高压变频器在原油泵的改造应用.docx

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1、高压变频器在原油泵的改造应用hanjuan导语：高压变频调速控制作为一种新型的调速方法1引言变频调速技术的成功出现，就以其优异的性能代替了其他沟通电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的主要方式。沟通电机调速的目的主要有两个，一是为了知足消费工艺要求，二是为了到达节能降耗的目的，在储运车间P433原油泵改造方案中，就将变频器应用到该系统中。2改造前的工况P433泵型号:250AYS-1502A;额定流量:472m3/h;额定扬程:272m;轴功率:443kW;效率:79%;额定转速:2950r/min;运行时出口压力:2.8MPa;允许出口最小压力:2.1MPa。配套电机型号:YB56

2、0S22;额定功率:560k;额定电压:6000;额定电流:64.1;额定转速:2967r/min;功率因数:0.89;运行时电流:39.1。现场是通过调节泵出口阀门的开度，即改变管网阻力来调节流量，同时改变了出口压力。根据泵的特性，调节出口阀门的开度，将使效率下降。假设采用改变泵电机转数，阀门全开，管网阻力曲线不变，降低水泵的扬程以减小流量，根据现场需要，允许出口最小压力为2.1Mpa，允许最小流量为240t/h，在知足此要求的根底上进展调速，使泵效率在高效点运行，即变速调节比节流调节时，泵从电网吸收功率要减少，因此采用变速调节，能把消耗在节流中的损耗省下来，到达节能的目的。3高压变频装置原

3、理及特点变频装置采用多电平串联技术，由移相变压器、功率单元和控制器组成。6kV系列变频装置由18个功率单元构成，每6个功率单元串联构成一相，如图1所示。图16kV系列变频装置原理图功率单元的电路构造及原理:每个功率单元由整流、滤波、逆变、旁通、驱动、保护、模拟量收集、PWM形成等电路组成。输入侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为三组;这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近于1。另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变频器。输出侧由每个单元的U、V输出端子互相串接而成星型接法给电机供电，通过对每

4、个单元的PWM波形进展重组，可得到阶梯PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，可减少对电缆和电机的绝缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造;同时，电机的谐波损耗也大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。由于应用了先进的电力电子技术、计算机控制技术、当代通讯技术和高压电气、电机拖动等综合性领域的学科技术，因此变频调速具有其它调速方式无法比较的优点:1变频器采用液晶显示数字界面，调整触摸式面板，可随时显示电压、电流、频率、电机转速等，可非常直观地显示电机在任何时间的实时状态;2准确的频率分辨率和高的调速精度，完全可以知

5、足各种消费工艺工况的要求;3高压变频用具有国际通用的外部接口，可以同可编程控制器PLC和工控机等各种仪表相连，并可与原设备控制回路相连接，构成局部闭环系统，如与原DCS系统实现数据交换和连锁控制等;4具有就地和异地操纵功能，另可通过互联网实现远程监控功能;5具有电力电子保护和工业电气保护功能，保证变频器和电机在正常运行和故障时的平安可靠;6电机可实现软启动、软制动，启动电流小，小于电机的额定电流，电机启动时间可连续可调，减少了对电网影响;7减少配件的损耗，延长设备的使用寿命，进步了劳动消费效率。4系统方案4.1改造前的系统图2改造前的系统如图2所示，改造前的系统为采用高压开关设备直接控制高压电

6、机运行，通过调节阀门的开度来改变流量及阀门出口压力。4.2改造后的系统方案改造后的系统方案是采用高压变频调速装置对电机转速进展调节，进而进展调节流量及阀门出口压力。同时带有旁路系统，当变频器故障是可以打到旁路运行。其方案图如图3所示。图3改造后的系统方案改造后，原有电机及根底均不需要改变，原有高压电缆可继续使用。5变频节能分析根据流体力学原理，对于调速泵来讲，有如下关系;泵输出流量的大小与所拖动的电机转速的平方成正比;泵消耗的功率大小与所拖动的电机转速的立方成正比;由于调速电机所拖动的泵的额定扬程为272m，如当输送原油的管网压力为2.1Mpa相当扬程为210m，那么可。1计算出调速泵在调速运

7、行中的最低转速:r/min当管网压力为2.1Mpa时，调速最低速为2592r/min，此时泵输出的流量为262.11t/h，完全知足现场要求240t/h的要求。2改造前作为恒速泵的原油泵消耗功率的计算:泵工作时所需的轴功率=介质密度重力加速度流量扬程1000泵的效率。3改造后作为调速泵的原油泵进展输送消耗功率的计算。原油介质密度按0.800t/m340计算，电机的效率按92%计算。改造前、后正常运行时泵消耗的功率根据上面公式计算如附表所示:附表系统改造前、后正常运行时泵消耗的功率由此可见，将一台原油泵拖动电机改为由变频装置调速运行后，一年可节约电费约55.74万元。6完毕语高压变频调速控制作为一种新型的调速方法，其性能优于其它调速方式，是当代化大型电厂广泛采用的一种节能控制手段。变频改造工程促进了企业经济效益的明显进步，并且它以高性能、高可靠性和调节的灵敏性以及操纵的简便性，赢得了运行人员的认可。0