FC300变频器在化工炼油装置中的应用

一 .引言
在石化行业的炼油装置中，过去很少有采用变风量、变流量控制方式的，多是由鼠笼式异步电机拖动，进行恒速运转。当需要调节风量、流量时，实际采用的办法是调节挡板或节流阀，这种控制虽然简单，但从节省能源的观点来看，是很不经济的。采用变频器对风机、水泵类负荷进行转速控制，对节约能源、提高经济效益具有重要意义。
上海石油化工股份有限公司2007年在金山石化新建的120万吨/年延迟焦化装置中对部分380V电压等级的泵类、风机首次引入Danfoss变频调速控制，以适应操作条件、工况变化。投产后，变频器运行稳定，既得到了良好的工艺控制手段又节约了电力，取得了很好的效益。


二．项目简介
延迟焦化技术是一种渣油轻质化最主要的加工方法之一，具有投资少，操作费用低，转化深度高等优点。所谓延迟焦化是指石油的二次加工技术，以贫氢的重质油为原料，在高温(约500℃)进行深度的热裂化和缩合反应，从而得到气体、柴油、汽油、蜡油和焦炭的技术。延迟是指将焦化油(原料油或循环油)经过加热炉加热迅速升温至焦化反应温度，在反应炉管内不生焦，而进入焦炭塔再进行焦化反应。本次新建的120万吨/年延迟焦化装置分三个部分：主要设备是加热炉和焦炭塔。采用一炉两塔的工艺路线。（2）分馏部分，主要设备是分馏塔。（3）焦化气体回收和脱硫，主要设备是吸收解吸塔，稳定塔，再吸收塔等。（4）水力除焦部分。（5）焦炭的脱水和储运。（6）吹气放空系统。（7）蒸汽发生部分。（8）焦炭焙烧部分。选定炉出口温度为495～500℃，焦炭塔顶压力为0.15～0.2 Mpa。


三．装置工艺要求及变频节能空间
1. 原质重油由柴油泵从柴油集油箱（219 ºC）抽出后分二路，一路返回柴油集油箱下作为热回流，另一路至柴油-原料换热箱，换热至156 ºC后，分出一部分返回分馏塔。经分馏塔顶空冷器冷却后再分出两股，一股作为温控流股返回分馏塔，另一股经贫吸收柴油冷却器冷至40ºC后由贫吸收柴油泵打入柴油吸收塔作为柴油吸收剂，余下部分柴油经柴油冷却器冷却至50ºC作为柴油产品出装置。
装置中分馏塔顶空冷器及蜡油空冷器，总数5台，每台功率37KW，当气温突变时，空冷器经常发生偏流现象，只能依靠人工开（停）空冷器来调节温度，一方面经常造成空冷过剩使用，浪费电力；另一方面使C-6202主分馏塔的温度和压力难以控制，从而影响了产品馏的出口合格率。
2. 焦炭塔吹汽、冷焦过程产生的大量高温蒸汽及夹带的少量油气进入放空塔下部，从顶部打入蜡油馏分，洗涤下油气中的柴油及以上馏分。放空塔底重油由放空塔底泵抽出，送经水箱冷却器冷却后，一部分作为放空塔顶回流，控制塔顶气相温度150ºC左右。另一部分在液面控制下送装置外污油罐分水处理后可回拣。放空塔顶出来的大量蒸汽及油气经放空塔顶空冷器、放空塔顶后冷器冷却到40ºC进入放空塔顶气液分离罐，分出的轻污油由污油泵送出装置，污水由污水泵送至冷切焦水系统隔油处理后作为冷切焦水补充水。
这一工艺流程中除高压机泵外，另有一些配置380V电压泵类的负荷，总数7台，从37KW-160KW分多个功率段，在实际运行中存在变流量调节的要求，以前主要靠人工调节阀门开度，且大部分是放在阀门开度的70％-80％左右固定位置，甚至有些阀门的开度只有20％，系统运行在节流工作状态，阀门上的能量损失全部被浪费。
3. 变频器在延迟焦化装置上的应用，改变了以往使用节流方法调整泵类、风机的转速，可取得较明显的经济效益。同时变频器的应用减少甚至避免了因工频运行大电流冲击引起的调节阀及进出口管路的磨损现象，延长了设备的使用寿命。
4. 在设备运行期间，读取了变频运行状态下的一些数据，和电机额定数据比较可以明显反映出设备有很大的节能空间。