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应用案例
变频器在焦化厂风机变频改造上的应用
2014-07-31 浏览量:2583

一、现状

某焦化厂炼焦炉鼓冷系统有两台400kW离心风机,一用一备,安装在两台初冷器之前,即一台鼓风机同时对两台初冷器中的煤气进行抽取。工艺上要保证初冷器内维持120Pa正压,则鼓风机需要调速,原系统采用液力偶合器调速。另外,还要求两台初冷器内的正压相同,均为120Pa。原系统是在初冷器的出口处设置手动阀门用人工调节,在调节过程中,不仅要调节阀门的开度,还要同时调节液力偶合器的油压,以此调节风机的转速。阀门和转速都要调节,二者又有一定的偶合度,常常顾此失彼,很难达到工艺要求。另外,液力偶合器调速的稳定性较差及调速的不方便,而且效率低,为满足生产工艺的要求和节能,需要对其进行改造。

二、改造方案

出于节能考虑,将液力偶合器调速改为变频调速。为控制两初冷器内的压力,采用压力闭环控制和电动阀结合控制,该方法是在1#初冷器和2#初冷器上安装两只压力变送器,变送器压力值代表初冷器内的压力值。以1#初冷器变送器的反馈值来控制变频器的输出频率,使其稳定在120Pa的压力上。但是1#初冷器和2#初冷器的出口风道是并联的,由于某些因素,1#初冷器和2#初冷器的压力值可能不相等,这时,由调节器送出的信号到2#初冷器电动调节阀,调节器阀门的开度,使1#初冷器和2#初冷器的压力值相等。但是电动阀的调节影响总压力值,2#初冷器出口处的压力变送器将检测到的压力信号送变频器,由变频器使风机电机升速或降速,维持工艺要求的压力值在120Pa。调节过程要经过几次的反复调节,无需人工介入,都是自动进行的。炼焦鼓冷系统控制示意图如图1所示:



图1 炼焦鼓冷系统控制示意图

三、改造方案的电气原理图和控制原理

1﹑变频器采用森兰SB61P400。考虑到电机是一用一备,为节省投资,两台风机电机共用一台变频器,当电机需要倒换时,仅改变电机外部的接线,变频器控制原理图如图2所示。PT为压力变送器,为四线式的压力变送器接线,还有两根电源线未画出。R为给定调节,也可以用操作面板给定。KM1﹑KM2控制那台电机运行。




图2 变频器控制原理图

因为液力耦合器的效率较低,改造时不需要保留,可将其拆除。留下的空位可装一台减速箱,减速箱的减速比的选择,根据工艺条件决定。即变频器输出频率50(60)Hz时,风机输出最大风量。为减少减速箱安装时的工作量,减速箱需认真选择。

2﹑压力变送器的安装

压力变送器要正确的反映初冷器的压力值,安装位置值得研究,显然安装在初冷器上,即可。为简化控制,用一号初冷器压力变送器的信号反馈到变频器,由此控制一号初冷器的压力;二号初冷器的压力变送器的信号送到电动调节阀调节器上,控制阀门的开度,以平衡两初冷器的压力值。如图1所示。

四﹑节能

改造过程中,去掉了液力耦合器后换为一台1.25︰1的减速箱。生产运行时,变频器的输出频率在34Hz上下变动,计算节能效果如下:

400kW风机风量从100%降低到70%,由于流量与转速一次方成正比,因此转速可以降低70%,负载功率理论上降为34.3%,如果变频调速效率按0.95算,再考虑电动机效率在低功率时和管道系统效率有所下降,电网总输入功率约:

400×(34.3%/0.95/0.85/0.95)=400×44.71%=178.84kW

如果采用液力偶合器,其效率按0.665计算,电网总输入功率为

400(34.3%/0.665/0.85/0.95)=400×63.87%=255.12kW,

二者之差为节约的电能,即:

255.12-178.84=76.28kW

全年按300日计算,年节电:

76.28×300×24=549216kWh。

据实际检测本系统节能在21.9%,不到一年可收回投资,取得了非常好的经济效益。









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