核心提示:
石油化工生產過程中,流量、液面、壓力等工藝參數常隨工況的改變而改變。隨著市場經濟的深入,以銷定產,加工方案變化頻繁,工況的改變就更加多了。常規的采用控制閥門或擋板開度的方法來改變流量、液面等參數實際上是人為的增減阻力的方法實現調節。能量大量損失在閥門或檔板的阻力上。 變頻調速裝置可高效率、精確地調節交流電動機的轉速,使得流量、壓力、液面等工藝參數的控制由低效的閥門、檔板的節流控制躍變為高效的轉速控制,從而節省大量的能耗。 采用調速控制流量所節省的功率由兩部分組成,一是閥門在二種不同壓頭下損失功率的減少值,二是不同壓頭引起的泵損失功率之差值。調速控制流量時泵的功率大幅度下降,電機本身消耗的功率和調速的方法有關,由于變頻調速是一種高效調速方法,它與滑差調速、液力耦合器調速不同,它沒有滑差損耗,本身固有的損耗極低,因此在各種速度下變頻器輸入功率都近似等于電機的軸功率。 對于泵類、風機類負載,流量與轉速成正比,電機的軸功率是與轉速的立方成正比。因此, 采用變頻調速不同流量時消耗的功率為: P變=n3Ped=Q3Ped 若采用閥門控流量,電機在額定轉速下定速運轉,在不同流量時電機消耗的功率為: P閥=(0.40.6Q)Ped 1、2式中Ped為閥門全開電機以額定轉速運行時消耗的功率,Q為流量的相對值。從1和2可以看出,當流量Q變為額定流量的50時,采用變頻調速時消耗功率為0.125Ped,采用閥門控制流量消耗功率為0.7Ped。節電率為(0.7Ped-0.125Ped)/0.7Ped=82.1,節電效果非常好。 石化企業中大量使用的泵和風機調速節能的多少與具體工況有關,很難給出一個確切的數字。但我們可以通過估算看出它的節電潛力是很大的。圖一為離心式泵的流量與電機軸功率的關系曲線。 圖一泵的流量與電機軸功率的關系曲線 從圖一可以看出不同流量時節電率不一樣。流量越小節電的比例越大。若流量的調節范圍為(0.5-1)Q,在這個范圍內各種流量的運行時間均等,則通過積分可以算出調速調節所省功率的平均值ΔP為: 式3 Pe為電機額定轉速下的功率,Q為流量。 即所節省的功率可達額定功率的40,節能潛力是很大的。當然對某臺機泵來說,節能多少還與運行時間的多少,調節流量與不調節流量的時間比,以及流量調節范圍的大小有關。 實際上石化企業中采用調速節電量往往高于此數。因為由于種種原因現場機泵往往偏大,即使在最大處理量時閥門也不是全開,仍有相當大的阻力損耗,采用變頻調速在此時也能節能。