高压变频器在脱硫循环水泵工艺中的应用
电厂脱硫中变频器应用
1 引言随着国家环保部门对电厂烟气排放指标的考核和监督越来越严格，电厂正进行大规模的脱硫系统改造或新建工程，增压风机是机组锅炉、脱硫烟气排放系统的重要设备。
对增压风机进行变频改造可以提高风机的运行稳定性，进而保证了机组脱硫系统的运行可靠性，同时还能取得良好的节能效果，但由于增压风机的特殊要求，在改造中，应针对增压风机在脱硫工艺系统中的运行特点，注意相关技术问题，采取相关对策方能确保变频改造的成功。
2 增压风机运行简介近年，电厂进行了大规模的脱硫系统改造或新建工程，电厂锅炉进行脱硫系统(fgd)改造后，每套fgd装置进口原烟气侧(高温烟气侧)配置了一台增压风机，用于克服fgd挡板、吸收塔及内部部件引起的烟气压降，脱硫烟气压力控制系统根据原烟气挡板前的压力，通过pid控制增压风机的叶片角度，来控制送入fgd系统的烟气速度，保证原烟气挡板前的压力稳定在设定值，以适应锅炉负荷的变化。
增压风机为静叶可调轴流风机，其根据烟气系统正常运行和异常情况可能发生的最大流量、最高温度和最大压损进行设计选型。
风机风量和压头选取的原则为:基本风量为锅炉最大蒸发量(bmcr工况)下锅炉燃用设计煤时烟气量，风量裕度不低于10%，工作点(bmcr工况)对于失速线的偏离值为风机在该叶片角度下失速流量的10%以上，另加不低于10℃的温度裕度;风压裕度不低于20%，并能保证脱硫系统负荷变化时提供满意的运行调节。
增压风机在设计流量情况下的效率不小于85%。
风机有几乎平坦的效率特性曲线，以保证在负荷变化时都有最佳的效率。
并能在可能发生的最大流量，最高温度和最大压力损失的情况下正常运行，并没有过量的振动、失速或波动。
但从增压风机实际运行情况来看，存在以下问题: 2.1增压风机低负荷失速问题从脱硫系统投运后情况看，在机组半负荷或低负荷运行的情况下，增压风机运行工况容易落在失速曲线区域附近，造成风机风压调整困难，给机组安全运行带来安全隐患，持续运行也将造成增压风机的损坏。
论变频器在脱硫供浆系统中的应用
论变频器在脱硫供浆系统中的应用摘要：针对当前火电厂的脱硫供浆系统运行情况，从自身的电厂设备管理经验出发，在分析了变频器的工作原理的基础上，结合案例分析，探讨了变频器在脱硫供浆系统中的节能效果，并论述了变频器在脱硫供浆系统中应用应注意的问题，希望对于今后提升脱硫供浆系统管理水平有所帮助。
关键词：变频器，火电厂，脱硫供浆系统，管理方式，节能改造在电厂设备运行管理的过程中，设计人员不仅要求考虑设备在低需求工况的功率要求，还应重点考虑高需求下的功率情况，从而保障一定的安全系数，满足设备的高工况下的功率输出要求，这样才能更好地保障设备的正常化运行。
但结合设备在工况需求较低的运行来看，相应的输出功率往往都超出实际需求功率情况，这样的富余功率则会造成电能的浪费问题，造成设备负担过重而造成加速老化的情况存在。
这种情况在脱硫供浆系统中更加突出，则是应该火电厂运行中应该格外重视和注意的问题。
根据浆液泵传统化运行情况来看，大都是结合浆液需求量来实现出口调节门开度的调节，从而满足进行控制相关的浆液需求量，这种方式在具体的浆液需求量小的情况下，则存在着比较大的电能浪费问题，特别是不利于实现企业的经济运行目标。
借助于变频器的优势，能体现出自动化控制的节能优势，其具备技术成熟、功能强大、可靠性高、节能效果好、操作简单等优点，能广泛应用在浆液系统，进一步更好地实现了调速以及节能功能，有效实现预期的节约电能的目标。
1 变频器在供浆自动中工作原理分析根据供电频率为50Hz，在这样的情况下，则应改变工频电源频率来进行改变，通过变频器则是进行相关的整流、逆变处理，这样可以实现不同频率、不同电压的交流电源的形式，更好地符合用电设备的情况，具体来说，主要构成部分涉及到如下内容。
1.1控制电路部分借助于控制电路能实现将相关信号传递给整流器或者逆变器，满足相应的控制要求，同时，也能有效接受相关的整流器、逆变器的反馈信号，这样能有效进行相应的PID 控制回路要求，实现相关的电路控制工作。
高压变频器在湿法脱硫循环泵中的应用
高压变频器在湿法脱硫循环泵中的应用摘要：针对山西某市热电厂2×300MW国产燃煤亚临界空冷抽凝式供热发电机组湿法烟气脱硫项目中，高压变频器对循环泵的控制应用，详细阐述其在DCS系统中工艺流程、电气设计方案及控制方法。
在实现节能降耗、增加经济效益的同时保障了浆液的循环泵依据负荷变化，动态跟随调节，变流量调节和安全运行。
关键词：高压变频器；循环泵；DCS绪论：节能环保一直是关系国计民生的大事，也是各环保企业努力的方向。
本论文针对国产燃煤亚临界空冷抽凝式供热发电机组湿法烟气脱硫运营项目中能源消耗高，运营效率差，提出了用高压变频器取代工频，依据实际负荷动态跟随调整循环泵，实现变流量调节方法，降低企业能源消耗，提高运行安全性。
一、工程概况本工程为山西某市热电厂2×300MW国产燃煤亚临界空冷抽凝式供热发电机组湿法烟气脱硫项目。
是城市主要采暖热源点之一，冬季供热，夏季发电，已项目建成运行。
本项目为满足SO2排放要求，在供热、用电高峰期，烟气量大，需要浆液循环量大，需要多台高压循环泵满负荷运行；而供热、用电低谷期，烟气量小，需要浆液量少，需要部分高压循环泵低负荷运行，负荷变化较大，能耗及安全矛盾较为突出。
而传统工艺中，通常采用工频系统来控制高压循环泵，无法做到依据负荷变化，动态跟随调节，变流量调节和安全切换。
造成能源浪费情况严重。
工频系统在国产燃煤亚临界空冷抽凝式供热发电机组湿法烟气脱硫中控制高压循环泵应用具体缺陷如下：（1）能耗大，不能跟踪负荷减低能耗。
在机组负荷较低或入口硫分较低时，不能搭配浆液循环泵运行。
（2）设备没有备用，容易造成安全隐患。
机组负荷高或入口硫分高时，浆液循环泵需要全部运行，设备没有备用，一旦1台设备故障，将造成环保不达标，对运行安全造成隐患。
（3）设备磨损大。
设备长时间运行，浆液泵叶轮磨损严重，使用寿命缩短。
鉴于上述问题，结合工艺要求，增加1台循环泵，采用高压变频技术，通过调整变频器降低电耗。
高压变频器在循环水系统中的应用
Ｏ ． １ ５
０ ． １ １ ２ ４ ． ５
５ ２
５ ４
０ ． ８ ２
Ｏ ． ８ ２
转速 ： ７ ４ ５ ｒ ／ ｍｉ ｎ 功率 因数 ： ０ ． ８ ５ 工作制 ： 数量 ： ４ 台
冷却方式 ： Ｉ Ｃ ６ １ Ｉ 绝缘等级 ： Ｉ Ｐ ４ ４
水 大户空分压缩机满负荷生产 ， 合成压 缩机达 额定负荷 ７ Ｏ 。 因此 ， 当 甲醇满 负荷生产时 ， 循环水量应有所 增大 ， 但增加 比例
不会太大 。
该循环水系统是确保 甲醇车间正常生产 的重要 组成部分 ，
它承担着 向空分、 合 成、 精馏 等系统 提供质量 合格 的循环水 的
型号 ： Ｙ ＫＫ ６ ３ ０ — ８ 功率 ： ８ ０ ０ ｋ Ｗ 电机 电压 ： １ ０ ０ ０ ０Ｖ 电流 ： ５ ７ ． ９ Ａ 相数 ：
数量 ： ４
接法 ： Ｙ
５ ０
６ ０
０ ． ４ １
０ ． ４ ０
Ｏ ． ５ ２
Ｏ ． ５ ２
示 意 图如 图 １ 所示 。
１ － ２ 运 行 数 据
由于现场实时调节水泵出 口阀门极为不便 ， 当环境 温度或 用户需求发生变 化时 ， 为调节水 温 ， 现场采 用了增加 冷却 塔风
机运行 台数 的处 理措 施 ， 该 方 法进 一步 增 加 了系 统 的 电能
消耗 。
２ ． ３ 电机 直 接 启 动 ， 启 动冲 击 电流 大
器在 甲醇生 产循环 水系 统 中的实际应 用情 况 。 关 键词 ： 高压变 频器 ； 循环 水系统 ； 节能
０ 引 言
本公 司甲醇车间循环水工 段主体设备是 ４台型
高压变频器在烧结脱硫增压风机中的应用
高压变频器在烧结脱硫增压风机中的应用摘要：本文介绍了高压变频器在建龙集团炼铁厂烧结脱硫增压风机中的应用情况。
现场运行情况表明，采用高压变频器对烧结脱硫增压风机进行调速节能，节能效果是明显的。
关键词：高压变频器烧结增压风机节能1引言众所周知，在我国因SO2排放而形成的酸雨危害日益严重，每年造成数千亿的经济损失，SO2及酸雨污染已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
―十二五‖期间，SO2减排成为环保工作的重点。
钢铁行业是SO2排放的主要行业之一，特别是烧结生产工序的SO2排放总量占到钢铁行业SO2排放总量的50%，解决好烧结工序的SO2减排，就是抓住了钢铁行业SO2减排工作的重点，将为钢铁行业完成―十二五‖规划中要求的SO2减排任务打下坚实的基础。
2原生产状况以及工艺要求吉林建龙钢铁有限责任公司成立于2001年5月，是全国知名民企建龙重工集团的下属子公司，是集烧结、炼铁、炼钢、轧材于一体的综合型钢铁加工企业，是吉林省民营经济纳税金星企业和省再就业明星企业。
建龙集团炼铁厂烧结车间有一座360平米烧结机，配有1套烟气脱硫装置，脱硫入口烟气接至烧结机主抽风机房外出口烟道。
经过脱硫后，净烟气经脱硫塔烟囱排放，烧结烟气脱硫工艺流程如图1所示。
图1 烧结烟气脱硫工艺流程图来自烧结厂引风机的烟气，经增压风机增压后进入冷却器。
在冷却器中，原烟气被工业水和来自吸收塔的浆液冷却，然后烟气以一定压力导入吸收塔进行反应，净化后的烟气从脱硫塔烟囱排出。
脱硫塔将吸收后的SO2通过相关装置转化为硫酸钙，并排出至指定位置。
增压风机是用于克服脱硫装置的烟气阻力，将原烟气引入脱硫系统，并稳定出口压力的主要设备。
增压风机作用是克服脱硫装置的阻力，补偿烟气在脱硫装置中的压力损失。
脱硫系统的阻力主要由烟道沿程阻力、冷却器、除雾器阻力及脱硫塔内液位高度形成的压力等组成。
脱硫增压风机的风量和压头按下列要求选择：（1）脱硫增压风机的基本风量按吸收塔的设计工况下的烟气量考虑。
高压变频器在水泵节能改造中应用
广州 智光 电机 公 司 的 ＺＮ Ｅ Ｔ型 智 能 高 压 变 频 ＩＶ Ｒ
调速 系统 ， 原 有 的水 泵 驱 动 电 机 进 行 变 频 节 能 对
黑
龙
江
冶
金
第３ Ｏ卷
电机工作 在变频 状态 。
于用 户 用水不 均衡 ， 浪 费 能源 ， 既 又使 供 水 管 网 的
压力 波 动较 大 。为 了解 决 这 一 问题 ， 公 司采 用 我
２ 改 造 方 案
因炼铁 环 水泵 站 ３ 泵组 属保 证 高 炉生 产 的重 要 负 荷 ， 须 保 证 连 续 、 定 、 靠 运转 。经 过 详 必 稳 可 细 的技术 、 济 论 证 ， 定 采 用 高 压 变 频 调 速 装 经 决 置， 通过 变频调 速调 节 水 泵 出力 以 满足 工况 需 要 。
ｇ ｙ— ｓ ｖｎ ｆｅ ｔ ａ ｉ ｇ ｅｆｃ ． Ｋｅ ｙＷ ｏ ｄ Ｈｉ ｈ ｏ ｔｇ ｉ ｖ ｒｅ ； ｎ ｔ ｎ ｐ ｅ ｓ ｒ ｔ ｒ ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｓ： ｇ ｖ ｌ ｅ ｎ ｅ ｔ ｒ Ｃｏ ｓａ ｔ ｒ ｓ ｕ ｅ ｗａｅ ｒ ｓ ｕ ｅ； Ｃｌ ｓ ｄ — ｌｏ ｃ ｎ ｒｌ Ｅｎ ｒ ｙ ａ ｏｅ ｏ ｐ ｏ ｔｏ ； ｅｇ
改造
１ 现 场 工 艺 及 设 备 概 况
炼铁 环水 泵站 ３泵 组 共计 两 台泵 ， 备 一 用 ， 一
采用 母管 制 供 水 。 泵 组 从 吸 水 池 取 水 ， 一 定 的 将
高 一高 电压 源 型 变频 器 ， Ｉ Ｖ Ｒ Ｚ Ｎ Ｅ Ｔ系 列 智 能 高压 变 频 调速成 套 系统 整 体 结 构 上 由旁 路 柜 、 相 变 移 压 器 柜 、 率 单 元 柜 及 控 制 柜 组 成 。系 统 采 用 一 功 备 一用 两 台泵双 路 电源 ， 拖 二 自动 旁路 的方 案 ， 一 南 四个 高压 隔 离 开关 Ｑ １～Ｑ ４和六 个 真 空接 触 Ｓ Ｓ
高压变频器在脱硫系统增压风机上应用的思考
。 。 。 。 。 。， 。 ． 。
工 程 技 术
高 压 变频 器 在 脱硫 系统 增 压风 机 上 应 用 的思 考
喻大 明 （ 广州发展 集团有限公 司 广东 广州 ５ １ ５ １ ） ０６ 摘 要 ： 着国家“ 随 十二五 ” 间经 济发展模式 的转 型和低碳 积极 的发展 ， 期 环境保 护越来越 重要 ， 对火 力发电厂 烟气排放 指标的考棱和 监 督越来越 严格 ， 电厂正在进行大规模的脱硫 系统改造或新建 工程， 为脱硫烟 气排放 系统 的重要设备一 增压风机 ， 作 其运行 可靠性 和节能效 粟 ，已引起 各 电 力企业 的 高度 重视 。 关键词 ： 增压 风机 高压 变频器 脱硫 系统 节能 中 图分 类号 ： Ｍ ５ Ｔ 文献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ ４ ０ ８ （ ０ Ｏ ０ （ ） Ｏ ０ － ２ １ ７ － ９ Ｘ ２ １ ） ７ ａ－ １ ８ ０
气 送 入 吸收 塔 。
２增压风机的节能思考
由上 面 分 析 可 以 看 出 ， 压 风 机 出力 增 调 整采 用 通 过 改 变 风机 的叶 片 的 角 度来 调 节 ， 尽 管 比 一 般 采 用 控 制 入 口挡 板 开 度 这 来 实 现 风 量 的 调 节有 一 定 的 节 能 效 果 ， 但 是 能 源 损 失 仍 然 很 大 ， 别是 在 调 峰 等 低 特 负荷 时 损 失 更 大 ， 就 为 我 们 提 出 了 一 个 这 如 何能 有效 节能 问题 。 同时 ， 由于 节 流 调 节 ， 机 在 运 行 中 存 风 在振动 、 音 等问题。 外 ， 躁 另 异步 电 动 机 在 启 动 时 启 动 电流 一 般 达 到 电机 额 定 电 流 的 ６ 倍 ， 对 厂 用 电 形成 冲 击 ， ～８ 这 同时 强 大 的 冲 击 转矩 对 电机 和 风 机 的 使用 寿 命 存 在 很 大 的 不利 影 响 。 对此 ， 电厂 考虑 对 增 压 风机 进 行 调 节 性 能 和 节 能 改 造 ， 满 足 机 组 整 来 其 风 机 性 能 曲线 也 发 生 相 应 的 改 变 ， 是 体 调 节 性 能 需 要 。 于 节 流 后 的 工 作点 由Ｄｌ 至 Ｄ 点 上 。 移 ２ 增 压 风 机 需 要 克 服 从 原 烟 气 挡板 入 口 ３风机变频节能原理 开 始 到烟 气 挡 板 出 口结 束 这 一 段Ｆ Ｄ系统 Ｇ 高 压 交 流 变频 调 速 技 术 是 上 世 纪 ９ 年 Ｏ 的 压力 降 ， 口压 力调整 是ＦＧＤ— ＤＣＳ 人 最重 代迅 速 发 展 起 来 的一 种 新 型 电 力传 动 调 速 要 的 调 节 控 制 ， 直 接 影 响 到 管 理 运 行 的 技 术 ， 要 用 于 交 流 电动 机 的 变 频 调 速 。 它 主 稳 定 。 启 动 增压 风 机 时 ， 压 风 机入 口动 在 增 利 用 变频 装 置 对风 机 进 行 转 速 控 制 属 叶 必 须 全 关 ， 止 时 则 需 要 入 口动 叶 在 最 于减 少 空 气 动 力 节 电 方法 ， 一 种 较 好 的 停 是 小 位 置 。 图 ２ 典 型 轴 流风 机 一 般 根 据 原 节 电 方 式 。 和 一 般 常用 的调 节风 门 控 制 如 ， 它 烟 道 风 压 来 调 节 增 压 风 机 入 口静 叶 的 转 风 量 方 法 比较 ， 着 明 显 的节 能 效 果 ． 过 有 通 角 ， 增 压 风 机 的 入 口 压 力 控 制 在 一 图３ 说 明其 节 电原 理 。 将 可 ５ｍｍＨ Ｏ 右 ， ０ ，左 使原 烟道 风压 保 持稳 定 ， 最 Ｑ一流 量 ： 单位 时 间 内进 入风 机 的 气 体 大限度的降低Ｆ ＧＤ对 锅 炉 的 影 响 ， 原 烟 体 积 ； 不 Ｈ一压 力 ： 位 气 体 通 过 风 机 后 所 获 单 得 的 能量 ｌ Ｐ一流 体 功率 ， Ｐ：ＱＨ； ｎ＝流体
变频调速器在焦化厂循环水泵上的应用
变频调速器在焦化厂循环水泵上的应用摘要：发展节能生产已经成为当前社会工业生产发展的主要方向，也是我国实现可持续发展战略的重要举措。
尤其是在冶金、炼钢等大型化工、厂矿类生产行业，因其对能源的需求量较大，因此发展节能生产技术对实现能源节约，实现可持续发展有着重要意义。
本文就节能技术中的变频调速器在焦化厂循环水泵上的应用做几点探讨，希望能给焦化厂的节能生产带来一些启示。
关键词：节能生产变频调速器焦化厂循环水泵一、焦化厂循环水泵功用概述循环水泵是现代焦化厂工业生产的重要设备之一，主要用来输送供高压储存设备中的焦炉煤气进行冷却所需的各种液态介质，目前主要是低温的液态的水，也有利用氟利昂的。
其中液态介质的输送量由高压存储设备中的焦炉煤气量、焦炉煤气温度以及存储设备外围的温度来决定。
而此中的焦炉煤气量则是由焦化厂的生产能力来调节的；高压存储设备的外围温度则是随着不同地区的天气和季节的变化而产生变化。
一般的，如果焦炉煤气的生产量大，温度高，外界的气温又炎热，那么所需的循环冷却介质输送量就会相应的增大。
焦化厂的循环水泵输送冷却介质量，一般是根据实际工业生产所需最大的输送量来设计的，其配套的循环水泵电机功率也是根据最大的需求功率来设计的，但是实际的生产中，绝大多数的时间是不需要满负荷运转的，比如在寒冷的冬季，由于高压存储设备的外围温度降到了零度以下，甚至更低，使得冷却介质的输送量只需夏季的一半输送量就足够了。
传统的循环水泵通常是利用一个可以人工调节的调节阀门来控制循环水泵的输送量，由于阀门要受到冷却介质的冲击，因此人工操作时要受到很大的阻力，需要浪费很多时间，也造成了能源的白白浪费，同时还十分危险。
而在焦化厂生产时，其冷却介质的供应是不能中断的，否则因为高压存储设备内焦化煤气温度过高，发生爆炸，造成巨大的经济损失和人员伤亡。
一般的焦化厂都配有两台循环水泵，一台用于工业生产，另一台则用于备用。
二、变频调速器技术简介由于国内的循环水泵所配用的电动机大多数使用交流电源实现运作，而近代发展起来的智能控制技术也多以交流电源作为信号发生基础，因此一项基于电动机转速智能化控制的电子技术便营运而生，这就是变频调速器技术。
高压变频器在循环氨水泵节能改造中应用
高压变频器在循环氨水泵节能改造中应用作者：薛志锋来源：《科技资讯》 2013年第2期薛志锋(唐山佳华煤化工有限公司河北唐山 063600)摘要：变频调速是近年来兴起的一门成熟的新技术，它通过改变电源频率来实现速度的调节，因其具有调速平稳、瞬态稳定性高、节能等特性，越来越被人们所重视。
随着变频调速技术的不断成熟，变频调速装置在水泵设备上的应用也越来越广泛。
关键词：变频调速水泵中图分类号：TP273 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2013)01(b)-0000-001、循环氨水泵工况特点及存在问题1.1、循环氨水泵工况特点净化分厂一期两台循环氨水泵，一用一备，泵组是将循环氨水打入集气管为荒煤气进行初步冷却，控制荒煤气温度为75~80度之后送入初冷器，根据荒煤气量的大小应及时调节循环氨水量。
1.2、工频运行存在问题：两台循环氨水泵电机均为工频运行，启动电流高，既影响设备寿命又对电网产生很大冲击。
而且工频运行耗电量高，不能随生产负荷自动调节，不符合现代企业“节能降耗”的管理理念。
循环氨水泵工频运行，流量及压力只能通过旁通阀及出口阀调节，但调节负荷有限。
在今2012年年初，结焦时间较长，荒煤气量少，循环氨水流量无法进一步降低，导致荒煤气温度极低，曾降至40度（工艺要求控制温度为75~80度），使得荒煤气管道内焦油氨水混合液流动性极差，存在堵塞荒煤气管道的隐患。
由此可见，荒煤气温度是至关重要的指标，如果控制不当，整个净化系统都将处于瘫痪状态。
原设循环氨水泵为工频运行，只能由操作工调节泵出口阀门及循环管阀门开度来控制循环氨水压力和流量。
如果循环氨水量发生变化，岗位人员又不能及时调节，将会导致循环水泵压力过高或过低。
如果压力过高，会造成泵机封、电机烧损；如果压力过低，会导致荒煤气温度无法控制、集合温度超标，造成初冷、电捕以及煤气净化系统的严重堵塞。
2、改造方案循环氨水泵组是保证焦化厂煤气系统正常运行的重要设备，必须保证连续、稳定、可靠运行。
PLC控制变频器在脱硫循环泵上的应用
PLC 控制变频器在脱硫循环泵上的应用随着环保意识的不断提升和环保法规的日益严格，脱硫工艺逐渐成为一项必要的环保措施。
在脱硫工艺中，循环泵扮演着至关重要的角色，它起着将反应池中的石膏和乳液输送至沉淀池的作用。
然而，循环泵的性能和稳定性也面临着一定的挑战，如：流量变化、回流管道堵塞、系统泵动涡流、温度和压力变化等。
因此，为了保障脱硫系统的稳定运行，PLC 控制变频器广泛应用于脱硫循环泵上。
1.PLC 控制变频器的基本原理PLC 控制变频器是一种通过程序控制电子元器件完成三相异步电动机控制的技术。
它将调整电机的速度、扭矩、方向、制动等操作全部通过计算机程序控制。
与传统的电控系统相比，PLC 控制变频器具有快速、稳定、灵活、可靠的调整特点，可以有效提高系统的性能和运行效率。
2.PLC 控制变频器在脱硫循环泵上的应用2.1.自动控制系统在脱硫工艺中，循环泵的流量和压力随着工艺的变化而变化。
为了保证循环泵在一定的流量范围内稳定输出水流，需要通过自动控制方式实现。
在此，PLC 控制变频器是不二选择。
它既能够通过程序指令对电机的速度进行快速调整，同时还可以实时监测电动机的运行状态，实现循环泵的自动控制。
2.2.节能控制对于脱硫系统而言，节能是一项重要的指标。
PLC 控制变频器可以通过对电机的供电与控制实现对系统的高效稳定运行，从而减少能源的消耗。
此外，PLC 控制变频器可以实现对电机的错误保护和自动停机等功能，进一步增强系统的稳定性和安全性。
2.3.故障诊断为保证脱硫系统的稳定运行，必须及时识别和排除各种故障。
PLC控制变频器可以监控循环泵的运行状态，通过实时采集故障信息，及时发现和诊断故障，并即时发送警报信息，有利于快速解决问题。
2.4.可编程控制循环泵在脱硫系统中扮演着关键的角色。
为了提高其可靠性和性能，可以通过PLC 控制变频器实现可编程控制。
在此，可以设定循环泵的各种操作模式，如操作速度、启动时间、加速度等，以便依据实际的工艺需求和条件进行自适应调整。
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高压变频器在脱硫循环水泵工艺中的应用
2009-10-16 10:10:34
技术工程部李羿
【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：
图1 脱流工艺流程
（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。
（二）压力临界点
参考脱硫装置工艺要求，得出“压力”是保证脱硫生产的充分条件，即压力达到0.46Mpa，才能保证脱硫装置正常运行。
泵出口压力过低则无法克服水的势能，无法将循环水送至冷却塔；压力过高则泵出水量增大，经冷却循环水的效率不高。
因此决定采用“恒压”闭环控制方法，调整变频装置给定频率，找到工艺所需的压力最低临界点，使其即满足工艺所需压力又能保证循环水需求量，使进出冷却塔的温差△t稳定在4℃～8℃之间。
经反复试验论证，当给定频率为43Hz 时，水泵的压力（0.51 MPa）满足工艺要求，温差4.92℃，因此定43Hz为压力临界点。
调试参数表格如下：
（三）变送器负载能力
由于现场只有一块单路输出的压力变送器，且带载能力只有300Ω，而变频器内置S7-200型PLC的模拟量输入模块EM235的输入电阻为250Ω；如将两台变频器的模拟输入回路串联，两个EM235的输入电阻即为500Ω，单台压力变送器无法带动两个EM235模块，此方案不可行。
因此现场将压力变送器接入单台变频装置的EM235模块，利用S7-200的模拟量输出模块EM232实时输出一路现场压力，用此输出信号作为另一台变频器EM235的模拟输入。
原理框图如图2：
图2
此方法在不增加投入成本(硬件)的情况下，通过改写PLC程序，使1#变频器PLC的EM232模块实时输入一路压力反馈信号，解决了压力变送器负载能力不够的问题，实现了单台压力变送器拖动两台变频器的“闭环”控制。
四、节能计算
(一)水泵变频调速的节能原理
根据流体力学原理：
图3
图3为挡板调节流量和变频调节水量的能量比较图，H2-B-C-H3组成的区域为变频较挡板调节水量节省的功率。
当采用变频调速时，可以按需要升降电机转速，改变水量的性能曲线，使水泵的额定参数满足工艺要求，根据水泵的相似定律，变速前后水量、水压、功率与转速之间关系为：
Q1/Q2=n1/n2
H1/H2=（n1/n2）2
P1/P2=（n1/n2）3
P=H×Q
Q1 、H1、P1—风机在n1转速时的水量、水压、功率；
Q2、H2、P2—风机在n2转速时相似工况条件下的水量、水压、功率。
假如转速降低一半，即：n2/n1=1/2，则P2/P1=1/8，可见降低转速能大大降低轴功率达到节能的目的。
水泵功率为315KW，年运行时间8000小时，水泵流量Q和压力H在采用阀门调节流量时近似满足如下关系：
H=A-(A-1)Q2，其中A为水泵出口封闭时的出口压力，约为140%。
(二)HARSVERT-A高压变频调速节能分析及计算
采用阀门调节流量时，功耗等于流量Q和压力H的乘积。
各种流量的功耗计算如下：
P70%=315×0.75×（1.4-0.4×0.75×0.75）=277.6KW
采用变频调速时所消耗功率
P变频=1.732×4880×23.76×0.96=192.8 kW
节电率为（277.6-192.8）/277.6=30.5%
按循环水泵年运行时间为8000小时，电费0.70元/度，单台循环水泵年节电费为（277.6-192.8）×8000×0.70=47.5万元。
五、节水方面
由于脱硫工艺的特殊要求，冷却塔出入口温差的大小决定了循环水量的多少：变频改造前，冬天出入冷却塔温差较大，需水量较小，多余的循环水从溢流泵排出，造成了水量的浪费；变频改造后通过调节给定频率，即减小了循环水量又能保证脱硫工艺对水温的要求，水泵工作在高效区，溢流损失得到很好的控制。
六、结束语
实践证明：HARSVERT-A06/040型高压变频器在川西北循环水泵上的应用是成功的。
使用变频器后，节能效果明显；出入口阀门全开，减少了阀门能耗损失；实现了电机的软启动，延长了电机的使用寿命；内置PLC通过采集现场的水压数据（4~20mA信号），根据其设定值和实际值的变化情况，自动调节变频器输出频率，控制水泵转速，实现恒压供水，大大提高了脱硫工艺的自动化水平，具有良好的使用价值。