FC300變頻器在化工煉油裝置中的應用

一 .引言
在石化行業的煉油裝置中，過去很少有采用變風量、變流量控制方式的，多是由鼠籠式異步電機拖動，進行恒速運轉。當需要調節風量、流量時，實際采用的辦法是調節擋板或節流閥，這種控制雖然簡單，但從節省能源的觀點來看，是很不經濟的。采用變頻器對風機、水泵類負荷進行轉速控制，對節約能源、提高經濟效益具有重要意義。
上海石油化工股份有限公司2007年在金山石化新建的120萬噸/年延遲焦化裝置中對部分380V電壓等級的泵類、風機首次引入Danfoss變頻調速控制，以適應操作條件、工況變化。投產后，變頻器運行穩定，既得到了良好的工藝控制手段又節約了電力，取得了很好的效益。


二．項目簡介
延遲焦化技術是一種渣油輕質化最主要的加工方法之一，具有投資少，操作費用低，轉化深度高等優點。所謂延遲焦化是指石油的二次加工技術，以貧氫的重質油為原料，在高溫(約500℃)進行深度的熱裂化和縮合反應，從而得到氣體、柴油、汽油、蠟油和焦炭的技術。延遲是指將焦化油(原料油或循環油)經過加熱爐加熱迅速升溫至焦化反應溫度，在反應爐管內不生焦，而進入焦炭塔再進行焦化反應。本次新建的120萬噸/年延遲焦化裝置分三個部分：主要設備是加熱爐和焦炭塔。采用一爐兩塔的工藝路線。（2）分餾部分，主要設備是分餾塔。（3）焦化氣體回收和脫硫，主要設備是吸收解吸塔，穩定塔，再吸收塔等。（4）水力除焦部分。（5）焦炭的脫水和儲運。（6）吹氣放空系統。（7）蒸汽發生部分。（8）焦炭焙燒部分。選定爐出口溫度為495～500℃，焦炭塔頂壓力為0.15～0.2 Mpa。


三．裝置工藝要求及變頻節能空間
1. 原質重油由柴油泵從柴油集油箱（219 ºC）抽出后分二路，一路返回柴油集油箱下作為熱回流，另一路至柴油-原料換熱箱，換熱至156 ºC后，分出一部分返回分餾塔。經分餾塔頂空冷器冷卻后再分出兩股，一股作為溫控流股返回分餾塔，另一股經貧吸收柴油冷卻器冷至40ºC后由貧吸收柴油泵打入柴油吸收塔作為柴油吸收劑，余下部分柴油經柴油冷卻器冷卻至50ºC作為柴油產品出裝置。
裝置中分餾塔頂空冷器及蠟油空冷器，總數5臺，每臺功率37KW，當氣溫突變時，空冷器經常發生偏流現象，只能依靠人工開（停）空冷器來調節溫度，一方面經常造成空冷過剩使用，浪費電力；另一方面使C-6202主分餾塔的溫度和壓力難以控制，從而影響了產品餾的出口合格率。
2. 焦炭塔吹汽、冷焦過程產生的大量高溫蒸汽及夾帶的少量油氣進入放空塔下部，從頂部打入蠟油餾分，洗滌下油氣中的柴油及以上餾分。放空塔底重油由放空塔底泵抽出，送經水箱冷卻器冷卻后，一部分作為放空塔頂回流，控制塔頂氣相溫度150ºC左右。另一部分在液面控制下送裝置外污油罐分水處理后可回揀。放空塔頂出來的大量蒸汽及油氣經放空塔頂空冷器、放空塔頂后冷器冷卻到40ºC進入放空塔頂氣液分離罐，分出的輕污油由污油泵送出裝置，污水由污水泵送至冷切焦水系統隔油處理后作為冷切焦水補充水。
這一工藝流程中除高壓機泵外，另有一些配置380V電壓泵類的負荷，總數7臺，從37KW-160KW分多個功率段，在實際運行中存在變流量調節的要求，以前主要靠人工調節閥門開度，且大部分是放在閥門開度的70％-80％左右固定位置，甚至有些閥門的開度只有20％，系統運行在節流工作狀態，閥門上的能量損失全部被浪費。
3. 變頻器在延遲焦化裝置上的應用，改變了以往使用節流方法調整泵類、風機的轉速，可取得較明顯的經濟效益。同時變頻器的應用減少甚至避免了因工頻運行大電流沖擊引起的調節閥及進出口管路的磨損現象，延長了設備的使用壽命。
4. 在設備運行期間，讀取了變頻運行狀態下的一些數據，和電機額定數據比較可以明顯反映出設備有很大的節能空間。