新型变频器在炼油化工装置中的应用介绍（下）

　　2013年化工工程师考试网络辅导招生简章

　　1 变频器系统的运行情况

　　1997年7月，我厂在常一线泵和常二中泵电机上安装东芝A5P变频器后，运行情况与工频比较，如下所示：

　　(1) 电机运行参数和节能情况的比较

　　节电功率=((39.160.82380)-(16.30.9168))1.73=16846(W)

　　节电率=((39.160.82380)-(16.30.9158))/(39.160.82380)=79%

　　节电功率=((44.60.8380)-(200.9121))1.73=19688 (W)

　　节电率=((44.60.8380)-(200.9121))/(44.60.8380)=83%

　　从比较表可以看出，使用变频器后既可满足生产需要，又可大量节能。

　　(2) 控制精度的比较

　　在相同的工艺条件下，采用工频和变频运行时，绘出泵的出口流量波动曲线。泵采用变频调速后，流量控制精度非常高，记录仪记录的曲线为一条非常平稳的记录线。

　　2.应用效果及经济效益分析

　　变频器投入运行以来，运行可靠，自动化程度高，节能效果显著，取得了良好的经济效益。

　　(1) 工艺控制平稳：由于变频器的高精度调节，调节信号有高速传递性，减少了以前仪表控制带来的滞后现象，从而使系统控制精度提高，压力稳定，产品质量得到了提高。

　　(2) 节能效果显著：按年8000小时计算，泵114/1年节约电量：节电率电动机工频功率工作时间=79%21.11千瓦8000小时 =133415千瓦时 泵109/2年节约电量：节电率电动机工频功率工作时间=83%23.45千瓦8000小时 =155708千瓦时 泵114/1和泵109/2共节约电费：节电量电价=2891230.50=144561元 变频器改造费用为15万元，所以只需1年左右，就可收回投资。

　　(3) 维护量减少：由于出口阀全开，电动机降速运行，使得管网压力下降，减少了工艺设备的泄漏，降低了机泵磨损，降低了电机的温升，设备维护周期延长。由于变频器代替了调节阀，解决了由于调节阀故障高给生产带来的影响，使仪表的维护量减少。

　　(4) 系统实现了软起动：由于变频器具有软起动功能，减小了对电网的冲击。

　　3.变频器应用时应注意的问题

　　(1) 用变频器时一定要满足工艺的要求，在某种特定环境下，老装置的机泵因扬程、流量所限制，变频器不一定适用，且非变工况运行的机泵也不宜采用。不能千篇一律照搬，而应从工艺条件、机泵本身的参数出发而定。

　　(2) 变频器调速时，需要电气、仪表、工艺、设备各专业人员密切配合，以保证变频器安全运行。工程技术人员在安装投用前要对有关专业人员进行培训。

　　(3) 大多数生产装置的仪表控制阀大多采用风关阀。采用变频器后，风关改为风开调节，需要注意，以免造成事故。

　　旋转阀在炼油化工装置中的应用介绍

　　1、旋转阀的特点

　　阀通常分为直行程式和旋转式两大类。直行程阀通过一个直线运动的部件如闸板来允许或切断物流。直行程式的阀有截止阀、闸阀、隔膜阀等。旋转式的阀通过一个转动的部件来允许或切断物流。旋转部件能转动90度的旋转阀叫1/4旋转阀。有时候1/4旋转阀的分类可以扩大到转角小于270度的旋转阀。由定义可以看到，旋转阀是一种通过旋转部件如转动挡板旋转90度使阀从开位变化至关位的旋转阀。旋转阀一般具有如下的特点。

　　(1)可调范围宽

　　在流程工业中可调范围是最关键的，旋转阀的可调范围大约为150：1(VALTEK的球阀的可调范围可以达到300：1.蝶阀和凸轮挠曲阀的可调范围为100：1)。对应的截止阀的可调范围为30：1.也就是说旋转阀可以提供5倍宽的可调范围。例如在最大流量是1000升/分，截止型阀能够有效地将流量减少到30升/分，同时旋转阀可以将流量调整到低于10升/分，对关键的阀控制流量越精确在流程中重复性越好，直接地降低了流程工业中不合格的产品。

　　偏心旋转阀的两个特点提高了它的可调范围，第一个是其孔板式的设计，偏心是一个有效的1/4的园，偏心阀芯是V型的，而传统的阀芯是园形的，当偏心旋转阀是关的时候，它的小的V型使得在低流量时形成非常精确的控制，对大流量，它几乎将阀门打开到几乎与管道的直径相同。第二个特点是执行机器的行程旋转阀的执行机构有带一定行程的膜法和气缸两种。1”的截止阀的行程大约是3/4”~7/8”而旋转阀的行程超过2”。对任何其它尺寸的阀门。输入端的行程越大，则在工作端的控制越好。

　　高可调比的控制阀提供按配方要求的精确的配比，而不论各流路流量的大小，传统的线性或调节阀不再适应这样的任务，旋转阀可以提高装置性能同时降低控制阀在工厂生命运行周期中的成本。

　　可调范围宽的旋转阀允许用户提高严密切断的标准，从而提高成本/效益指标。金属阀座加上用特殊材料制成的村里能够延长阀门的使用寿命，提高阀门的性能。简单的旋转结构的设计，可以使维护工作量减到最少。降低业主的生产成本。

　　(2)严密切断

　　直行程阀的轴是阀杆进出阀体，每个周期都带出产品，对于直行程设计避免泄漏是困难的，它能将不希望的产品带入到生产过程系统中，并能产生较大的不能接受的工厂挥发性的外泄漏。旋转阀的旋转设计本质上不存在这个问题，因为这种阀采用了低滞后，高推力的气缸式执行机构，可提供比其它形式的执行机构更精确更高的稳定性，有能够提供长期严密切断的金属阀座。

　　(3)流通能力大尺寸小

　　直行程阀的流通能力是安装阀的管道流通能力的分数，提高流通能力的方法是提高直行程阀的尺寸，通常可能比管道还大。旋转阀的容量大约是相同尺寸的直行程阀的2~3倍，旋转阀能够用于提高掺合量而不改变进料管线的大小，可以极大地降低成本，基于这个原因，部分旋转阀已经设计成可代替截止阀的法兰面对法兰面的连接形式，并配有连接螺栓，这类阀甚至比他们所替代的截止阀还便宜。

　　(4)抗气蚀

　　在流程工业中节流可引起大量的气蚀，气蚀可能损坏管道，产生不可接受的噪音等级，同时还可对计量系统产生扰动而引起不清楚或不可靠的读数，旋转阀具有坚固的设计，大大减少了由于水锤现象造成阀门动作失败，同时其阀芯可以吸收部分多余的能量，明显地降低气蚀及相关的问题。

　　(5)无外泄漏

　　标准的旋转阀比标准的截止阀设计的外泄漏要好100倍，截止阀的阀杆的运动将灰尘拉出将沙子带入阀从而损坏了石墨填料。在旋转阀中阀杆不作任何进出的移动，而作旋转运动，从而不伤害填料，避免了外泄漏。

　　(6)维护费用与备品备件

　　金属座旋转阀比截止阀的备品备件要少得多，维护通常也比较容易。

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