高压变频器在甲醇装置上的应用

 摘要：本文主要介绍了HIVERT通用高压变频器在平煤蓝天化工股份有限公司中原甲醇厂（40万T/年）高压给水泵和转化炉风机（一拖二）的应用情况，从现场运行情况表明，节能效果明显。

关键词：HIVERT  高压变频器、甲醇、节能。

一、引言  

随着国家经济的高速发展，国内各类能源消耗增大，使能源供应紧张。据不完全统计，中国发电总量60%以上消耗在电机上，而高压电机约占一半以上，同时，高压电机中通过70%拖动的负载是风机、泵类、压缩机，其中真正用到的只有50%左右，另外50%左右的高压电动机处在浪费能源的运行状态，从目前高压变频器在一般应用中，平均节电可达30%，其中高压变频器在风机、水泵类的应用已经深入甲醇行业，节能效果已深入人心。

二、项目和现场工艺介绍

平煤蓝天化工中原甲醇厂是年产40万T的国内第一套投产的甲醇装置，采用天然气前补碳的蒸汽转化，卧式合成塔低压合成和三塔精馏的技术；其中高压给水泵正常运行生产时，出口阀门控制到20%（关）左右，就能满足要求；同时，转化炉鼓风机正常情况，出口挡板处在50%左右就达到了要求，可以看出它们都有较大的节能空间。我厂为响应国家号召，以追求资源利用的最大化和污染排放的最小化为目标，努力发展低碳和节能经济。为了优化工艺和节能减排，公司引进高压变频调速技术对我厂电机进行变频节能改造最终通过技术对比，选用由北京合康亿盛变频科技股份的公司生产的HIVERT通用高压变频调速系统如图1。

图1

三、高压变频调速系统介绍

1高压变频器的基本要求

根据生产要求，需要高压变频器所有控制点进入DCS系统，实现自动控制调速。同时，要求变频器具有重载启动，变频运行与工频运行联锁动作等功能，还需要变频器具有较高的可靠性和稳定性，满足高压电网要求的较低谐波和无功水平。

2高压变频器原理

HIVERT通用高压变频器一般由主电路、功率单元和控制系统组成。

HIVERT高压变频器每相由多个功率单元串联而成，各个功率单元由隔离变压器提供独立移相电源，通过改变串联单元数量，可以很方便地得到不同电压等级的输出，而不受功率器件耐压的限制。中原甲醇厂10KV变频器的每相由9个功率单元组成，共计27个，功率单元额定电压为690V，工作电压为640V，串联后相电压为5760V.(如图3)

               
           图3                                         图4

功率单元原理见（图4），输入电源端R、S、T接变压器二次线圈的三相低压输出，三相二极管全波整流为直流环节电容充电，电容上的电压提供给由IGBT组成的单相H型桥式逆变电路。

3 HIVERT高压变频器的设计规范及特点

（1）、采用自主研发的空间矢量控制正玹波PWM调制技术，精度高、响应快，性能优越；LCD全中文操作画面，运行一目了然。

（2）、输出电压具备AVR（自动调节）及0HZ输出功能，防止高电压损坏电机绝缘，启动力矩大，适合启动力矩高负载。

（3）、转速（飞车）启动和瞬时停电功能，适用于我厂可靠性和连续性要求较高的工况；对电网无谐波污染，功率因数高。

（4）、电源输入、输出符合最严格的IEEstd519-1992和GB/T14549-1993标准，无需单独安装输入滤波器，系统功率因数高，无需功率因数补偿装置，可有效减少无功输入，降低输入容量。减少本厂电网增容费用。

四、节能改造的收益

（1）、改造前电机各项参数

表-1

（2）、改造后（变频运行）电机各项参数

表-2

根据图表数据记录，变频改造前，高压给水泵电机运行功率为：599KW,变频装置投入后，高压给水泵电机运行功率为401KW，频率为：41HZ，变频运行后，减少输入功率为198KW，按每天24小时，电价0.55元/度，一年运行330天计算，每年节约电费约为：198*24*0.55*330=86万，表-1，表-2为平煤蓝天化工中原甲醇厂生产线中的高压给水泵和空气鼓风机A\B上变频器前后的运行与节能情况。

由上面运行记录数据分析，在HIVERT高压变频器投用情况下，按每天24小时，电价0.55元/度，一年运行330天计算，每年节电量约为：3096720KW.H;节约电费约为：170.3万元，节能经济效益显著。

五、HIVERT高压变频器投用后的其他影响

（1）、改善了我厂工艺，调节精度提高；变频器投用后可以平滑的调整风量和调节水量。

（2）、延长了电机等设备的使用寿命，实现软启动和软制动，减少对电机的各种冲击，延长电机定子、转子等电气和机械的寿命。

（3）、变频器投用功率因数提高，减少无功补偿装备的投入，减少企业的费用。

六、结束语

在平煤蓝天化工中原甲醇厂投用HIVERT高压变频器由，在改进工艺的同时，也降低了设备的维护费用，取得了良好的经济效益；达到了节能降耗的目的，也为下一步企业的节能改造创造了好的基础。