采用变频技术降低石化蒸馏装置的能耗

郭锋

摘 要：玉门炼化总厂原油供应日益紧张和原油劣质化，生产调节频繁，流量波动较大，导致机泵经常处于“大马拉小车”的情况，采用变频调速技术进行调控，不仅流量调节灵敏，节电效果良好，而且生产操作也比较方便，使设备运行更加平稳，延长了使用寿命。常减压车间是炼油厂的龙头车间，常减压的能耗在整个炼厂中占有很大比重，因此节能技术的应用在常减压就显得意义重大。

关键词：变频；能耗；效果；选型

中图分类号：TE624 文献标识码：A

1 常减压装置变频技术应用现状

常减压装置受限于原油供应日益紧张和原油劣质化，生产调节频繁，流量波动较大，处理量受限于下游装置，造成常减压蒸馏装置处理量波动大，也造成各侧线流量变化大。使得装置的机泵经常处低负荷的情况。在常减压装置上应用变频调速技术是在2010年的加热炉改造中，炉子的鼓风机和引风机利用了变频技术，其余大部分都是传统的调节方法， 调节进出口管路的阀门，应用旁路调节，或采用压低流量来调节。导致节流损失大，设备效率降低，属于高耗能调节方法。

1.1能耗分析。根据基准能耗的标准，每套装置都可以分为固定能耗+随加工量变化的能耗，可是每套装置的基准能耗计算都不一样，因此本文只以能耗负荷变化为主，以常减压250万吨/年为满负荷，计算出能耗与负荷之间的相应变化即可，2012年能耗（根据2013技术达标报告数据表1）计算为：20.2×103×0.01×3684+20.2×103×0.08×7.12+20.2×103×0.23×4.19+20.2×103×0.03×96.3+20.2×103x2.45×10.89+20.2×103×9.61×41.868

=122512MJ，也就是470.8387 MJ/吨。

我厂常减压车间其加工设计加工量为250万吨/年，现我以2012年满负荷运行为标准，固定能耗（其中固定能耗包括设备、管线等散热损失，用电等设备的转换损失，仪表风消耗量等。这个数值并不随加工量大小而改变多少，甚至机泵损失还增加。）取通常计算用的25%为基准，以470.8387 MJ/吨为满负荷.

随着加工量的减小，不满足设计要求，其吨油能耗相对百分数是增加的。从2012年开始，常减压装置处理量逐年递减，但能耗却没有降低。

1.2 生产操作分析。常减压装置，塔及机泵等设备设计较大，低负荷运行时由于塔内汽液相负荷过低，内回流量小，易造成干板现象，以及随着原油性质逐渐劣质化，决定了部分产品收率低，侧线油量少，加上机泵设计扬程高、流量大，易造成机泵抽空或弊压现象，损坏机泵，同时由于产品流量的不稳定造成换热器等设备温差发生变化，常常造成换热器浮头，管线法兰发生泄漏等问题。大马拉小车导致加工成本增加。 低负荷运转会使装置的能耗上升，可以归纳为以下6种原因.

① 换热器在降低流速后结垢速率增加。② 分馏塔盘在较低的气速下易漏液，从而降低塔板效率。③ 当处理量下降时，加热炉供风量没有变化，造成过剩空气量上升。④ 电动泵的效率离开最佳点，造成效率下降。⑤ 散热损失在一定时候是固定的，并不因处理量减少而减小。⑥ 加热炉降低热负荷时，冷空气漏入量并不因此而降低，致使效率下降。

因此如何适应处理量变化而造成的能量损失，就显得非常有必要。而变频调速就是其中的一项选择，也是提高常减压技术含量和节能减耗的有效手段。

2 变频调节技术的优点

2.1 在生产中，许多设备的能耗都与机组的转速有关，

根据公式：Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=（n1/n2）2 P1/P2=（n1/n2）3知道：电机调速运行，需要的流量减少时，电动机的转数降低，消耗的能量将会明显减少。

2.2 变频调速技术可靠，可广泛用于炼油企业中的风机、水泵、油泵等异步电机上，节电效果明显，一般节电在30%以上。

2.3 采用变频调速器带动异步电机的调速方式，可以实现从零转数到任意转数的平滑启动，电流小，升速快，没有启动时的冲击电流。而且保护功能完善，操作方便、准确，调节精度高。

2.4可延长机泵的使用寿命。由于电机长期在低于额定转速的状态下运行，电机及风机的轴承不易损坏，电机发热量也减少了。停机时间减少，节约了大量维修费用。

3 常减压装置适用选型和效益估算

根据变频的应用效果及油泵的运行现状，可以首先选择常减压装置的一、二中段回流油泵、常顶及一、二、三线泵，减一线泵安装变频器。控制采用闭环、调节阀控制可以互相切换的方案。

我厂常减压装置，主要机泵的能力可以达到每年加工原油250×104 t。而实际生产中，每年的实际加工量为（200～250）×104t。泵的功率消耗较大，去年电单耗为2.11 Kg标油/吨。实物量1.67×107—1.94 ×107千瓦时， 如果采用变频调速，单从节电量来说，每减少耗电量1%，则折合人民币： 1.94×107×0.01×0.42=81480元，因此利用变频调速，为常减压节能降耗是具有较大的潜力。

4 变频选型注意的问题

变频器虽然有许多优点，但是，在使用过程中，尚需注意下列问题

4.1选用变频器时一定要满足工艺要求，对负荷较高且运行情况变化不频繁的机泵不易采用变频器。

4.2电机匹配的变频器功率一般要选定等于或高于电机功率（额定电流），选型要选用等级较高的，且能满足装置与仪表配套的变频器。

4.3用在变化较明显，需要对液位的调整有要求的地方，通过控制液面，改变机泵转速，进而调节流量。使用效果较好，稳定性好。

结语

在变频技术的实践上辽石化、大庆石化都采用了不少变频技术，一方面降低系统操作压力。另一方面节能效果也非常明显。而大庆石化将变频技术与DCS对接，完成系统控制，平稳降低了换热器压力变化，减少了换热器泄露。而我厂常减压机泵对变频调速的应用，在操作平稳和节能降耗上会有更好的前景，对我厂的技术革新和变频技术的掌握和推广应用也具有重大意义。

参考文献

[1]张燕宾.SPWM变频调速应用技术（第4版）[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]马小亮.高性能变频调速及其典型控制系统[M]. 北京：机械工业出版社，2010.endprint

摘 要：玉门炼化总厂原油供应日益紧张和原油劣质化，生产调节频繁，流量波动较大，导致机泵经常处于“大马拉小车”的情况，采用变频调速技术进行调控，不仅流量调节灵敏，节电效果良好，而且生产操作也比较方便，使设备运行更加平稳，延长了使用寿命。常减压车间是炼油厂的龙头车间，常减压的能耗在整个炼厂中占有很大比重，因此节能技术的应用在常减压就显得意义重大。

关键词：变频；能耗；效果；选型

中图分类号：TE624 文献标识码：A

1 常减压装置变频技术应用现状

常减压装置受限于原油供应日益紧张和原油劣质化，生产调节频繁，流量波动较大，处理量受限于下游装置，造成常减压蒸馏装置处理量波动大，也造成各侧线流量变化大。使得装置的机泵经常处低负荷的情况。在常减压装置上应用变频调速技术是在2010年的加热炉改造中，炉子的鼓风机和引风机利用了变频技术，其余大部分都是传统的调节方法， 调节进出口管路的阀门，应用旁路调节，或采用压低流量来调节。导致节流损失大，设备效率降低，属于高耗能调节方法。

1.1能耗分析。根据基准能耗的标准，每套装置都可以分为固定能耗+随加工量变化的能耗，可是每套装置的基准能耗计算都不一样，因此本文只以能耗负荷变化为主，以常减压250万吨/年为满负荷，计算出能耗与负荷之间的相应变化即可，2012年能耗（根据2013技术达标报告数据表1）计算为：20.2×103×0.01×3684+20.2×103×0.08×7.12+20.2×103×0.23×4.19+20.2×103×0.03×96.3+20.2×103x2.45×10.89+20.2×103×9.61×41.868

=122512MJ，也就是470.8387 MJ/吨。

我厂常减压车间其加工设计加工量为250万吨/年，现我以2012年满负荷运行为标准，固定能耗（其中固定能耗包括设备、管线等散热损失，用电等设备的转换损失，仪表风消耗量等。这个数值并不随加工量大小而改变多少，甚至机泵损失还增加。）取通常计算用的25%为基准，以470.8387 MJ/吨为满负荷.

随着加工量的减小，不满足设计要求，其吨油能耗相对百分数是增加的。从2012年开始，常减压装置处理量逐年递减，但能耗却没有降低。

1.2 生产操作分析。常减压装置，塔及机泵等设备设计较大，低负荷运行时由于塔内汽液相负荷过低，内回流量小，易造成干板现象，以及随着原油性质逐渐劣质化，决定了部分产品收率低，侧线油量少，加上机泵设计扬程高、流量大，易造成机泵抽空或弊压现象，损坏机泵，同时由于产品流量的不稳定造成换热器等设备温差发生变化，常常造成换热器浮头，管线法兰发生泄漏等问题。大马拉小车导致加工成本增加。 低负荷运转会使装置的能耗上升，可以归纳为以下6种原因.

① 换热器在降低流速后结垢速率增加。② 分馏塔盘在较低的气速下易漏液，从而降低塔板效率。③ 当处理量下降时，加热炉供风量没有变化，造成过剩空气量上升。④ 电动泵的效率离开最佳点，造成效率下降。⑤ 散热损失在一定时候是固定的，并不因处理量减少而减小。⑥ 加热炉降低热负荷时，冷空气漏入量并不因此而降低，致使效率下降。

因此如何适应处理量变化而造成的能量损失，就显得非常有必要。而变频调速就是其中的一项选择，也是提高常减压技术含量和节能减耗的有效手段。

2 变频调节技术的优点

2.1 在生产中，许多设备的能耗都与机组的转速有关，

根据公式：Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=（n1/n2）2 P1/P2=（n1/n2）3知道：电机调速运行，需要的流量减少时，电动机的转数降低，消耗的能量将会明显减少。

2.2 变频调速技术可靠，可广泛用于炼油企业中的风机、水泵、油泵等异步电机上，节电效果明显，一般节电在30%以上。

2.3 采用变频调速器带动异步电机的调速方式，可以实现从零转数到任意转数的平滑启动，电流小，升速快，没有启动时的冲击电流。而且保护功能完善，操作方便、准确，调节精度高。

2.4可延长机泵的使用寿命。由于电机长期在低于额定转速的状态下运行，电机及风机的轴承不易损坏，电机发热量也减少了。停机时间减少，节约了大量维修费用。

3 常减压装置适用选型和效益估算

根据变频的应用效果及油泵的运行现状，可以首先选择常减压装置的一、二中段回流油泵、常顶及一、二、三线泵，减一线泵安装变频器。控制采用闭环、调节阀控制可以互相切换的方案。

我厂常减压装置，主要机泵的能力可以达到每年加工原油250×104 t。而实际生产中，每年的实际加工量为（200～250）×104t。泵的功率消耗较大，去年电单耗为2.11 Kg标油/吨。实物量1.67×107—1.94 ×107千瓦时， 如果采用变频调速，单从节电量来说，每减少耗电量1%，则折合人民币： 1.94×107×0.01×0.42=81480元，因此利用变频调速，为常减压节能降耗是具有较大的潜力。

4 变频选型注意的问题

变频器虽然有许多优点，但是，在使用过程中，尚需注意下列问题

4.1选用变频器时一定要满足工艺要求，对负荷较高且运行情况变化不频繁的机泵不易采用变频器。

4.2电机匹配的变频器功率一般要选定等于或高于电机功率（额定电流），选型要选用等级较高的，且能满足装置与仪表配套的变频器。

4.3用在变化较明显，需要对液位的调整有要求的地方，通过控制液面，改变机泵转速，进而调节流量。使用效果较好，稳定性好。

结语

在变频技术的实践上辽石化、大庆石化都采用了不少变频技术，一方面降低系统操作压力。另一方面节能效果也非常明显。而大庆石化将变频技术与DCS对接，完成系统控制，平稳降低了换热器压力变化，减少了换热器泄露。而我厂常减压机泵对变频调速的应用，在操作平稳和节能降耗上会有更好的前景，对我厂的技术革新和变频技术的掌握和推广应用也具有重大意义。

参考文献

[1]张燕宾.SPWM变频调速应用技术（第4版）[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]马小亮.高性能变频调速及其典型控制系统[M]. 北京：机械工业出版社，2010.endprint

摘 要：玉门炼化总厂原油供应日益紧张和原油劣质化，生产调节频繁，流量波动较大，导致机泵经常处于“大马拉小车”的情况，采用变频调速技术进行调控，不仅流量调节灵敏，节电效果良好，而且生产操作也比较方便，使设备运行更加平稳，延长了使用寿命。常减压车间是炼油厂的龙头车间，常减压的能耗在整个炼厂中占有很大比重，因此节能技术的应用在常减压就显得意义重大。

关键词：变频；能耗；效果；选型

中图分类号：TE624 文献标识码：A

1 常减压装置变频技术应用现状

常减压装置受限于原油供应日益紧张和原油劣质化，生产调节频繁，流量波动较大，处理量受限于下游装置，造成常减压蒸馏装置处理量波动大，也造成各侧线流量变化大。使得装置的机泵经常处低负荷的情况。在常减压装置上应用变频调速技术是在2010年的加热炉改造中，炉子的鼓风机和引风机利用了变频技术，其余大部分都是传统的调节方法， 调节进出口管路的阀门，应用旁路调节，或采用压低流量来调节。导致节流损失大，设备效率降低，属于高耗能调节方法。

1.1能耗分析。根据基准能耗的标准，每套装置都可以分为固定能耗+随加工量变化的能耗，可是每套装置的基准能耗计算都不一样，因此本文只以能耗负荷变化为主，以常减压250万吨/年为满负荷，计算出能耗与负荷之间的相应变化即可，2012年能耗（根据2013技术达标报告数据表1）计算为：20.2×103×0.01×3684+20.2×103×0.08×7.12+20.2×103×0.23×4.19+20.2×103×0.03×96.3+20.2×103x2.45×10.89+20.2×103×9.61×41.868

=122512MJ，也就是470.8387 MJ/吨。

我厂常减压车间其加工设计加工量为250万吨/年，现我以2012年满负荷运行为标准，固定能耗（其中固定能耗包括设备、管线等散热损失，用电等设备的转换损失，仪表风消耗量等。这个数值并不随加工量大小而改变多少，甚至机泵损失还增加。）取通常计算用的25%为基准，以470.8387 MJ/吨为满负荷.

随着加工量的减小，不满足设计要求，其吨油能耗相对百分数是增加的。从2012年开始，常减压装置处理量逐年递减，但能耗却没有降低。

1.2 生产操作分析。常减压装置，塔及机泵等设备设计较大，低负荷运行时由于塔内汽液相负荷过低，内回流量小，易造成干板现象，以及随着原油性质逐渐劣质化，决定了部分产品收率低，侧线油量少，加上机泵设计扬程高、流量大，易造成机泵抽空或弊压现象，损坏机泵，同时由于产品流量的不稳定造成换热器等设备温差发生变化，常常造成换热器浮头，管线法兰发生泄漏等问题。大马拉小车导致加工成本增加。 低负荷运转会使装置的能耗上升，可以归纳为以下6种原因.

① 换热器在降低流速后结垢速率增加。② 分馏塔盘在较低的气速下易漏液，从而降低塔板效率。③ 当处理量下降时，加热炉供风量没有变化，造成过剩空气量上升。④ 电动泵的效率离开最佳点，造成效率下降。⑤ 散热损失在一定时候是固定的，并不因处理量减少而减小。⑥ 加热炉降低热负荷时，冷空气漏入量并不因此而降低，致使效率下降。

因此如何适应处理量变化而造成的能量损失，就显得非常有必要。而变频调速就是其中的一项选择，也是提高常减压技术含量和节能减耗的有效手段。

2 变频调节技术的优点

2.1 在生产中，许多设备的能耗都与机组的转速有关，

根据公式：Q1/Q2=n1/n2 H1/H2=（n1/n2）2 P1/P2=（n1/n2）3知道：电机调速运行，需要的流量减少时，电动机的转数降低，消耗的能量将会明显减少。

2.2 变频调速技术可靠，可广泛用于炼油企业中的风机、水泵、油泵等异步电机上，节电效果明显，一般节电在30%以上。

2.3 采用变频调速器带动异步电机的调速方式，可以实现从零转数到任意转数的平滑启动，电流小，升速快，没有启动时的冲击电流。而且保护功能完善，操作方便、准确，调节精度高。

2.4可延长机泵的使用寿命。由于电机长期在低于额定转速的状态下运行，电机及风机的轴承不易损坏，电机发热量也减少了。停机时间减少，节约了大量维修费用。

3 常减压装置适用选型和效益估算

根据变频的应用效果及油泵的运行现状，可以首先选择常减压装置的一、二中段回流油泵、常顶及一、二、三线泵，减一线泵安装变频器。控制采用闭环、调节阀控制可以互相切换的方案。

我厂常减压装置，主要机泵的能力可以达到每年加工原油250×104 t。而实际生产中，每年的实际加工量为（200～250）×104t。泵的功率消耗较大，去年电单耗为2.11 Kg标油/吨。实物量1.67×107—1.94 ×107千瓦时， 如果采用变频调速，单从节电量来说，每减少耗电量1%，则折合人民币： 1.94×107×0.01×0.42=81480元，因此利用变频调速，为常减压节能降耗是具有较大的潜力。

4 变频选型注意的问题

变频器虽然有许多优点，但是，在使用过程中，尚需注意下列问题

4.1选用变频器时一定要满足工艺要求，对负荷较高且运行情况变化不频繁的机泵不易采用变频器。

4.2电机匹配的变频器功率一般要选定等于或高于电机功率（额定电流），选型要选用等级较高的，且能满足装置与仪表配套的变频器。

4.3用在变化较明显，需要对液位的调整有要求的地方，通过控制液面，改变机泵转速，进而调节流量。使用效果较好，稳定性好。

结语

在变频技术的实践上辽石化、大庆石化都采用了不少变频技术，一方面降低系统操作压力。另一方面节能效果也非常明显。而大庆石化将变频技术与DCS对接，完成系统控制，平稳降低了换热器压力变化，减少了换热器泄露。而我厂常减压机泵对变频调速的应用，在操作平稳和节能降耗上会有更好的前景，对我厂的技术革新和变频技术的掌握和推广应用也具有重大意义。

参考文献

[1]张燕宾.SPWM变频调速应用技术（第4版）[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]马小亮.高性能变频调速及其典型控制系统[M]. 北京：机械工业出版社，2010.endprint