新型变频器在炼油化工装置上的应用

1 概述

    在工业企业中，电机是应用面最广和数量最多的电气设备之一。目前，大量交流电机均工作在固定的转速运行，隔离变送器这已愈来愈不能适应生产工艺对于自动化的要求。同时，其运行在低功率因数和低效率的工况下，对电能是极大浪费。

    由于石化行业的日益激烈的市场竞争，对我厂石油化工产品的型号、质量、数量等提出了新的要求。为了满足隔离变送器这些工艺上要求，隔离变送器 在原驱动电机上，增加变频器系统。这样既可平滑改变物料的输送量，满足了生产工艺的要求，又达到了节能的效果。

    在我厂常一线、常二中采用的隔离变送器变频器系统，既是动力源又是改变工艺参数的执行机构，它取代了原有的执行机构--调节阀，使得介质传输工艺过程控制发生了变革。

    2 变频器调速运行时的节能原理

    在实际的生产过程中，各类泵的负荷选择都大于生产实际需要的流量，而在实际运行中，所需的流量往往比设计的流量小很多，如果所用的电机隔离变送器不能调速，通常只能通过调节阀门来控制流量，其结果在阀门上会造成很大的能量损耗。如果不用阀门调节，而是让电机调速运行，那么，当需要的流量减小时，电机的隔离变送器转速降低，消耗的能量会明显减小。

    H(n1)，H(n2)表示调速时的Q=f(H)曲线，R1、 R2表示阀门调节时的管路阻力曲线。阀门控制时，由于要减少流量，关小阀门，使隔离变送器阀门的摩擦阻力变大，Q2 →Q1， A→B，HA→HB阀门控制时功率消耗P1由0HBBQ1表示。当调速控制时，Q2→Q1，A→C，HA→HC隔离变送器调速控制时功率消耗P2由0HCCQ1表示，若P1>P2则表示隔离变送器调速时功率消耗小于阀门节流时的功率消耗。

P=rQH 泵的轴功率

    Q 流量 H 扬程 r 液体重度

    在B点和C点运行时 PB-PC=Q1(HB-HC)r 这部分就是所节约的电能。

    对于泵负载，有如下表达式：

    Q1/Q2 = n1/n2

    H1/H2 = (n1/n2)2

    P1/p2 = (n1/n2)3

    由上式可知，当转速下降1/2时，流量下降1/2，压力下降1/4，功率下降1/8， 即功率与转速成3 次方的关系下降。如果不用关小阀门的方法，而是把电机的转速降下来，那么随着泵的输出压力的降低，在输送同样流量的情况下，原来消耗在阀门上的隔离变送器功率就可完全避免。在不装变频器时，泵的出口流量靠出口阀控制调节。流量小时，靠关小阀门调节，增加了泵管压差，使部分能量白白消耗在出口阀门上。使用变频器后，可以降低隔离变送器泵的转速，泵扬程也相应降低，电动机输出功率也降低了，隔离变送器从而消除了原来消耗在泵出口阀上的管压差。