高压变频器在油气初加工装置应用的可行性分析

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1、孙胜勇：高压变频器在油气初加工装置应用的可行性分析第6卷第2期高压变频器在油气初加工装置应用的可行性分析孙胜勇(大庆油田有限责任公司天然气分公司)摘要：针对油气初加工装置压缩机组运行中能耗较高且启机操作难度较大的实际问题，结合高压变频器在其他行业的应用情况，提出高压变频器在油气初加工装置应用的想法，分别从变频器自身可靠性、变频器调节装置工艺参数、变频器节能以及变频器的带负荷启动等方面对其应用的可行性进行了详细阐述；同时，提出应用时需解决额定工况点和控制变量如何选取的实际问题，并给出初步的解决思路，得出了高压变频器在油气初加工装置中完全可以应用并比常规控制更具优势的结论。关键

2、词：油气初加工装置；高压变频器；调节参数；控制变量；节能D0I：10．3969／i．issr1．2095—1493．2016．02．005单元进行相应的整流、逆变调整，输出满足负荷需1高压变频器工作原理求的电压等级。高压变频器是指输入电源电压在3kV以上的大2高压变频器应用领域功率变频器，是一种串联叠加性高压变频器，即采用多台单相三电平逆变器串联连接，输出可变频变高压变频器应用范围广泛，主要涉及到电力、压的高压交流电。主要有3、3_3、6、6．6、10kV冶金、石油石化等行业，如电力行业的给水泵、灰等电压等级的高压大功率变频器。浆泵等；冶金行业的引风机、进料泵、高炉鼓风高压

3、变频器通常由移相变压器、功率、控制单机等；石油石化行业的注水泵、管道泵、气体压缩元3部分组成，如图1所示。三相高压电经高压开机等。关柜进入，经输入降压、移相给功率单元柜内的功应用高压变频器对电动机转速进行调节的最大率单元供电，功率单元分为3组，1组为一相，每好处是可以达到节能的目的，尤其是对于变工况的相的功率单元的输出首尾相串。主控制柜中的控制应用场合节能效果更为明显。以南京钢铁集团公司单元通过光纤对功率柜中的每1功率单元进行整的2300kW焦炉引风机为例，为满足工艺需求该引流、逆变控制与检测，根据实际需要通过操作界面风机需周期性工作，25min需要满负荷引风，20min进

4、行频率的给定，控制单元把控制信息发送到功率无需引风。对于恒转速电动机而言，在不需要引风的时间内电动机处于空转状态，电流约为30％～50％电动机额定电流，这部分电流不是做有用功，人机界面而是机械在额定转速下的空转损耗。而应用高压变频器后，完全可以在无需引风时将电动机转速降到30％以下，从而达到节能的目的。根据计算，应用控制柜高压变频器后，焦炉引风机组的综合能耗下降30％，节能效果明显。图1高压变频器结构示意图3油气初加工装置如何应用高压变频器高压变频器通常应用在工艺生产过程周期性变作者简介：孙胜勇，工程师，2008年毕业于大庆石油学院(控制理化的场合，对于油气初加工装置的连续

5、恒定工况的论与控制工程专业)，现从事油田伴生气初加工技术管理工作，E—生产过程是否适应，就目前而言，国内尚无应用案mail：sunshe“gyo“g@petr0china．eom．on，地址：黑龙江省大庆市萨尔图区油气加工七大队，163416。例。以下从几个方面对其应用的可行性进行阐述。12石油石化节能WWW．syshjn．tom⋯⋯蛔_1)高压变频器自身可靠性。从高压变频器的应用领域以及技术成熟度上来看，应用范围广，性能稳定，故障率低，且变频器自身也采用了冗余技术和完备的保护措施，就自身可靠性而言完全能够胜任油气加工装置的生产要求。2)高压变频器节能与工艺参数调节。作为油

6、气初加工装置的核心设备，原料气压缩机(离心机)运行情况的优劣直接影响整个装置的效率、效益。对于压缩机的控制通常都是通过调节入口压力、流量以及出口压力来进行，即对于恒转速的离．．进口压力／出口压力／电动机电流／电动机转速／时刻心式压缩机而言，若想改变机组的工作点，只能通MPaMPaAfr·min1O0：0O过改变管路特性曲线来实现。如图2所示，不但会02：00增加操作难度以及员工的劳动强度，同时也会造成O4：00不必要的能量损失。若能应用高压变频装置，即可06：00通过调整压缩机转速来改变工作点，进而满足生产08：O0需求。当装置负荷在70％～110％的工况下，可通lO：O0

7、过变频器自动对电动机转速进行微调，保证压缩机12：0014：00出口压力恒定，而无需操作人员频繁地调节6压6缩6机66666666616：00入口阀开度以及下游膨胀机入口喷嘴开度，减少系18：00统压力波动，保证装置运行的平稳性。以中石油西2O：0O气东输邳州压气站的高压变频调节异步电8动8机一8离99229：00999988心式压缩机运行报表(表1)为例，说明压缩机组吣9．5o在正常工况时变频器对压缩机出口压力随压缩机人9．00：．．．．—C埘⋯一*⋯⋯一)8．5o口压力变化的调节作用。从运行报表及生成的曲线中可