高压变频器在脱硫循环水泵工艺中的应用

【摘要】:本文结合川西北天然气净化厂实际工况,介绍了北京利德华福电气技术有限公司研制的单元串联多电平高压大功率变频器在脱硫循环水泵工艺中的应用。
【关键词】：高压大功率变频器、单元串联多电平、循环水泵、恒压供水、节能。

一、引言
　　中石油西南油气田分公司川西北气矿净化厂座落在四川省江油市，以四川江油中坝气田雷口坡气藏天然气为原料，对天然气进行净化加工，日处理量达50万立方米，是四川省重点企业。主要产品有：硫磺、石油液化气、天然气等，生产的化工产品远销国内外。西北气矿净化厂属于典型的石油化工行业，设备品种多、价值高、对设备完好率及连续运转可利用率要求较高。
　　川西北气矿净化厂脱硫分厂有1#、2#两台循环水泵，正常运行时“一用一备”，两台电机均为直接工频启动，启动电流大，既影响设备寿命又对电网产生较大冲击。脱硫工艺中,昼夜循环水温度变化较大,对循环水量要作出相应的调节。但原设备工频定速运行时，只能靠调节阀门的开度来调节循环水量的大小，通过人为改变管网的阻力，增加管网损耗来调节水量，造成相当大的一部分能量浪费在阀门上，致使电费居高不下。使用阀门调节流量，不仅不能够经济运行，而且增加了工人的工作量，调节不及时还会造成管网压力过高或过低，流量过大或过小，影响生产工艺及设备的安全运行。为了降低脱硫生产经济成本，提高工艺精度及工作效率，迫切需要对1#、2#循环水泵进行调速节能将耗改造。
　　经多次调研、考察，综合比较目前市场上的调速设备，最终决定采用北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVERT-A直接高－高型变频器对两台循环水泵进行节能改造。

二、工况特点
(一)工艺流程
　　川西北天然气净化厂脱硫循环水系统主要由以下五个部分组成：冷却塔、中间池、循环水泵、溢流泵、脱硫装置。自脱硫装置排出的循环热水，经冷却塔冷却后流入中间池储存；其中大部分水经循环水泵供脱硫装置再度利用，多余部分则由溢流管道溢出。简单工艺流程如下：


（二）工艺要求
1、进出冷却塔的温差恒定
　　要求温差范围恒定(4℃<△t<8℃)；如循环水泵阀门开大,水量增大,则冷却水温差减小，水量减小则温差增大。
2、最低压力钳位控制
　　要求变频器在保证脱硫装置入口水压(大于0.45Mpa)前提下，尽可能的节约循环水用水量，找到满足脱硫工艺生产要求的压力最低临界点。
（三）场地状况:
　　变频器室长7200mm,宽3000mm。(场地长度有限,无法并列摆放两台HARSVERT-A型变频器。)
（四）现场仪器仪表状况
　　压力变送器一块:单路输出4～20mA电流,负载能力300Ω（两线制）.
　　温差变送器一块:单路输出4～20mA电流,负载能力300Ω（四线制）.
（五）电机及水泵参数



三、现场调试及问题解决方案：
（一）场地问题
　　考虑到现场安装条件有限，现场决定将变频装置与手动旁路柜分开摆放：将1#、2#变频装置（单台外型尺寸(mm)(W×H×D)： 3300×2574×1200）并排摆放在变频器室内，而旁路柜则置于循环水泵现场。这样摆放的结果既解决了场地问题，又方便操作人员在循环水泵现场就能观察到变频器送电情况，两全其美。