調(diào)節(jié)， 確保了裝置的正常開(kāi)工。

　　由于壓縮機(jī)主電機(jī)沒(méi)有單獨(dú)的用電計(jì)量表， 綜合統(tǒng)計(jì)1994 年6 月至1999 年6 月裝置運(yùn)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(jī)變頻調(diào)節(jié)后的運(yùn)行參數(shù)。

　　壓縮機(jī)變頻調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)變頻器調(diào)節(jié)（ % ）30 50 70 100輸入頻率（Hz）15 25 35 50電機(jī)電流 I （A）120 195 230 280電機(jī)輸入電壓 U（V）110 190 280 380壓縮機(jī)入口壓力（MPa）+ 0 06 + 0 005 - 0 025 - 0 045壓縮機(jī)出口壓力（MPa）0 100 0 150 0 15 0 155壓縮機(jī)出口溫度（ % ）55 78 90 115加熱爐出口溫度（ % ）58 61 65 68電機(jī)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(jī)出口氣由于并到大的集氣管網(wǎng)， 出口壓力相對(duì)穩(wěn)定（ 3） 電機(jī)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(jì)算年節(jié)電為 93744kWh， 累計(jì)節(jié)電為93744 5= 468720kWh.

　　4. 結(jié)語(yǔ)

　　（ 1） 利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速， 調(diào)整壓縮機(jī)運(yùn)行工況， 減少主電機(jī)無(wú)用功損耗， 具有很大節(jié)電效益。同時(shí)， 可以確保裝置平穩(wěn)運(yùn)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(guò)高的問(wèn)題。

　�。� 3） 變頻技術(shù)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)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(jī)  空壓機(jī)修訂日期：2011-07-06
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