天然氣處理站AC-715空冷器加裝變頻器節能效果評價

史德平

【摘 要】通過對大港油田天然氣公司天然氣處理站深冷裝置AC-715空冷器加裝變頻器后的節氣、節電情況進行分析，得出了該改造項目取得了可觀的節能效果的結論。

【關鍵詞】空冷器;冷卻效果;變頻;節能

1.改造原因

天然氣處理站AC-715空冷器主要由翅片管束和兩臺軸流風機組成，是深冷裝置的一個工藝環節，作用是對膨脹機增壓端出口的天然氣降溫。該空冷器的冷卻效果受周圍環境溫度影響較大，在冬季時保持一臺風機工頻運行也存在冷卻效果過深的問題，既不利于后續的V-160和T-1000塔安全運行，也造成了T-1100塔熱負荷過大，從而導致深冷裝置整體能耗水平較高。為了解決深冷裝置AC-715空冷器在冬季冷卻效果過深的問題，天然氣公司立項進行了AC-715空冷器加裝變頻器的改造，對其中的AC-715B風機加裝了變頻調速功能，使AC-715B風機的轉速能夠根據空冷器出口溫度自動進行調整，從而實現空冷器冷卻效果與工藝實際需要相適應。在將近四年的運行時間里，該變頻器運行可靠，實現了AC-715空冷器冷卻效果根據生產運行需要自動調節的功能，達到了項目預期目標。本文主要對該項目的節能效果進行分析。

2.節能情況及經濟效益分析

（1）深冷硅油爐燃氣消耗節約情況分析：

AC-715空冷器增加變頻器后，后續的V-160、T-1000塔溫度得到適當提高，硅油爐負荷得到降低，因此從理論上分析硅油爐的燃氣消耗應該有所降低。下面對改造前后硅油爐燃氣消耗實際情況進行對比分析：

2009年10月份改造完成，變頻器投入運行，選擇2008年11月～2009年2月深冷硅油爐的燃氣消耗量與2009年11月～2010年2月深冷硅油爐的燃氣消耗量進行對比分析。其中2008年11月～2009年2月天然氣處理站深冷裝置處理天然氣12333萬方，硅油爐消耗燃氣569380方，即平均每處理1萬方天然氣，硅油爐消耗天然氣46.17方。2009年11月～2010年2月天然氣處理站深冷裝置處理天然氣11459萬方，硅油爐消耗天然氣471426方，即平均每處理1萬方天然氣，硅油爐消耗天然氣41.14方。

因此，AC-715空冷器加裝變頻器后，深冷裝置每處理1萬方天然氣，節約燃氣消耗5.03方。

通過比較兩個時間段的日生產運行歷史數據也可以發現，AC-715空冷器加裝變頻器后，V-160溫度得到了回升（改造前為45℃～47℃，改造后為42℃～43℃），硅油爐的日耗氣量也得到了明顯下降。

按照近年來冬季平均每天接收天然氣100萬方，冬季深冷一期裝置運行120天計算，一個冬季可節約硅油爐燃氣6.04萬方。

按照3元/方天然氣價計算，折合18.12萬元。

（2）節電情況分析：

改造后，風機實現了20～50Hz之間的變頻運行。根據文獻資料以及處理站專業人員實測，風機電機的耗電功率與風機轉速的三次方近似成正比關系，例如風機在30Hz運行狀態下的耗電功率是其工頻運行狀態下的

（30/50）3 ×100%= 21.6%

因此變頻改造也會使空冷器本身節約電能消耗。改造前AC-715空冷器在冬季保持一臺風機工頻連續運行狀態，通過分析電機的電流，可以計算出AC-715空冷器冬季平均耗電功率為10.3千瓦。改造后，AC-715空冷器在冬季保持一臺風機變頻運行狀態，根據生產運行歷史數據，可以計算出AC-715空冷器平均耗電功率為3.8千瓦，因此每個冬季AC-715空冷器可以節約電能

（10.3-3.8）×24×120/10000 = 1.87萬千瓦時。

按照電價0.8元/千瓦時計算，折合電費1.50萬元。

改造后，每年的燃氣、電能節約費用合計為19.62萬元，其中燃氣消耗節約的費用占總節約費用90%以上。

3.結論

該改造項目的投資成本包括變頻器購置費、安裝費一共4萬元，而該改造項目一年取得的收益就達到19.62萬元，大大超過了投資成本。因此，該改造項目投資小，收益高。另外，取得的經濟效益中燃氣節約費用占絕大部分，而空冷器風機本身的節電費用僅占一小部分，這也啟發我們在進行節能監測、能效分析和節能改造時不要局限于單體設備，也要分析工藝系統整體設計是否合理，能源是否得到有效利用，并且后者往往具有更大的節能潛力。

參考文獻：

[1]王賀岑，鄒文華等.風機變頻改造節能技術在火電廠的應用研究[J].中國電力，2002，35（2）：70-74

（作者單位：天然氣公司天然氣處理站）