变频调速技术在石油化工生产中的应用探析

姜家林 陈羽中 咸集福

摘 要：变频调速技术在工业生产中应用得非常广泛。文章根据实际生产经验对石油化工工业生产中的电动机、风机、泵等设备的调试技术进行具体分析，从而证明变频调速技术对石油化工生产的节能减排、设备的故障率降低以及使用寿命延长起到了巨大的作用，同时变频调速技术的应用提高了企业的经济效益和社会效益，推进了企业的节能减排和可持续发展。

关键词：变频调速技术；电动机；石油化工；应用

前言

石油化工行业是每个国家的经济支柱产业，同样也是工业生产中的高能耗、高污染行业。近几年来，随着国家政府对石油化工领域节能减排的重视，企业也开始对高能耗、高污染的领域展开了科技攻关、技术改造、应用以及推广。变频调速技术是一项使用广泛的节能技术，文章根据自身的生产实践，对电动机、风机、泵、阀门等关键生产装置的变频调速技术改造进行了具体的论述，从而证实了变频调速技术对延长设备寿命、降低设备故障率、提高企业经济效益和设备效益的巨大作用，为石油化工企业的降本增效以及可持续发展提供了有力的支持。

1 变频调速技术在石油化工生产中的应用

在石油化工企业生产中，电动机、风机泵等是应用最广和数量最多的电气设备，在设备设计时，这些设备通常都是按照满负荷工作需用量进行设计选型，并留有百分之十的余量，但在工业生产中，加工量、物料量等工况都会发生变化，流量、液面、压力等工艺参数都随着工况发生改变，所以电动机、风机等设备的满负荷运转就会造成极大的浪费。变频调速技术是一种PID控制技术，它可以根据设备的工艺负载对电动机的输出频率和转速进行精确调节，在保证生产工艺要求压力的情况下，实现最大程度的节能，而且变频调速技术可以实现电动机的软起动和软停机，减少了电动机收到的电压冲击，降低了设备故障率，延长了设备使用寿命。

1.1 变频调速技术的节能原理分析

在石油化工的行业中，最常用的是泵类、风机类设备，按照流体力学分析，这些负载都属于平方转矩负载，转速、介质、流量、压力、轴功率都对设备的节能效果有着直接的关系。

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式中：N为转速；Q为介质流量；H为压力；P为轴功率。

从上面的公式可以看出，泵类、风机等设备的转速与介质流量成正比，转速平方与压力成正比，转速的立方与轴功率成正比，所以在适当的条件下降低转速，可以有效的减少流量，实现节流，降低传统设备的节流阀浪费的功率。如果转速降低到原来的五分之四，轴功率就可以降低到原来功率的百分之五十左右；如果流量需要减少百分之四十，轴功率就会降低到原来的百分之十不到，节能效果非常明显。

1.2 变频调速技术在设备启动时的节能原理分析

泵类、风机等设备在启动时通常采用全压启动的方式，这时的电机启动力矩极大，需要从电网中吸收额定功率五到七倍的电流，这样不仅造成电能的巨大浪费，还会给电网以及机器设备造成很大的冲击，加快了设备的损坏速度，给设备的保养造成了很大困难，同时降低了设备的使用寿命。采用变频调速技术，可以对设备进行变频启动，从而有效的解决设备启动时的巨大电能消耗，提升设备的使用寿命。在对设备进行变频调速设计时，要充分考虑到设备的负载特定，石油化工领域通常有三种模式对设备进行变频启动：（1）限流启动，在电机启动时限制启动的电流，这种启动模式适用于启动电流较高的电机；（2）降压启动，在电机启动时，电压是从小到大逐步加载的，这种启动方式通常用于重载启动；（3）转矩控制启动，在电机启动时，将转矩从小到大进行线性加载，这种启动方式通常用于重载启动。这三种启动方式都可以实现平稳启动，降低启动功率，节省能源的效果。

在石油化工的实际生产中，变频调速技术的使用范围很广，典型的有化肥装置渣油进料泵、加热炉的加工鼓风机、液氨输送泵等，这些设备通常都有离心泵装置，变频调速技术在这些设备中起到的效果很好，节电率可以达到百分之六十左右。变频调速技术的节能技术改造不仅获得了较好的节能效果，同时还为其他设备的节能技术改造提供了榜样，成为了石油化工企业节能降耗的亮点。

2 结束语

石油化工行业一直是国民经济的支柱行业，但高能耗、高污染也一直被人诟病，文章根据实际生产调研，对变频调速技术在石油化工领域的应用进行了具体的分析，实践证明：利用变频调速技术的节能、便于控制的特点对石油化工行业进行改造，使这类企业通过提高自动化水平实现节能、降耗、增效的目的，具有非常重要的现实意义，也有利于企业在将来的可持续发展。

参考文献

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[2]姜兴元.变频调速技术在风机、泵类节能分析中的应用[J].新疆有色金属，2010（3）：71-73.

[2]汪学峰.变频调速节能技术在石油化工行业上的应用[J].上海电气技术，2011，4（3）：33-36.