一、 前言
        在干餾裝置煉油工藝中，有一項重要的環節就是利用離心式風機（即：主風機）向干餾爐下部的發生段送風，目的是為干餾爐上部下來的頁巖半焦完成氧化－還原反應提供飽和空氣。主風機驅動電機功率為250kW，電壓等級為6000V。在實際運行中，要根據反應裝置中各項工藝指標的控制需求，調整主風機送風量。風量的調整要通過手動調節主風機入口蝶閥開度和放散口開度來實現，多余風量通過放散口排出。電機的工作電流在20～22A，電機的出力在70%左右。根據生產工藝的要求，每小時都要由工人手動風量一、兩次，大量的空氣被通過放散口排除，因此這種風量調整方式不合理，工人勞動強度大，同時造成無謂的能耗浪費，急需改進。
        主風機變頻調速改造既可以滿足生產工藝要求，又可以取代工人用閥門調整風量，節約大量電能，通過變頻改造后的設備運行低噪音、減少了設備磨損、延長了設備使用壽命、節約維修費用，為煉油廠節電改造開辟了新的途徑。

二、 應用變頻調速技術可行性論證
        在D部（四分廠）技術改造的初期，我們對主風機能否進行變頻改造進行了論證。工藝的角度上看，每天都要頻繁的調整主風機的流量，工人要付出繁重的勞動，而且調整偏差較大，如果電機通過變頻器調整調速，可以滿足工藝的需要，達到調節準確，節省人力的目的。更重要的是，風機運行過程中，入口蝶閥開度越小，損耗在風機擋板上的能量越多，因此，主風機根據需要調速運行將會有很大的節能空間。
        針對現有干餾裝置主風機的運行特點，通過專人的市場調研，發現有三種方案可以實施應用：
        1、高－高變頻：就是在原來高壓電器件的基礎上，不需要對電機進行改造，購置高壓變頻器；
        2、高－低－高方式：就是先將高壓電源變成低壓電源，采用低壓變頻器，變頻后再升壓，電機也不用改造；
        3、高－低方式：就是用一臺單獨的變壓器，將6kV高壓降至380V，采用低壓變頻器，用低壓電動機。
        對比三個方案，使用高－高變頻器，電機不需要改造，在變頻器故障時可以直接啟動，有定型產品，性能良好，穩定可靠，但費用較高；高－低－高方式無定型產品，要重新設計電路，電路煩瑣龐大，要增加兩臺變壓器，費用也較高；高－低方式中變頻器直接使用低壓電源，現使用的變壓器容量不夠，需要另設一臺降壓變壓器。當降壓變壓器的容量比較小時，在變頻器故障后，電機不能直接啟動。如果降壓變壓器容量過大，會增加增容費用同時變壓器還有一定的電能損耗。綜合比較，我們選擇了直接高－高變頻調速方案。

三、 變頻調速技術應用嘗試
        為確保改造成功不走彎路，減少損失，我們首先進行了較為詳盡的理論論證，認為理論上切實可行。抽調了兩名專業技術人員查閱了大量的資料，根據技術工藝的要求，對比風機運行的各種參數，結合現場可利用的有利條件，計算出電機不同工藝要求下的轉數，求出電機所需的功率，通過計算得知節電的空間很大。并實地考察了深圳市科陸變頻器有限公司的生產制造基地。通過進行考察、論證，我們認為深圳市科陸變頻器有限公司技術先進，管理規范，生產制造工藝先進，其制造的高壓變頻器性能穩定可靠。在此基礎上，決定在D部干餾裝置主風機上選用一臺高壓變頻器進行試驗運行，并最終選用了深圳市科陸變頻器有限公司的CL2700－06型高壓變頻器。
        CL2700－06型變頻裝置采用單元串聯多電平PWM拓撲結構，由若干個低壓PWM變頻功率單元串聯的方式實現直接高壓輸出，即6kV輸出電壓每相有7個額定電壓為480V的功率單元串聯而成，輸出相電壓3450V，線電壓達到6kV左右，裝置系統配置如圖1。這種技術是目前高壓變頻領域應有最廣泛、最成熟的技術。

圖1：CL2700－06型高壓變頻調速裝置系統圖

該調速裝置有如下特點：

       1、高效率、無污染、高功率因數：CL2700系列高壓變頻調速系統采用的是功率單元串聯的高-高方案，采用了多繞組高壓移相變壓器，二次側繞組中流過的電流，在變壓器一次側疊加時，形成非常逼近正弦波的電流波形。經過實際測試，50Hz運行時，網側電流諧波 < 2％，電機側輸出電壓諧波 < 1.5％（即使在40Hz時，仍然 < 2％），成套裝置的效率 > 97％，功率因數 > 96％。完全滿足了IEEE 519－1992對電壓、電流諧波含量的要求。
        通過采用自主開發的專用PWM控制方法，比同類的其它方法可進一步降低輸出電壓諧波1～2％。
        2、先進的故障單元旁路運行（專業核心技術）：為了提高系統的可靠性，整個變頻調速系統中考慮了一定的輸出電壓余量，并在各功率單元中增加了旁路電路。當某個功率單元出現故障時，可以自動監測故障并啟動旁路電路，使得該單元不再投入運行，同時程序會自動進行運算，調整算法，使得輸出的三個線電壓仍然完全對稱，電機的運行不受任何影響。
        以6kV高壓變頻調速系統為例，每相有5-6個單元時，當某一相中有2個功率單元出現故障時，故障單元將自動旁路，系統仍然可以滿負荷運行；即使某一相中所有6個單元故障，全部被旁路，系統輸出容量仍可高達額定容量的57.7％。這種控制方法處于國際先進，國內領先水平，將大大提高系統的可靠性。
        3、高性能的控制技術
        CL2700系列高壓變頻調速系統率先實現了簡易矢量控制技術，可以實現恒轉矩快速動態響應，并且具有加、減速自適應功能，即可根據運行工控參數的實際情況，自動調整加、減速時間，在不超過最大允許電流的情況下，快速達到設定轉速。同時，系統可以自動識別電機轉速，用戶可以不考慮電機目前的運行狀態，電機不需要停止運行時，可直接實現電機的啟動、加速、減速或停止操作。
         CL2700系列高壓變頻調速系統還可以實現反饋能量自動限制功能。
         4、高可靠性：控制電源可實現外部380V供電和高壓電源輔助供電雙路電源自動切換，即使兩路電源都出現故障時，控制系統仍然可以工作足夠長的時間，控制整個系統安全停機，發出報警，并記錄故障時的所有狀態參數。
        采用高速光纖通信，可有效避免電磁干擾。
        當單元故障數目超過設定值時，系統可自動切換到工頻運行。
        整流變壓器有完善的溫度監控功能。
        獨特設計的功率柜風道，主要發熱元器件都靠近或處于風道中，散熱效果好，保證了系統的過載能力。
        抗電網電壓波動能力強，當電網電壓在－15％～＋15％范圍內波動時，系統可以正常工作；對于功率單元，在電壓－25％～20％范圍內變化時，都可正常工作。
        4、其它特點
        故障自診斷能力強，監測系統中所有主要參數及接口信號；
        10.4英寸液晶觸摸屏人機界面，操作簡單，友好，顯示內容豐富；
        接口豐富，可與多種自動化設備和系統接口，滿足各種現場不同需要，特殊接口可以定制；
        維修簡單，所有單元可以互換，備件少；
        先進、及時、迅捷、完美的售后服務。

四、 變頻調速為油廠節電開辟了新途徑
       我們在主風機電機變頻調速的應用上，注意了對主風系統的匹配調整，經過近一段時間的摸索實踐，崗位工人已掌握了使用要領，并記錄了一些真實準確的數據。

       高壓變頻器于2004年5月的投入使用至今，運行狀況非常好，沒有發生任何故障。從節電效果看，電機輸入電流在10A左右、輸入功率在85KW左右，和A、B、C部的經濟運行數據的20A左右的輸入功率相比，僅為高壓不變頻的50%，節電效果明顯。每天可節電2040度，全月可節電61200度，可節約電費2.57萬元。據此推算，全年至少可節電67萬度，電費節約將可達到28萬元。

五、 結束語：
       煉油廠從97年在葉輪給料機上使用變頻調速設備，到2003年在鍋爐的鼓、引風機、主上水泵、接力風機上大上變頻，到今年的主風機高壓變頻改造，做了許多嘗試，積累了大量經驗，不僅鍛煉了隊伍，同時節約了大量電能，為企業的技術進步邁了可喜的一步。我們覺得企業的技術改造潛力很大，只要本著嚴謹的科學態度認真調研，就一定能收到回報，給企業帶來效益。