变频调速器代蝶阀在输送管线上的应用

变频调速器代蝶阀在输送管线上的应用

1控制方法合理目前，中国的许多设备使用手动分离器来控制流量和流量，这是最浪费和最不合理的控制方法。秦京输油气分公司负责秦皇岛到北京的原油输送(用地下输油管道输送原油),秦京线6个输油站共12台加热炉,目前已经全部采用东芝VF-A3变频调速器控制风量,节电效果显著,设备维修量小。2低频衡量器代替军阀的过程2.1交流交流系统交流风采用蝶阀控制加热炉助燃风系统的原理如图1所示。原油从加热炉的炉管中流过,出炉温度信号由温度变送器TT传给计算机,计算机根据设定的温度来控制调节阀M1的开度,调节喷进加热炉的燃油量(出炉温度低于设定温度就增加燃油量,反之就减小燃油量)。由燃油流量计测得燃油量,送入计算机,计算机根据燃油量的多少调节蝶阀M2的开度,来进行合理配风,油风配比在1∶14(1kg燃油配14m3风)时燃烧效果最好。由于蝶阀的阀体挡板装在风道里,即使全开,也有一定节流。冬季大负荷运行时经常会出现风量不足的问题,而夏季小负荷运行时,蝶阀开度较小就能够满足风量的需求,由于风机电机的功率基本不变,蝶阀节流会造成很大的耗电损失。为此,秦京输油气分公司在秦皇岛输油站2号加热炉风机上安装了东芝变频调速器进行试验。变频调速器能将50Hz的交流工频电源变成0～50Hz可调的交流变频电源,而电机的转速与交流频率成正比,所以改变变频调速器的交流输出频率就可改变电机的转速。变频调速器控制风量的原理如图2所示。风管线上拆掉了蝶阀M1,由变频调速器代替蝶阀进行风量调节。操作员向计算机输入生产需要的出炉温度,计算机就会控制燃油量的大小,由燃油流量计测出燃油量,送入计算机,计算机控制变频调速器使风机转速变化,达到1∶14的油风配比后,计算机再根据风量来调节变频调速器的频率,改变电机的转速,使风量增加或减少,从而达到合理配比。该变频调速器抗干扰性强,节能效果明显,加之具有“瞬停不停”功能和“瞬停再起”功能,很少跳车,运行平稳又节电。2.2风压开关改造在秦皇岛输油站两台加热炉风机上安装变频调速器的成功试运行后,秦京输油气分公司逐年推广用变频调速器代替蝶阀的措施。2005年12月前,秦京线12台加热炉全部取消了风道中的蝶阀和为程序控制需要而设置的风压开关,由加热炉计算机输出的风量控制信号直接控制变频调速器频率的变化,从而控制了风量。主要设备的技术参数见表1。12台加热炉的风机改造,收到了显著的节电效果。改成变频调速器后,风道畅通,风量由改造前的6500m3/h提高到7000m3/h以上,在冬季加热炉大负荷运行时,不仅风量充足、燃烧效果好,还节约了燃料油。3经济分析3.1交流交流系统调速器系统见图2加热炉原设计的风量调节蝶阀及执行器16000元/套,风管线进口风压开关4000元/个,共计20000元。现设计的变频调速器25000元/个,投资相差5000元。由于风量调节阀及执行器为机械设备,经常因磨损而更换零件且维修量大,而变频调速器没有机械动作机构,维修量很小,所以实际投资基本相等。另一方面,变频调速器还能明显地节约电费。3.2加热炉各负荷节点因为设备的运行负荷存在着不稳定性,因此进行了估算。2003年对宝坻输油站加热炉的风机变频设备进行了节电测算。在同样负荷条件下,分别抽测1d的变频运行耗电量和工频运行耗电量,并进行1a的耗电量估算。由于夏季加热炉小负荷运行,节能效果较大,冬季大负荷运行,节能效果较小,而加热炉多数时间是中负荷运行,所以对加热炉进行中负荷节电估算。表2是宝坻输油站的变频运行8h的测算结果(变频调速器代替蝶阀调风),表3是工频运行8h测算结果。通过表2的电压和电流可计算出月平均耗电为(变频运行功率因数cos准为0.9):每年中负荷运行5个月,1kW·h电按0.5元计,则电费为:通过表3的电压和电流可估算出月平均耗电为(工频运行功率因数cos准为0.8):所耗电费为:从表2可见,中负荷运行时,变频频率仅为17.6～19.6Hz,节电明显,宝坻输油站两台加热炉,每年节约电费:(30372.50-9567.50)×2=41610(元)。3.3实际能耗对比经过详细查阅迁安、丰润、宝坻3站6台加热炉的实际耗电的历史记录,对风机变频调速器投用前、后同期的2个季度实际耗电量进行了比较(见表4)。从表4可看出,两个季度共节电251058kW·h,按0.5元/(kW·h)计,共125529元,全年约节约25万元。6台变频的设备费和安装费共投资29万元,通过对比可知,约1a时间即可收回投资。4交流交流变桨,解决了冬季大负荷变频调速器代替蝶阀控制风量的节电应用,消除了节流损失,节约了大量的电能,减少了维修量,同时,风道畅通,解决了冬季大负荷炉子风量不足的问题,燃烧质量好,节约燃料油。以上理