高压变频调速在4PE装置上的应用

二十世纪九十年代引进北欧化工公司年产25万吨／年北星双峰聚乙烯装置，即我公司4pe（第四套聚乙烯装置）。能生产21个牌号的产品（ll-dpe至hdpe）。低密度高分子量的聚乙烯粒子，它是制造薄膜、吹塑、涂层、管材、电缆（光缆）护套、注塑等的原料。

2 4pe装置有两个设备应用高压变频调速

（1）p-302环管轴流泵

双峰聚乙稀技术的工艺核心是在环管反应器中以超临界进行乙烯聚合反应。所有原料（主要是乙烯）及催化剂（来自预聚反应器）由环管轴流泵连续送入环管反应器（r-302）。它由一个带水冷却的六根24英寸直管所组成。由于生产工艺要求不同，因此需要环管轴流泵调速——即调节轴流泵的流量。

环管轴流泵p-302，输送物料（介质为丙烷淤浆）。流量（max）8267m3/h，扬程（max）36m，轴功率900kw。

选用高压电动机：

abb hx2-450-ll4，3.3kv、182a、900kw、4p，im电机，61.9hz时为1848.7r.p.m

cosα＝0.89 η＝80％

选用配套高压变频调速器：abb公司acs 1000系列变频调速器

型号规格：acs 1013-a2-k0-00

容量：1100kva（可适配900kw电动机）

输出电流：（max）192a

输出电压：0～3.3kｖ

输出频率：0±66hz（可选0±122hz）

p-302环管轴流泵变频调速应是流量闭环控制系统。

（2）p-703挤出机出口齿轮增压泵

从气相反应器来的聚乙稀粉料、添加剂、碳黑母料等由挤出机的进料装置送入螺杆挤出机，并在其中熔化、均化，造粒以形成一定形状的颗粒。为了造粒的需要，将挤出机出口的熔体，由齿轮增压泵提升熔体压力，送至造粒机进行水下切粒、冷却、脱水、干燥气送至储料仓／包装。

齿轮增压泵根据生产工艺不同的要求，需要调速来改变压力（h∝n2），因此采用变频调速，应是压力闭环控制系统。

齿轮泵型号：gp450t-m，泵的流量（max）3600kg／h，调速范围4.5r.p.m～45r.p.m。

选用高压电动机：

abb ama－450－l6l（bathf）

im电机3.3kv，1350kw，6p。

51.6hz－58.1hz

1021r.p.m-1150r.p.m

345a－350a（fla）

选用abb公司acs 100系列高压变频器。

型号规格：acs1013-a2-p0-00 1700kva，297a可适配1400kw电动机。（实际使用1350kw）

（3）4pe聚乙烯装置中还有一台低压变频调速系统

造粒工艺最后一个环节是水下切粒机。

l-702切粒机（水下切粒机）

型号:adc100，150kｗ，转速55-550r.p.m，刀数12把，直径770.6mm。

因为粒子大小，尺寸要求不同，所以切粒机由变频电动机机调速驱动。调速范围：55-550r.p.m。

由于电动机功率为150kｗ（中小型容量），所以采用低压变频调速器。3φ，380v，容量≈170kva。应是一个转速闭环系统。

3 工业水＃208泵变频调速节能改造

abb公司acs 1000系列中压变频调速器除了4pe聚乙烯装置有两台应用外，还有一台应用于我公司工业水＃208机泵上。工业水泵房共有十三台6kv高压电机拖动的离心水泵，一側有六台并联运行，另一侧有七台并联运行，功率有780kw，260kw两种。十三台水泵分别经过各自出水调节阀和止逆阀汇入母管向公司生产装置供应工业水，压力5.0-5.5kg/cm3，流量5000-5500m3/h。不过一年四季、一天24小时流量都在变化而且是随机的。为了适应供水量的变化，一側选用一台变频调速泵来调节流量，其他泵则恒速运行，不用调节阀门来调节流量。

＃208泵变频改造，应是恒水压闭环控制系统。选用acs1013-a2-j0-00变频器。950kva，3.3kv，166a，适配800kw电机。

原来电动机ykk，6kv，780kw，985p.p.m，为了匹配3.3kv变频器，将电动机原y接法改为△接法。

＃208工业水泵变频节能改造项目，于2003年上半年安装投运。平均节电率在20％～30％，投资费用（约134万元）可在2年～2年半回收。

鉴于当时acs1000系列变频器尚无6kv级的产品（目前acs5000系列已可以供应6kv～6.9kv变频器了）为了适应3.3kｖ电压级别，或是配abb3.3kv电动机，或是将原6kｖ电动机ｙ接改为△接线。但是笔者认为今后项目应直接采用6kｖ变频器，理由是：

●　进口3.3kｖ电动机，价格昂贵，还有备台问题。

●　６kvy接法改为△接法，

６kv/1.732=3.46kv（6.6kv/7.732＝3.81kv）因此，acs1000系列，3.3kv变频器电压嫌低些，恐怕电机出力不足。

参考文献

[1] 中石化集团. ４pe聚乙烯装置. 上海石化公司生产装置工艺技术简介第七册

[2] ＃208工业水泵变频节能改造小结

[3] acs 1000系列中压变频器技术资料

作者简介

乔萧军 电气技师 现任职于上海石化股份有限公司塑料事业部，多年来一直从事电气维修和设备管理工作。