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這篇文章主要給你介紹的是壓縮機變頻工藝在原油穩定設備中的效用，講到這里，空氣壓縮機可以利用變頻的技術來降底能源的使用，從而節省普通日常的工作開支。
利用變頻技術改變電機轉速， 調整壓縮機運行工況， 減少主電機無用功損耗， 具有很大節電效益。同時， 可以確保裝置平穩運行。在工業生產中， 一些較大功率設備在負荷不足或工況不穩的情況下， 可探索利用變頻技術調整設備工況， 解決能耗過高的問題。變頻技術可實現無級變速， 調速范圍大， 調速平滑， 易于操作。
喇一原油穩定裝置于 1986 年投產， 設計處理原油 10000t/ d， 日產輕烴 20t.主要設備是從美國引進的螺桿壓縮機， 型號為 200H165.主要設計參數： 處理氣量 1000m 3 / h， 入口壓力 - 0 03 - 0 05MPa， 壓縮機工作轉速 10310r/min.從 1994 年開始， 隨著大慶油田采油六廠一礦原油產量的下降， 裝置其它配套設備老化， 裝置負荷率也在下降， 壓縮機不能滿負荷運行， 有時靠補氣運行， 裝置效益下降。1996 年以來， 由于企業向市場經濟改制， 每年都有 1 2 月的輕烴銷售不暢， 裝置被迫限產。此段時間裝置負荷率僅為 60% 70%， 靠補氣回流維持運行， 壓縮機主電機額定功率為186kW， 30% 左右的功率在做無用功。為此， 需要對該裝置進行節能改造。
1. 變頻節能改造工作原理
根據異步電動機的轉速公式， 異步電機的調速方法有 3 種：改變電機的磁極對數。這種方法因異步電動機極數只能成倍跳越式改變， 因此這種調速是有級調速， 在生產中既不經濟也不實際；改變轉差率。這種方法電路連接也較復雜， 改造較困難， 生產中也不易操作； 改變供電電源的頻率。
這種方法根據旋轉磁場的轉速和輸入電流的頻率成正比， 當改變電流頻率時， 可以改變旋轉磁場的轉速， 因而轉子轉速也隨之改變， 可達到調速目的。
用這種方法調速， 調速范圍大， 可以實現平滑變速， 是異步電動機的一種比較合理的調速方法。變頻器可實現這種調節， 該裝置首先將 50Hz 交流電，用可控的整流器變為直流電， 再用逆變器變換為頻率可調的交流電源， 從而控制電機轉速。為了保持電壓與頻率比不變， 以維持電機的主磁通不變， 在變頻的同時， 可通過脈沖的幅度和寬度來調節電壓的幅值。電壓、頻率同時降低或升高以達到調速、節電的目的。
2. 變頻改造方案
2.1主要設備選型
�。� 1） 變頻器。根據壓縮機電機功率和額定電流， 選定型號為 VS 616H3 的變頻器， 該變頻調速器由日本生產， 其主要參數： 電動機適用功率< 200kW； 電壓等級為 400V 級； 調頻范圍為 0 50Hz.
（ 2） 壓力變送器。根據工藝條件選定防爆型，壓力范圍- 0 1 + 0 1MPa， 輸出信號為 4 20mA.
�。� 3） 調節器。調節器是該控制系統的核心部分， 選用 DTL ？ 3110 調節器， 輸入、輸出信號是4 20mA， 工作電源 24V 直流電。
�。� 4） 其它用料�？諝忾_關、交流接觸器、控制電纜、電力電纜等按規范選取。
2.2改造方案
選用日本制造的高性能、低噪音的通用型變頻器， 在原電機的三條進線上加裝變頻器， 變頻器輸入端， 接交流接觸器、空氣開關最后接至 380V 進線。輸出端通過電纜與電機相接。
在壓縮機入口管線處接一壓力變送器， 工作范圍是- 0 1 + 0 1MPa， 用來測量壓力信號， 壓力變送器能把被測量的壓力值轉化成 4 20mA 的直流信號輸出。該變送器工作電源為 24V 直流電，為防爆型。通過控制電纜接至控制室操作盤上的調節器選用 DTL 3110 型， 輸出信號為 4 20mA， 由控制電纜接至變頻器控制信號輸入端。變頻器的控制通過調節器來實現， 調節器可分為自動控制和手動控制， 根據壓力變送器輸入的電信號， 把調節器的調節范圍定在 0 ， 將調節器輸出信號接到變頻器的輸入端， 通過設定調節器的設定值， 控制變頻器的輸入信號值， 再通過變頻器的工作， 輸出相應頻率的三相交流電， 進而控制壓縮機電機的轉數。達到了調整壓縮機負荷的目的。例如： 當確定壓縮機入口正常操作壓力在- 0 04MPa 時， 設定調節器的相應值， 同時將調節器設定到自動狀態，則變頻器就可根據調節器的定值， 輸出對應頻率的三相交流電， 壓縮機在一定負荷下運行。當壓縮機處理氣量出現波動時， 入口壓力偏離操作值較大，超出？ 0 01MPa 時， 此時也超出調節器的設定值范圍， 調節器通過控制輸入到變頻器電信號自動調節壓縮機轉速， 使壓縮機減少或增加處理量， 壓縮機始終處于更佳運行狀態。壓縮機電機不再做因負荷不足補氣回流引起的無用功， 從而可節約大量電能。由于變頻器更大變頻輸出為 50Hz， 因而即使當氣量過多壓縮機也不會超速運行。對于負荷減少（ 如限產、原油計劃來料少等） ， 變頻器也可打到手動位置， 由操作工手動調節。
3. 改造效果及經濟評價
該項目是 1994 年 6 月完成改造， 投運以來一直運行正常， 生產裝置在來料不穩或來料少及輕烴銷售淡季時， 保證了生產裝置的平穩運行， 同時，節電效益顯著。特別是 1997 上半年國際石油價格低落， 國內石油銷售不暢， 油田關井壓產時， 該裝置原油處理量大幅度減少， 通過變頻器的調節， 確保了裝置的正常開工。
由于壓縮機主電機沒有單獨的用電計量表， 綜合統計1994 年6 月至1999 年6 月裝置運行情況， 平均每年不足70%負荷的天數為 60d， 不足 50% 負荷的天數為20d.壓縮機變頻調節后的運行參數。
壓縮機變頻調節運行參數統計變頻器調節（ % ）30 50 70 100輸入頻率（Hz）15 25 35 50電機電流 I （A）120 195 230 280電機輸入電壓 U（V）110 190 280 380壓縮機入口壓力（MPa）+ 0 06 + 0 005 - 0 025 - 0 045壓縮機出口壓力（MPa）0 100 0 150 0 15 0 155壓縮機出口溫度（ % ）55 78 90 115加熱爐出口溫度（ % ）58 61 65 68電機功率理論值（kW）11 37 1 64 4 106 4注： （ 1） 表中數據是在變頻器調頻穩定 1h 后， 間隔 10min 錄取的 5組數據的平均值（ 2） 壓縮機出口氣由于并到大的集氣管網， 出口壓力相對穩定（ 3） 電機參數： 額定功率為 186kW， 轉數為 2975r/min， 頻率為50Hz， 額定電流為 338A計算年節電為 93744kWh， 累計節電為93744 5= 468720kWh.
4. 結語
�。� 1） 利用變頻技術改變電機轉速， 調整壓縮機運行工況， 減少主電機無用功損耗， 具有很大節電效益。同時， 可以確保裝置平穩運行。
�。� 2） 在工業生產中， 一些較大功率設備在負荷不足或工況不穩的情況下， 可探索利用變頻技術調整設備工況， 解決能耗過高的問題。
�。� 3） 變頻技術可實現無級變速， 調速范圍大，調速平滑， 易于操作。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機 空壓機修訂日期：2011-07-06
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