风机水泵类负载使用高压变频器节能计算

■ 风机水泵工作特性 风机水泵特性： H=H0-（H0-1）＊Q2     H－扬程     Q－流量     H0－流量为0 时的扬程          管网阻力： R＝KQ2     R－管网阻力     K－管网阻尼系数     Q－流量 注：上述变量均采用标么值，以额定值为基准，数值为1 表示实际值即是额定值          风机水泵轴功率P： P= KpQH/ηb     P－轴功率     Q－流量；     H－压力；     ηb－风机水泵效率；     Kp－计算常数；          流量、压力、功率与转速的关系：     Q1/Q2 = n1/n2; H1/H2 =（n1/n2）2; P1/P2 =（n1/n2）3          ■ 变阀控制     变阀调节就是利用改变管道阀门的开度，来调节泵与风机的流量。变阀调节时，泵或风机的功率基本不变，泵或风机的性能曲线不变，而管道阻力特性曲线发生变化，泵或风机的性能曲线与新的管道阻力特性曲线的交点处就是新的工作点。                   ■ 变频控制     变频调节就是利用改变性能曲线方法来改变工作点，变速调节中没有附加阻力，是比较理想的一种调节方法。通过变频器改变电源的工作频率，从而实现对交流 电机的无级调速。泵和风机采用变速调节时，其效率几乎不变，流量随转速按一次方规律变化，而轴功率按三次方规律变化。同时采用变频调节，可以降低泵和风机的噪声，减轻磨损，延长使用寿命。                   ■ 节能计算示例     假设电动机的效率＝98%     IPER 高压变频器的效率=97%（含变压器）     额定风量时的风机轴功力：1000kW     风机特性：风量Q 为0 时，扬程H 为1.4p.u（标么值，以额定值为基准） ；设曲     线特性为H=1.4-0.4Q2     年运行时间为：8000 小时     风机的运行模式为：风量100%，年运行时间的20%     风量70%，年运行时间的50%      风量50%，年运行时间的30%                       变阀调节控制风量时     假设P100 为100%风量的功耗，P70 为70%风量的功耗，P50 为50%风量的功耗     P100=1000/0.98 = 1020kW     P70=1000 x 0.7 x （1.4-0.4x0.72）/0.98 = 860kW     P50=1000 x 0.5 x （1.4-0.4x0.52）/0.98 = 663kW     年耗电量为：1020 x 8000 x 0.2 + 860 x 8000 x 0.5 + 663 x 8000 x 0.3=6,663,200KWH     假设电费以0.50 元/kWh 计算，年耗电本钱为: 6663200 x 0.5=3,331,600 元 变频调节控制风量时     假设P100 为100%风量的功耗，P70 为70%风量的功耗，P50 为50%风量的功耗     P100 = 1000 / 0.98 /0.97 = 1052kW     P70 = 1000 x 0.73 / 0.98 / 0.97 = 360kW     P50 = 1000 x 0.53 / 0.98 / 0.97 = 131kW     年耗电量为：1052 x 8000 x 0.2 + 360 x 8000 x 0.5 + 131 x 8000 x 0.3 =3,437,600KWH     假设电费以0.5 元/kWh 计算，年耗电本钱为3,437,600 x 0.5=1,718,800 元 1 年所节省的电费     3,331,600 ? 1,718,800 = 1,612,800 元     节电率为 1,612,800/3,331,600 = 48.3%

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贵州毕节地区已探明大型优质无烟煤、磷矿伴生稀土矿大型矿区。依托于此，贵州将在当地建设60平方公里的新型能源化工基地。

　　记者最近在毕节地区采访了解到，地处毕节地区的织金县是贵州最大的无烟煤田——织纳煤田的中心地区，煤炭累计查明资源储量107．6亿吨。最近，这里又新近探明一处大型磷矿资源区。

　　据悉，织金县新华磷矿区已探明磷矿矿石储量15亿吨，稀土资源量150万吨，被证明是一个超大型磷、稀土综合矿床矿区，其磷矿资源占贵州省资源总储量的一半以上。同时，这个矿区的磷矿富含重稀土元素，是贵州磷资源富集区中一块待开发利用的“处女地”。 随着隆百铁路织金至黄桶段开工建设，这个地区煤、磷两大资源组合优势凸现，创新整合煤、磷、电、冶四大产业，建设以煤、电、合成氨、高浓度磷复肥、重稀土回收综合利用等多产品耦合共生、多联产为基本组合模式的新型工业园区的条件基本具备。

　　据了解，当地已组建贵州锦麟化工有限公司，由贵州省国资委控股51％、中海化学股份有限公司控股45％、瓮福（集团）有限公司控股4％。锦麟公司对织金县新华磷矿区的开发将以发展精细磷化工为主，促进磷石膏无害化、资源化利用。公司计划在2016年底完成年产500万吨磷矿山建设，并全面开展精细化磷化工基地建设。预计总投入120亿元，建成后，公司年销售收入预计超过100亿元。

摘要： 简介了干气密封的优点；分别对裂解气压缩机、乙烯制冷压缩机、丙烯制冷压缩机应用干气密封的情况及要求作了阐述。

关键词 ：离心式压缩机；干气密封；应用

中图分类号 TH452 文献标识码： B

文章编号： 1006 - 8155 （ 2008 ） 01-0043-03

The Application of Dry Gas Seal on Eth yl ene Compressors

Abstract: The paper brie fl y introduces the characteristics of dry gas seal. The conditions and requirements for dry gas seal applying on pyrolysis gas compressor, eth yl ene coo lin g compressor and prop yl ene coo lin g compressor are specified respectively.

Key words: centrifugal compressor; dry gas seal; application

0 引言

乙烯装置需要 3 种离心压缩机，即裂解气压缩机、丙烯制冷压缩机和乙烯制冷压缩机俗称乙烯三机。这 3 种压缩机均成功地应用了干气密封。

乙烯的原料通常为乙烷或石脑油，也有用汽油、天然气和炼厂气的。

典型装置中，原料气通常混合着过热蒸汽，直接输送到裂解炉。裂解气在急冷塔中冷却，在急冷塔中会产生副产品，如焦油冷凝和分离。裂解气压缩机会将裂解气压缩到大约 2MPa 的压力。

这些机器通常也被称为原料气压缩机。压缩后的气体在一系列的热交换器中冷却，受压缩的裂解气在非常低的温度下变成液体。

气体的碳氢组份经过一系列的分馏塔汽化而分离。

脱甲烷塔去除氢气和甲烷，这些氢气和甲烷可用作高炉燃料。

乙烯、乙烷和乙炔在脱甲烷塔中去除。乙炔可以通过加氢在乙炔转化器中单独催化转换成乙烯。最终，乙烯分馏塔分离乙烷和乙烯，从而生成几乎纯的乙烯。

冷却和分离工艺中使用两套制冷回路，通常使用两台制冷压缩机。

压缩机面临的主要问题是来自湿密封 / 系统的油污染问题。

在许多情况下，使用大量的缓冲气以减少下游管路的油污染。制冷回路和分馏塔中的油垢会严重影响性能。

1 干气密封的优点

通过对比，干气密封能够消除工艺管路密封油污染，从而显著提高装置效率，因此可以堪称乙烯装置上压缩机密封的革命性进展。

乙烯压缩机上干气密封主要有如下优点：

（ 1 ）明显降低工艺气损失；

（ 2 ）工艺气不存在油污染，消除密封油腐蚀；

（ 3 ）工艺气不存在油污染，消除分馏塔中的油沉积 ；

（ 4 ）通过消除密封油油垢，增加热交换器的效率；

（ 5 ）节省油消耗和运输成本；

（ 6 ）降低能量消耗；

（ 7 ）减少维护（没有密封油系统）；

（ 8 ）提高安全性（没有密封油系统着火的危险）。

2 裂解气压缩机

裂解气压缩机组通常包括 3 个压缩机机壳。典型的密封压力如下：

机壳 密封压力

低 大约 0.2MPa

中 大约 0.3 ～ 0.4MPa

高 大约 1.2 ～ 1.4MPa

机械湿密封或油膜环的混合应用，已达到 250mm ，有的甚至超过 300mm 的大轴径压缩机一起应用，会导致高吸收功率损失，尤其是当每个压缩机组功率在 100 ～ 120kW 范围的时候，要求使用带脱气罐的密封油系统，这就使系统更为复杂，从而增加了维护要求。

通过比较，干气密封运用了一种实际上不需要维护的简单的控制和监测系统。 3 个机壳的干气密封的总的吸收功率通常低于 20kW ，穿过密封的温升在 20 ℃范围内。

在 28AT 类型和 28XP 类型干气密封的标准运行范围内，裂解气压缩机的运行条件通常很好。

然而，输送进裂解气压缩机的原料气通常是含有碳氢混合物的不清洁气体。工业上会关注原料气在密封处的聚合情况。选择适当的密封布置和系统设计可以避免这种情况产生。在装置试车期间，利用辅助气保护密封不受污染。

大多数操作者在动态操作时，利用经过滤的通向内置密封的辅助缓冲（密封）气。这些过滤气调节干气密封的运行环境，因此必须与工艺相兼容。天然气、乙烯或氮气都是典型的应用样例。它的兼容性必须由操作者确定，也许取决于现场的可用性。

通常来讲，工艺气到达最终压缩级时，应是相当清洁；只有在最终压缩级时，在启动和停车操作的必要时可以引入辅助缓冲气。

干气密封的结构按工艺条件设计，也可取决于可 用的辅助气体。串联和双型 28 干气密封结构均有很好的使用史。

3 串联密封

串联干气密封具有外置密封的能力，可作为备用密封操作，因此普遍受到操作者的喜爱。外置密封在工艺气和大气之间形成一种附加障碍，而内置密封处理整个系统的压力。

对于这种结构，过滤气的供应对保证干气密封在清洁环境下运行至关重要。由于存在产品聚合的风险和工艺气不清洁的实际情况，通常采用外部密封气。密封气必须在压力稍微大于最大动态和静态密封运行压力的情况下方可使用，并直接通向内置密封芯子的一点。

在有些情况下，如果高压气流足够清洁，聚合风险比较低，将工艺气循环至低压机壳密封也是允许的。

在内置和外置密封之间也可选择安装中间迷宫密封，用氮气吹扫，使内置密封工艺泄漏气通向主通风管道燃烧。这种更友好的环境选择通过在迷宫密封和外置密封之间引入可调节的氮气供应作为障碍气得以实现。这样，正常运行时，外置密封朝向压缩机轴承的泄漏则是氮气。

4 双密封

这种结构保证工艺气总污染无散发。双型 28AT 干气密封要求供给所需压力的氮气。在密封压力稍微高于工艺气压力的情况下，在密封间提供经过滤的氮气。这样可维持密封运行的可控环境。

 

由于 28 型干气密封在相对较低的密封压力应用情况下的低泄漏密封能力，正常运行时，到大气的唯一密封泄漏的是氮气，并且消耗最低。来自外部气源的密封气也可引入干气密封芯子内侧，以保证在密封腔内不发生工艺气聚合。

5 乙烯制冷压缩机

该压缩机通常在纯乙烯环境下运行，乙烯制冷应用的显著特征是低密封压力，通常在 0.11MPa 绝压范围，－ 70 ～－ 103 ℃范围的低进口压力。

闭式回路制冷系统通常不采用会使少量障碍气（通常为氮气）进入冷却气的双密封。因此，大多数情况采用串联式干气密封。

对于所有应用，干气密封在清洁干燥的环境下运行是十分重要的。因此，乙烯从压缩机出口循环出来，过滤后进入干气密封芯子内侧的一点。

经过压缩的出口侧的乙烯是温暖的。因此，为保证密封材料不受温度的影响（温升在正常运行时可能会给密封材料带来麻烦），采取适当的措施是必要的。

在启动和停车期间，压缩机会充满低温乙烯。这时，不会有暖的密封气从压缩机出口流过来，通常采用来自外部气源低温的乙烯气体注入气体密封芯子内侧，以在启动和停车时保护密封。

此外，来自压缩机轴承的热量会自然地沿着轴向密封移动，帮助降低气体的冷却效果。

在有些安装中，可能会出现主通风压力超过内侧密封压力的风险。非常低的密封压力和主通风 ( 放空 ) 高的背压会产生这种现象。

动态运行期间，必须避免密封反向受压。在这些情况下，有必要安装仪表，防止主通风（放空）的压力堆积。或者，安装一个密封压力调节系统，与经设计限制（碳环或迷宫密封）的内置密封芯子一起操作，以保证密封处一直维持正差压。

6 丙烯制冷压缩机

该压缩机通常在纯丙烯环境下运行。轴径相对较大，通常在 220mm 范围内，有时会超过 220mm ，密封压力大约为 0.13MPa 。通常采用串联式密封。串联式密封对于这种应用来说是一种理想密封。

同乙烯制冷压缩机相似，干气密封在清洁干燥的环境下运行是很重要的。因此，丙烯从压缩机出口循环出来，过滤后进入干气密封芯子内侧。

进口温度通常在－ 40 ℃，因此在启动和停车期间，可以看见密封温度趋近这个数字。因此必须相应地选择干气密封材料。

7 结论

干气密封的应用为压缩机组的可靠性和高效率提供了保证。现场运行的许多裂解气压缩机和制冷压缩机安装的都是干气密封，干气密封的应用为乙烯装置提供了一个稳定、可预测的有效服务。干气密封的应用堪称乙烯装置压缩机密封的革命性进步。

   进入本世纪，国内风电发展迅速，截至2009年底，风电装机容量达到3000万千瓦，年均增长率超过100%。根据国家新能源发展规划，未来十年，国内风电装机年均超过1000万千瓦，到2020年达到1.5亿千瓦，投资规模超过1.5万亿。新疆、甘肃、吉林、内蒙、河北、江苏6省区，将兴建起7大千万千瓦级风电基地。

　　相比其他区域，湖北机械制造基础和科研优势明显。目前有几家电力投资企业涉足风电场开发，多家企业进入关键风机零部件制造，如齿轮箱、发电机、控制系统、大型结构件、塔筒制造等，国测诺德则是全国唯一在美国上市的风机整机制造企业。

　　昨日成立的风电联盟，共有25家企业参与，其中1家整机制造企业，即武汉国测诺德，3家高校，2大科研院所，多家风电零部件制造和咨询企业。

　　联盟成立后，成员将合作开展重大项目的共同研发，比如海上3.0MW风机项目，这是海内外风机制造企业共同聚焦的领域。未来，风电联盟将在风电研发、风电产业化配套方面开展合作，实现风电产业规模化发展。

来源：汉网-长江日报

    中国风机产业网  更换原有的防喘振系统温度补偿程序，避免原程序防喘振温度补偿误差造成的喘振点计算不正确，或因为喘振线计算不准而进一步压低防喘线造成防喘线被两次压低而使得鼓风机的输出压力无法达到正常水平。在温度较低时能更精准、更真实地反映出设备的状况，使风性能施展出应有的输出压力。喘振线和防喘线跟着温度的变化而变化，在一年四季不同的天气前提下，喘振线和防喘线呈现动态变化，玻璃喷漆机通过软件计算出不同进气环境下所对应的喘振点的压力，根据计算结果进行更精确的防喘控制，更精准地反映风机的状况。

    为操纵工提供直观正确的指导，同时保证风机在不发生喘振的情况下，最大限度地施展出风机的潜能。防喘线调节算法精确化并在工况点达到防喘线时，迅速响应，避免压力进一步上升引起喘振，同时避免过多的放风。改造前工况点越线时放风量大，防喘阀开度达到60%左右，风压风量呈直线下降，风压下降约140kPa、160kPa，给高炉炉况的不乱顺行造成影响，改造后工况点越线时只放掉超过压力的风量，超多少放多少，不外多地放风，大大降低了风压波动幅度，为高炉提供了更加不乱的操纵环境，在进步风压的情况下，还能更有效地保证设备安全。

科陆CL2700高压变频器在四川超越环保公司除尘风机上的应用

,玻璃钢屋顶风机;    　　【摘  要】 本文结合炼焦生产工艺流程，介绍了高压变频器的基本性能，及高压变频器在环保方面的应用。 　　一．炼焦生产工艺流程： 　　现代焦炭生产过程分为洗煤、配煤、炼焦和产品处理等工序。 　　1、洗煤 　　原煤在炼焦之前，先进行洗选。目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质,屋顶排风机。 　　2、配煤 　　将各种结焦性能不同的煤按一定比例配合炼焦。目的是在保证焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资源，并尽可能地多得到一些化工产品。 　　3、炼焦 　　将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过一定时间，最后形成焦炭。 　　4、.炼焦的产品处理 　　将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得不同粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户。 　　5、熄焦方法有干法和湿法两种： 　　湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90s。 　　干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体循环回收焦炭的物理热，时间为2～4h。 　　在炼焦过程中还会产生炼焦煤气及多种化学产品。焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的主要燃料。 　　二．高压变频调速系统改造方案： 　　四川超越环保公司威远焦化厂除尘风机主要是对该厂湿法熄焦的时，所产生的大量尘粉进行吸收,然后经过水收尘。既可以保护环境,又可以把收的尘粉进行再次利用。 　　变频器参数 　　额定电压：10kV               额定容量：500kVA 　　额定电流：40A 　　电机参数 　　额定电压：10kV               额定功率：355kW 　　额定电流：26.5A               额定转速：960r/min 　　正常生产时电机在工频运行，平均10-15分钟左右出一次出焦，为一个生产周期，出焦时间约5分钟。根据威远焦化产实际情况，每个生产周期分风机为高速运行和低速运行两个阶段，在满足生产工艺的前提下，高速段运行频率为44Hz，低速段运行频率为5Hz。 　　另外，用变频器对风机进行改造不必对原系统进行大改动，而且配置工频旁路系统，电气图如下图所示： 1) 采用“一拖一”手动旁路方案一次接线原理图如下： 　　CL2700高压变频调速系统一拖一手动工频旁路系统图 当变频器出现故障停机时，马上可以切换到工频运行，尽可能的降低因变频器原因导致停机造成的损失。因此，变频器在风机改造方面得到广泛的应用，在变频改造的过程中，当我们需要时，让电动机高速运行以达到我们的要求。当不在工作时，使电动机低速运转节约电能。同时，可根据我们的需要而调节变频器，以满足我们的工作要求。 　　四．改造效果： 　　每天运行8小时，15分钟为一个周期。 　　改造前的数据： 　　U=10kV     I=24.3A   cosΦ=0.82     风门开度：70% 　　P=1.732×10000×24.3×0.82=345.1kW 　　改造后实测数据： 　　高速段 　　U=8800V     I=25.6A    cosΦ=0.82   f=44Hz 　　P=1.732×8800×25.6×0.82÷0.96=333.2kW 　　低速段 　　U=1000V     I=10.5A    cosΦ=0.82   f=5Hz

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