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1企業(yè)介紹
　　山東魯西化工股份有限公司位于山東省聊城市，是一家具有百億年產(chǎn)值的上市企業(yè),，員工近萬人,。公司具有年產(chǎn)合成氨100萬噸、尿素150萬噸,、復(fù)合肥150萬噸,、磷酸二銨15萬噸、硫酸100萬噸的生產(chǎn)能力,，擁有10萬千瓦發(fā)電機(jī)組配套裝置,，是集化肥、化工于一體的綜合性化學(xué)工業(yè)企業(yè),。其下屬企業(yè)魯西化工第二化肥廠,，位于聊城市東阿縣，于1970年開始籌建,，1972年建成投產(chǎn),，當(dāng)時(shí)年產(chǎn)合成氨生產(chǎn)能力3000噸,，發(fā)展到現(xiàn)在，企業(yè)總資產(chǎn)7.62億元,，占地面積34萬平方米,，職工1570余人，成為上市公司,。
　　2008年,，該公司進(jìn)一步加大技改投資力度，投資2.5億元對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)裝置進(jìn)行優(yōu)化,。對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能平衡改造,，甩掉污染嚴(yán)重、能耗偏高的工藝,。從節(jié)能降耗,、環(huán)保角度出發(fā)，投資部分技改項(xiàng)目,，優(yōu)化生產(chǎn)裝置,，降低成本。
2廠家工藝流程及現(xiàn)狀
　　脫硫風(fēng)機(jī)采用的羅茨風(fēng)機(jī)屬于回轉(zhuǎn)容積式鼓風(fēng)機(jī),，它的鼓風(fēng)量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比,，基本不受出風(fēng)口阻力變化的影響，這種硬風(fēng)特性決定了不允許通過關(guān)閉出風(fēng)口或進(jìn)風(fēng)口的辦法來調(diào)節(jié)風(fēng)量,，而且經(jīng)過采取優(yōu)化以上主要工藝環(huán)節(jié)措施以后,，大量過剩風(fēng)量調(diào)節(jié)只能采用旁路，造成風(fēng)機(jī)能量的大量損耗,，而且由于磨損而腐蝕問題突出,，旁通閥門需要經(jīng)常維修。工藝流程設(shè)備圖如下所示：

　　圖1 工藝流程設(shè)備圖

　　該生產(chǎn)線自投運(yùn)以來,，發(fā)現(xiàn)該二系統(tǒng)脫硫風(fēng)機(jī)的問題較大：首先是風(fēng)機(jī)出口的管道振動(dòng)大,、噪聲大，雖說經(jīng)過幾次的技改已有所改善,；另外,，就目前風(fēng)機(jī)送風(fēng)量能力遠(yuǎn)超生產(chǎn)能力，為保生產(chǎn)只能把多余的通過回流管道接到風(fēng)機(jī)進(jìn)口去,。
　　采用甲烷化法脫硫除原料氣中CO,、CO2 時(shí)， 合成氨工藝流程圖如下：
　　造氣 ->半水煤氣脫硫 ->壓縮機(jī)1段 ->變換 -> 變換氣脫硫 -> 壓縮機(jī)2段 ->脫碳 -> 精脫硫 ->甲烷化 ->壓縮機(jī)3,，4,5段 ->氨合成 ->產(chǎn)品NH3
　　原系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)如下表1所示：
　　表1

3改造方案
　　改造前：原系統(tǒng)6KV高壓開關(guān)柜直接到電機(jī),，電機(jī)與風(fēng)機(jī)相連。
　　改造后：在原系統(tǒng)6KV高壓開關(guān)柜后面加入變頻器,，變頻器輸出接電機(jī),，電機(jī)再與風(fēng)機(jī)相連,。
　　改造方案原理接線圖如下圖2所示。

　　圖2 改造方案原理接線圖

　　變頻器配備了自動(dòng)旁路柜,，通過KM3,、KM4的控制，可自動(dòng)（或手動(dòng)）在變頻狀態(tài)和工頻狀態(tài)之間切換,。變頻狀態(tài)下,， KM3閉合，KM4斷開,，變頻器控制電機(jī),；工頻狀態(tài)下，KM3斷開,，KM4閉合，在切換至工頻帶動(dòng)電機(jī),。變頻器可以在重故障時(shí)自動(dòng)切換工頻運(yùn)行,，這樣既保證了變頻器正常運(yùn)行，又避免了直接啟動(dòng)電機(jī)大電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊,。
4現(xiàn)場運(yùn)行情況
　　2008年8月16日,，山東聊城魯西化工第二化肥廠和我公司簽訂高壓變頻器購貨合同，型號(hào)為JD-BP37-450F,。2008年9月30日,，開始安裝就位；2008年10月2日,，一次調(diào)試成功投入運(yùn)行,。整個(gè)變頻器安裝調(diào)試周期都很短，為系統(tǒng)的正常生產(chǎn)提供了有利的保證,。
5節(jié)能效果
　　山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限責(zé)任公司生產(chǎn)的JD-BP37-450F變頻器應(yīng)用于4#脫硫羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造,。由于我廠的每臺(tái)高壓變頻器在出廠前均經(jīng)過實(shí)際風(fēng)機(jī)負(fù)載的整機(jī)出廠檢驗(yàn)和調(diào)試，在現(xiàn)場的調(diào)試又可以在沒有高壓輸入的情況下調(diào)試,，因此在經(jīng)過約一周的施工,、安裝和調(diào)試后，上電試驗(yàn)和試運(yùn)行進(jìn)行順利,，一次投運(yùn)成功,，高壓變頻器一直持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

　　根據(jù)生產(chǎn)情況,，風(fēng)機(jī)運(yùn)行30HZ左右就能滿足了生產(chǎn)工藝要求,；運(yùn)行轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的60%左右。由于電機(jī)為水冷卻,，在低轉(zhuǎn)速下發(fā)熱量并沒有提高,，完全滿足了工況運(yùn)行,。
　　變頻改造后節(jié)能效果顯著，與原有的工頻驅(qū)動(dòng)方式相比,，風(fēng)機(jī)效率穩(wěn)定在理想的范圍內(nèi),，電動(dòng)機(jī)能耗大大降低，節(jié)約電量可達(dá)37％,。特別是機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),，效果更顯著。以下為節(jié)能效果估算：
　　節(jié)能估算條件：是在同一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行比較,，相同生產(chǎn)條件需求下,，同一段母線上的兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)，5#羅茨風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行,，4#羅茨風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行,，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較節(jié)能估算。首先10月份是正常生產(chǎn)時(shí)期,，10月2日開始投入變頻至今,，從此月2日至9日5#電動(dòng)機(jī)耗電能有功功率平均在362KW，而2日投入變頻運(yùn)行后,，2日至9日時(shí)4#電動(dòng)機(jī)耗電能有功功率平均在230KW,。以上數(shù)據(jù)不難看出投入變頻后確實(shí)起到節(jié)能。另外,，無功功率也從原來的平均276KVar降到平均為83KVar左右,，大大改善了系統(tǒng)的無功補(bǔ)償。
　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算,，由于生產(chǎn)使用自備發(fā)電,，以0.386元/kWH的成本價(jià)電費(fèi)，按以下計(jì)算公式計(jì)算,，年節(jié)電效益：年節(jié)電效益＝（工頻時(shí)平均功率-變頻時(shí)平均功率）×天運(yùn)行小時(shí)數(shù)×年運(yùn)行天數(shù)×電費(fèi)單價(jià),，結(jié)果如下：
　　（362kW-230kW）×24小時(shí)/天×300天/年×0.386元/kWH=36.69（萬元/年）,。
　　按照保守的計(jì)算方法,，每年可節(jié)電費(fèi)近37萬元，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,。
　　本次羅茨風(fēng)機(jī)配套用風(fēng)光牌高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)改造成功后,，由于實(shí)現(xiàn)了頻率的遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)和狀態(tài)監(jiān)控，產(chǎn)品運(yùn)行可靠,、穩(wěn)定,，大大地改善了系統(tǒng)工藝，該公司決定再次采購三套風(fēng)光牌高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)用于另外三臺(tái)710kW/6KV羅茨風(fēng)機(jī)配套電動(dòng)機(jī)的變頻技術(shù)改造。
6其他效益
　　6.1 該羅茨風(fēng)機(jī)由于采用變頻控制,，可對(duì)風(fēng)量進(jìn)行精確控制,，而且與閥門控制相比更直觀、方便調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量來滿足生產(chǎn)需要,；
　　6.2 由于采用了變頻技術(shù),，電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，不存在啟動(dòng)電流沖擊,；原來沒有使用變頻器時(shí)電機(jī)直接啟動(dòng),，啟動(dòng)電流高達(dá)200-300A，對(duì)電機(jī)或電網(wǎng)都具有不利的影響?，F(xiàn)在使用變頻器軟啟動(dòng),，啟動(dòng)電流不高于額定電流46A,減少了風(fēng)機(jī)出口壓力瞬間提高對(duì)風(fēng)機(jī)的沖擊，從而延長了風(fēng)機(jī)和其他設(shè)備的使用壽命,；
　　6.3 由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降為原來的60％,，大大減少了風(fēng)機(jī)管道振動(dòng)頻率和噪聲，延長風(fēng)機(jī),、電機(jī)軸承的機(jī)械壽命,，減少了設(shè)備的維護(hù)量。
　　6.4 由于旁通閥門幾乎不操作,，減少了風(fēng)道的振動(dòng)與磨損腐蝕，提高了機(jī)械壽命,。
7 變頻改造總結(jié)
　　根據(jù)針對(duì)該項(xiàng)目的變頻改造經(jīng)驗(yàn)以及同類其他項(xiàng)目的實(shí)踐結(jié)果,，總結(jié)出風(fēng)光高壓變頻器改造具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）安裝簡單。變頻器安裝在高壓開關(guān)柜和電機(jī)之間,，對(duì)原有接線改動(dòng)不大,。
（2）操作簡單。直觀的中文人機(jī)界面,，設(shè)備具有開機(jī),、停機(jī)和頻率調(diào)整等操作。
（3）調(diào)速平滑,。能夠進(jìn)行無級(jí)調(diào)速,，調(diào)速范圍寬，并且調(diào)速精度高,。
（5）節(jié)電明顯,。根據(jù)工況要求，變頻器一般運(yùn)行在27Hz左右,，實(shí)際輸入電流不到額定電流的一半,，節(jié)電率高達(dá)37%以上。
（6）噪音降低,。由于電機(jī)運(yùn)行于較低轉(zhuǎn)速上,，運(yùn)行噪音大大降低,，電機(jī)的發(fā)熱量也有明顯下降。
（7）保護(hù)完善,。變頻調(diào)速系統(tǒng)具有完善的保護(hù)功能,，降低了電機(jī)運(yùn)行中的故障率，并且啟動(dòng)平穩(wěn),，啟動(dòng)電流小,，對(duì)電網(wǎng)的沖擊量小，大大提高了可靠性,。輸出諧波小,。變頻器輸出符合IEEE STD 519 1992及中國供電部門對(duì)電壓失真較嚴(yán)格的要求，高于國標(biāo)GB/T14549-93對(duì)諧波失真的要求,，不需要采用輸出電抗器,。
（8）具有星點(diǎn)漂移功能。三相輸出采用單元串聯(lián)結(jié)構(gòu),，在運(yùn)行中,，如果有任意三個(gè)單元以內(nèi)出現(xiàn)故障，變頻器本身會(huì)自動(dòng)旁路,，同時(shí)變頻器主控系統(tǒng)具有星點(diǎn)漂移功能,，使三相輸出線電壓保持平衡，不會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)造成不利影響,。
8 結(jié)束語
　　從現(xiàn)場運(yùn)行情況來看,，山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP37-450F高壓變頻器性能優(yōu)越，運(yùn)行可靠,，有效地降低了生產(chǎn)成本,，在生產(chǎn)材料成本日益增長的今天，通過有效的節(jié)能改造,，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,。