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【摘要】文章结合节能减排的重要性,对变频调速技术与其应用原理进行了分析,同时在结合阿科玛氟化工中项目的应用情况,进一步验证了该技术的节能性与实用性,可为类似项目提供参考。
【关键词】节能减排 变频调速 应用分析
化工企业生产过程中不断地消耗着国家能源,同时也给环境造成相当程度上的影响,为创建化工企业的节能减排,在生产线上的节能降耗设计就会显得尤为重要,对于化工设备、电气等的变频调速技术就大大提高了生产效益,通过技术措施提高了风机、泵类等设备的运行效率,达到了节能降耗的目的。
在石油化工生产企业,其主要设备是高能耗的防爆电机,电能耗基本达到95%以上,故此在机电设备的电机运行系统中就会有很大的节能空间,将变频调速技术与电机设备的合理设计,才会有效地控制能耗。
1 化工生产变频调速技术节能的实现
(1)在化工企业传统的生产线上,主要是通过对生产工艺介质的压力和温度以及液位等参数的改变,通过挡板、调节阀及其它相关设备的控制,使风机的输出功率浪费在节流过程,在实际生产的同时,经常需要调整工艺参数,使泵和其他设备在非满负荷运行,造成了大量的输出功率的浪费。
(2)目前,在化工企业的设备控制上,采用变频控制技术对生产线上的设备进行直接控制调试,加入变频器的内置软件,可以通过通讯的方式将设备参数传递给变频调速装置,并对设备的功率与参数进行精确的控制调试,达到控制目的。
通过对上述研究结果,在化工生产线上的设备操作中,如机器启动阶段,变频调速技术的使用可以实现能源的节约,效率高达45%,它可以有效降低电机软启动时候的启动电流,避免了在启动过程中对设备的破坏,更加长了使用的年限,并且进一步提高了节能降耗的效果。
2 变频调速技术实现2.1 变频调速步骤
变频调速技术是通过对交流电动机改变输入电源频率来调节输出转速,交流异步电动机的输出转速和输入频率关系如下:
2.2 变频调速技术节能的实现
2.2.1 设备处于运行中的节能实现
根据流体力学的基本定律分析,风机、泵类设备都是平方转矩负载,它的转速n与介质(气体或液体)流量Q、压力(扬程)H、轴功率P的关系表现如下:
Q1/Q2=n1/n2 (式2)
H1/H2=(n1/n2)2 (式3)P1/P2=(n1/n2)3 (式4)其中Q1、H1、P1为风机、泵类设备在转速为n1时的流量、压力(扬程)和轴功率;Q2、H2、P2为风机、泵类设备在转速为n2时的相似工况条件下的流量、压力(扬程)和轴功率。由式(2)~(4)可知,风机、泵类设备的流量与其转速成正比,压力与其转速的平方成正比,轴功率与其转速的三次方成正比。由此得知,当通过降低转速来减少流量以达到节流功效,节能效果自然明显。2.2.2 化工设备在启动时实现节能
在化工企业的生产线上,某些机器设备在启动时,可能会使用全压启动,这样就增加了电的使用,也对设备产生了一定程度上的破坏,不利于线路与变压器的保护。而且起动转矩过大也会影响设备的正常运行,破坏设备的质量,增加设备养护与维修的次数,这样也不利于节能降耗,会使设备在启动时增加能耗,对环境产生一定的破坏。
因此如果使用变频调速控制技术,可以在一定程度上为设备的启动问题带来便利,并节省能耗,使得设备得到顺利启动,降低了启动冲击,延长其使用的寿命。
3 变频调速技术在阿科玛氟化工项目中的应用
基于以上的描述,在阿科玛氟化工项目的建造中,为了实现节能安装,达到绿色环保的效果,使用了变频调速技术,来对化工设备进行选用。该公司年产6000吨偏二氟乙烯(VDF)和5000吨聚偏二氟乙烯(PVDF)项目中,在设备选型中结合国家节能减排的政策,从源头开始落实节能,变频调速技术的使用让该项目的设备功能得到了很大程度的提高,以下内容将结合该技术在公司中的应用展开论述,详细分析了其节能降耗的具体表现。表1中列出了项目各主要单元的用电负荷情况。
基于节能的理念,在设计安装过程中广泛征集设计与施工单位的意见,针对某些设备的特殊要求,结合其技术与操作运行的要求,在这些设备中安装了变频调速器,这样一来,不但提高了设备的使用功能,也在一定程度上节约了电能,实现了节能环保的目的,具体的设备包括风机、泵、压缩机等。表2列出了需要安装变频器的电机的种类和台数。
表2 需要配备变频器的电机统计
由表2的统计数据可计算配备变频器的电机总负荷为3518kW,如果按每台电机及设备都采取变频调速技术实现节电40%以上、以每年平均运行7500h计算,则每年可节约电能1.05×l07kWh,节约电费640余万元,设备维护费、材料费等都节约100余万元之多。
对于精细化工项目的投资来说,每年能节约700多万的运行成本,可谓不少。故此,变频调速技术的合理、高效应用提高了企业的生产效率;增强了企业利润。
4 结语
目前,应国家发展规划的要求,促进变频节能技术的应用,成为项目建设的趋势。文章结合变频节能技术的优势与其在具体项目中的应用,通过对其节能效果与经济效益的分析可知,其为企业提高生产效率、节省了生产成本,也达到了节能减排的目的。
参考文献
[1] 张锦荣.变频调速技术与节能应用[J].自动化与仪器仪表,2012,11,25
[2] 郝淑荣,王鹤,菲.变频调速技术的应用与分析[J].电气开关,2012,04,15