變頻在煤氣輸送系統(tǒng)的應用

劉建偉

摘 要：該文詳述利用變頻器和DCS集散系統(tǒng)的結(jié)合，改進煤氣輸送系統(tǒng)的操作，指出改造后，具有明顯的易操作性，在節(jié)能、降噪音，減少維修費用、創(chuàng)造效益上效果明顯。

關(guān)鍵詞：變頻器 集散系統(tǒng) 調(diào)節(jié) 節(jié)能

中圖分類號：U263 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0040-01

變頻器的發(fā)展與應用，經(jīng)過三十多年的不斷改進，已經(jīng)完全勝任生產(chǎn)的實際使用，在各行各業(yè)都有出色表現(xiàn)，其性能價格比越來越高，從最初的節(jié)能到速度調(diào)節(jié)和自動化控制，都發(fā)揮著良好的作用。該文介紹的是利用現(xiàn)有變頻器和DCS系統(tǒng)進行改造，從而改善公司煤氣輸送過程的操作，節(jié)能、降噪音，減維修費用，創(chuàng)效益。

1 煤氣輸送的過程

人工生產(chǎn)的煤氣，由工廠生產(chǎn)出來以后，到達城市的居民用戶、及企業(yè)用戶，必須保證煤氣管道的壓力，這一步通常由工廠采用各種風機加壓來完成。

唐山假華煤化工有限公司凈化分廠儲配站采用的是羅茨風機加壓輸送的方法。如圖1所示。

在煤氣的輸送過程中，為了滿足用戶的使用條件，經(jīng)常需要員工操作羅茨風機的回流閥，來調(diào)節(jié)煤氣管道的出口壓力，因此回流的管道中必須保證一定煤氣量，大量煤氣在羅茨風機前后回流，其結(jié)果是電機作無用功，浪費電能；風機機體本身因煤氣壓縮循環(huán)易發(fā)熱；同時易沉淀焦油，影響羅茨風機停車后的再次啟動。煤氣用戶突然加大用量時，負荷的突然增加容易引起電機電流過大的故障停車，這些現(xiàn)象明顯影響煤氣的正常輸送。

2 利用變頻技術(shù)的方案

針對煤氣輸送中存在的問題，我們加快改造啟用變頻設備。使用的電機型號：YB2-355M2-6 200kW，選用的變頻器柜：CCW-I-200為北京鑫科創(chuàng)超維科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。變頻器：ABB公司ACS800。

變頻控制柜裝在配電室內(nèi)。初期我們采用變頻器控制柜的面盤控制方式，即在現(xiàn)場啟動羅茨風機后，根據(jù)煤氣管道的出口壓力，到配電室改變控制柜面盤電位器，調(diào)節(jié)變頻器輸出的電壓頻率，從而控制電機的轉(zhuǎn)速。此時我們達到減少員工操作羅茨風機回流閥的次數(shù)、風機機體溫度下降、環(huán)境噪聲下降的目的。使用一段時間后，我們發(fā)現(xiàn)還有過載停車，觀測儀表與變頻器柜距離遠，手動調(diào)節(jié)調(diào)速電位器不方便，電機提升速度、降低速度的響應時間長。

3 分析變頻調(diào)節(jié)時的影響

在察看相關(guān)資料，ABB公司的變頻器，完成一次手動調(diào)速過程，其設備內(nèi)部需要調(diào)節(jié)的過程如圖2所示。這種變頻器的速度控制調(diào)節(jié)功能，是變頻器的內(nèi)部速度控制器根據(jù)負載和電機與機械的轉(zhuǎn)動慣量進行調(diào)節(jié)。給定速度、微分加速度補償、積分時間、微分時間，及機械設備反應的滯后，往往需要一定的時間。實際使用中，真正的生產(chǎn)需要多次重復調(diào)節(jié)，當達到生產(chǎn)要求，其過程要有10～20min。較長的調(diào)節(jié)時間影響生產(chǎn)的正常操作。

4 改進

針對變頻器的反應速度慢、現(xiàn)場因安裝位置造成的操作不方便。為達到操作方便、調(diào)節(jié)的過程滿足生產(chǎn)。我們分析現(xiàn)場條件，現(xiàn)場具有計算機集散系統(tǒng)，煤氣管道出口壓力監(jiān)測功能。在咨詢廠家后，我們改進了設備，手動操作由計算機給定4～20mA控制信號，引入變頻器調(diào)節(jié)電機速度。自動操作由計算機根據(jù)煤氣管道出口壓力給定相應控制信號后，由變頻器完成電機的調(diào)速操作。改造工作完成后，設備完成一次調(diào)節(jié)過程需要5～20ms的時間，完全滿足了生產(chǎn)的需要。

5 節(jié)能效果

節(jié)電：使用變頻技術(shù)后，測量工作頻率為35Hz，實測電流下降53A，節(jié)約有功功率30kW，可節(jié)約720°/d。

節(jié)省機械維修費用：風機機體溫度下降，故障跳車明顯減少，噪音減小，使用變頻器后羅茨風機的故障率下降。

6 結(jié)語

采用變頻技術(shù)，電機實現(xiàn)軟啟動，減少風機出口壓力瞬間提高對風機的沖擊，延長了風機壽命。變頻設備的價格雖然高于軟啟動設備，但節(jié)電、節(jié)能效果明顯，適于今后風機設備的節(jié)能改造及新設備的安裝。

參考文獻

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