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引言山东某化工有限公司是山东石化集团公司的下属企业，以重油的生产和销售为主。主要产品包括93#、90#车用无铅汽油，液化气、柴油、焦炭、轻质油、丙烯等；其中高压变频器应用在丙烯车间的循环气压缩机上。此负载设备为离心式循环压缩机，参数如下：压缩机型号4V-2S电动机型号YB450M1-2生产厂家锦西化工机械厂生产厂家南阳防爆电机厂介质合成气（CO，H2等）额定功率Pdn450kW功率323kW额定转速n02980r/min额定转速14029r/min额定电压U06kV额定流量20190m3/h额定电流I052.1A入口压力1.35MPa额定功率因数0.88出口压力1.85MPa增速箱增速比1:4.7应用环境分析工艺流程如图1所示：图1：丙烯收集系统工艺流程图在实际应用中，工频时每次启动压缩机都是重载启动，启动起来十分不容易，同时还给工艺上带来很大隐患，比如噪音大，启动电流大，影响设备寿命、压力突变等。另外，由于负载的波动性较大，电机很少在满载情况下运行，仅依靠关出口阀、打回流来调节流量，浪费严重，能耗较高，运行十分不经济。为了解决这一系列问题，通过多方调研，该化工厂决定采用高压变频器对电机进行调速改造。系统方案提出1.变频调速原理按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=(1-s)60f/P=n0×(1-s)………①式中：P-电机极对数；f-电机运行频率；s-滑差。从式中看出，电机的同步转速n0正比于电机的运行频率(n0=60f/p)，由于滑差s一般情况下比较小（0-0.05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n0，所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。而改变频率必须改变供电电压，由交流电机成立的电磁关系式：E=4.44fwΦ………②式中：E-电机电动势，f-定子频率，W-绕组系数，Φ-气隙主磁通。对异步电机调速时，希望主磁通Φ恒定，即U/F保持恒定，所以改变频率时，供电电压也应跟着变化。2.高压变频器技术路线的选择目前，因为功率器件耐压的限制，高压变频器没有像低压变频器一样，有统一的拓扑结构。目前，市场上主流的高压变频器多采用单元串联多电平的拓扑结构，系统结构如图2所示：图2：高压变频器系统结构图由于这种结构是利用低压功率器件实现高压，巧妙的避开了电力电子功率器件耐压不足的问题。同时通过前端的移相变压器，实现了多脉冲整流，具有对电网谐波污染小的优点，有些厂家又把这种变频器称为“完美无谐波变频器。在变频器的内部控制上，利用功率单元输出波形的移相叠加，形成多电平输出电压波形，可以直接适配普通国产异步电机，对电机的绝缘没有特殊要求，并且具有脉动转矩小，无共模电压的明显优点。因为技术成熟，低压功率器件易于采购，因此成为市场上的主流方案。通过全方位的调研，该化工厂确定了英威腾研发、生产的高压变频器CHH100产品。图3：运行中的高压变频器3.一次主回路方案通过咨询和现场分析，决定采用一拖一手动旁路方案：主回路由负荷开关QF、3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3及高压变频器组成（如图3）。其中要求QS2和QS3不能同时闭合，在机械上实现互锁。高压隔离开关QS1、QS2、SQ3加装电磁锁，电磁锁的操作电源使用QF的辅助触点闭锁。只有当QF断开时，QS1、QS2、SQ3的电磁锁才能得电，可以正常操作。在变频运行时，QS1和QS2闭合，QS3断开，变频器得电启动后，电机处于变频运行状态；工频运行时，QS3闭合，QS1和QS2断开，QF闭合后，电机实现工频直接启动，恢复改造前的运行状态。图4：高压变频器工频旁路原理图具体使用效果1、现场技术数据：改变频后比工频运行时的参数对比表：工频变频电机转速2980r/min1200r/min输入电流47A7A功率因数0.470.85出口阀门（FV1001）开度35%-40%100%入口压力1.35MPa1.35MPa出口压力1.85MPa1.43MPa压力差0.5MPa0.08MPa出口流量20190m3/h8455m3/h节省电费为M=1291680-348192=943488元≈94.3万元。2、变频器运行情况：采用变频调速后，带来的最大好处有以下几点：1.电机实现软启动，电机启动电流远远小于额定电流，启动时间相应延长，对电网冲击很小。2.压缩机出入口压力差降低了很多。以前压差5公斤，设备啸叫严重，能达到120分贝；改变频后压差为0.8公斤，噪音仅为75分贝左右。从而减轻了起动机械转矩对电机机械损伤，降低了噪音，有效的延长了电机的使用寿命，相应地延长了许多零部件的寿命；同时极大的减轻了对管道的冲击，有效延长了管道的检修周期，减少了检修维护开支，节约大量维护费用。3.输入电流减少很多，以前电流很多都做了无用功，浪费极大。4.提高了功率因数客户评价通过对离心式压缩机改造前后的对比，达到了预期的节能效果，给用户的生产降低了成本减少了生产设备的维护工作；目前英威腾CHH100高压变频器运行稳定，生产持续，受到该化工厂生产车间、维护班组和公司领导的高度评价。结束语我公司通过对离心式循环压缩机的电机变频调速改造，有效解决了之前运行过程中出现的启动困难问题，改善了生产工艺，延长了设备检修周期，并且取得了良好的经济效益。随着高压变频器市场的进一步成熟，将会有越来越多的设备列入改造之列，为国家的节能减排作出贡献。参考文献[1].高压变频调速系统CHH100系列产品技术手册[2].高压变频器应用资料汇编－石化行业关于英威腾：英威腾，成立于2002年，致力于成为全球领先、受人尊敬的电气传动、工业控制、新能源领域产品与服务供应商，2010年在深交所A股上市。英威腾是国家火炬计划重点高新技术企业，总部员工1100多人，国内、外办事处30余个，控股子公司9家，业务涉及电气传动、工业自动化、新能源、轨道交通牵引、矿用防爆、能源管理、楼宇智能等领域。在基础业务变频器领域，英威腾占据国内领先地位，拥有覆盖高、中、低压通用及各行业专用丰富的产品系列，产品在市政、塑胶、油田、化工、冶金、纺织、机床、矿山等行业广泛应用，产品销售遍布全球60多个国家和地区。北京至福州货运专线北京到上海物流专线北京到南京物流专线小口径膛线无缝钢管gcr15轴承钢管轴承钢管生产厂齿轮泵厂家RY导热油泵LQB沥青保湿泵有载调压电力变压器高出力变压器非晶合金变压器电动二通阀汽水分离器缓闭式止回阀杭州电焊机价格杭州螺杆空气压缩机杭州等离子切割机报价公交刷卡机手持刷卡机手持收费机微机监控电机保护器电机缺相保护器电机微机保护器