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高压变频软起动在石化炼油项目鼓风机中成功应用

来源:本站 发布时间:2014-10-21 15:00:59 浏览量:

一,    石化炼油项目中鼓风机的作用

     在石化炼油工艺过程中,相关设备在运行时需要有一定压力和温度的空气来作必要的工艺处理,要达到此条件就必须使用风机进行压缩,所以鼓风机系统是石化炼油生产环节中的重要设备组成部分,而拖动鼓风机的电动机功率一般都比较大,也是石化行业中主要的用电负荷之一。  

石化炼油厂外观图

 

鼓风机电气控制系统及相关设备介绍


   高压开关柜和高压变频软起动器组成高压电动机控制系统,负责电动机的起动、运行和保护控制。然后电动机拖动鼓风机进行空气压缩,为炼油工艺中提供必要压缩气体。其具体工作流程是:10KV高压电源通过高压电缆从变电站引到高压开关柜,经切换柜与高压变频软起动器后到高压电动机,用来控制电动机及鼓风机的正常起动和安全运行。鼓风机的作用是将滤清的空气进行压缩并送入储气罐,然后按工艺要求送炼油设备现场。

二,    项目中鼓风机及高压配电系统的主要参数

     此项目在河北省某石化炼油工程现场,鼓风机采用陕鼓轴流鼓风机,其转速为5700转/分,配套电动机主要参数为9000KW,电压等级10KV,额定电流623A,堵转电流4.51倍,电动机转速1490转/分,经变速箱升速后驱动轴流鼓风机。该系统高压配电主要电网参数为110KV变电站提供一条10KV高压专线,其短路容量为60MVA,整个项目用电负荷电力公司按16500KW给定,从变电站到项目所在地还有5公里的架空线缆,在用电高峰时其电网压降较大。针对此供电条件及用电负荷进行仿真计算,得到其结果后分析,采用一般的降压软起动器来起动此电动机时(起动电流最小有2.5Ie以上),其电网压降可能会超过25%以上同时还会因过流造成电网跳闸,对系统中其它设备的安全运行会有很大影响。而采用高压变频软起动器方案来起动此电动机(起动电流在额定电流以下),它可以满足以上电网条件,同时电网压降也很小。

三,    鼓风机系统在起动过程中对电网系统影响的分析

     由于鼓风机系统在其整个项目中占用功率较大,特别是在起动过程中采用一般降压软起动装置来起动此电动机时,其起动电流对电网的冲击是很大的,若起动电流参数设置不当还会导致开关柜过流跳闸以及电网压降过大影响其它设备正常运行等问题。在本案中所提供的电网短路容量小及线路过长的原因,此电动机是不可能直接起动的,就是采用一般降压软起动也会电网压降过大或起动过流等原因而影响鼓风机系统及电网中其它设备的正常工作。具体归类分析如下:

     1,因鼓风机配套电动机功率较大,占整个线路容量的60%以上,若采用一般的软起动器其起动电流达1500A以上,超过整个电网给定的电流极限值,电网压降可能达25%以上,对主变压器、高压线路、控制开关柜、本机系统的影响是很大的。特别是本线路电网中其它设备因生产工艺的需要,在电机未起动前要提前开起来,但是过大的起动电流会导致电网压降很大甚至因过流而跳闸,会造成这些设备因低电压和跳闸停机,给整个设备系统的安全使用带来很多很大隐患。

     2,由于此电网的特殊供电原因(短路容量小、线路长),要解决容量小电网压降过大的问题,只有起动电流小的软起设备,而采用高压变频软起动器是能满足以上要求的,它能确保电动机在起动时其起动电流小于500A(小于额定电流)以下,电网压降只有2%左右,对整个项目电器设备系统没有任何影响和冲击。

     3,采用高压变频软起动器后也可减少设备的投资和运行费用,可在原有的基础上不用另外增加其它设备和投资就可以很好解决电动机的起动与其它设备的用电问题,也不需要变电站放大容量增加运行成本和费用。

四,    高压变频软起动器在此工程方案中的具体应用情况

1,高压变频软起动器的选型说明

       根据该项目工程的需要,经过双方多次沟通与技术交流,最后按电动机9000KW功率,电压等级10KV的参数情况,选用大禹电气GBRQ-10000-10/10-B,电压等级为10KV的高压变频软起动器是可以满足起动要求的。因鼓风机为一般负载,加之电动机堵转电流为4.5不是很大,所以变频软起的主要器件采用一般标配容量和配置即可满足现场起动要求,完全能达到较好的起动效果。同时特别说明高压变频软起动器与高压变频器在控制原理上是一样的,但它的主要器件选型是不一样的。

  2,高压变频软起动器此工程方案中的起动情况

      设备达到现场经过紧张的安装和调试后,高压变频软起动器的实际起动参数为,起动电流460A,起动时间190秒,电网压降只有1.5%左右,电动机起动完成切换转至运行状态时电网电压电流无任何波动和冲击,完全达到技术设计要求。

五,    项目工程高压变频软起动器控制方案说明

  1,系统控制方案图及工作过程

     根据用户电机参数和电网配置要求,该项目方案采用10000KW,电压等级10KV的高压变频软起动器,一次方案如下图。该系统的工作过程为:当高压开关柜和高压变频软起动器准备完好通低压电源自动检测正常后,高压变频软起动器送一个允许合闸信号给开关柜。在高压开关柜QF1合闸后,切换开关QF3及QF4先后自动合闸,起动高压变频软起动器,输出一个电压频率和幅值可以变化的工作电压,电动机开始缓慢转动起来,通过逐步提速后高压变频软起动器输出的电压接近工频时,延时2秒后QF3及QF4同时自动分闸,运行开关QF2合闸电动机转入工频运行,高压变频软起动器自动退出起动。

   高压变频软起动器一次方案图


2,系统方案中主要设备及配置情况介绍

    ①起动运行开关柜:它采用KYN28柜型,负责高压变频软起动器的起动和运行保护开关。

    ②切换中控柜:它由两大部分组成,柜前装有变频软起中控部分及显示屏按钮等。柜后由QF3QF4串由变频软起组成起动回路,QF2为旁路工频运行开关。

    ③移相变压器柜:高压变频软起柜内装有移相变压器,柜顶装有冷却风机。

    ④功率模块单元柜:高压变频软起柜内装有多组功率模块单元,以每相为单位运行串接,然后输出三相电源到电动机,柜顶装有冷却风机。

 

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