利德华福10MW级高压变频器在合成氨装置主机系统中的应用分析_方案应用_米尔自动化网

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利德华福10MW级高压变频器在合成氨装置主机系统中的应用分析

摘要:本文通过对现有40万吨合成氨装置主压缩机组驱动系统分析,指出了其中存在的问题。针对性提出采用电气驱动替代"锅炉+汽轮机"驱动的新思路;通过对两种驱动形式的经济性比较,技术可行性分析,阐述了该新型驱动形式的可行性和良好应用前景。

关键词:电气驱动 锅炉+汽轮机驱动 高压变频

一、问题提出

目前,国内年产单体40万吨及以上合成氨装置设计中,合成气压缩机、氨气压缩机、二氧化碳压缩机等主压缩机组主要采用"锅炉+汽轮机驱动"的方式生产运行。该种陈旧的建设模式,在新的经济形式和节能减排的国家背景下,存在以下几方面的问题:

1、 在新建项目中,"锅炉+汽轮机驱动"的方式投资高、占地面积大、建设周期长。

2、 装置投产后,燃煤锅炉的运营维护成本高。

3、 燃煤锅炉能效低,厂区蒸汽跑、冒严重、烟气排放环境污染严重。

上海天天彩选4走势图4、 系统调节性能差,生产效率低,能源浪费较大。

5、 锅炉蒸汽生产水耗、煤耗指标高,生产成本压力大。

综合上述因素,结合目前国内超大功率高压变频传动技术的成熟应用。该项目在设计中考虑采用电力驱动替代"锅炉+汽轮机驱动"。

二、经济性可行性分析

采用电力驱动系统,将直接节约锅炉占地、建设投入,以及后续运营维护成本和环境污染,提供生产效率。针对两种驱动方式的经济性比较如下表1所示。

表1 合成氨装置主机系统两种不同驱动方式的经济性比较

序号
项目分项
汽轮机驱动
电气驱动
指标差值
1
设备构成
锅炉+汽轮机
电气+变频器
 
2
占地面积
8900m2
300 m2
减少98。5%
3
项目投资
12800万元
4100万元
节约68.0%
4
建设周期
16个月
5个月
缩短68。8%
5
生产运营
0.43元/kWh
0。40元/kWh
降低0.03元/kWh
6
水资源消耗
30g/kWh
节约30g/kWh
7
煤资源消耗
392g/kWh
320g/kWh
节约72g/kWh
8
环境污染源
蒸汽、热、SO2、烟气
环保

上海天天彩选4走势图从上述两种方式的比对分析看,电气驱动在经济性上优势明显。不仅可以节约项目投资费用、建设周期,获得显著的企业收益;而且能够取得良好的社会效益。采用该节能、环保、高效的新型结构模式,符合企业新型发展模式,节能减排、可持续发展政策。

三、技术可行性分析

该40万吨合成氨装置的三台主辅机设备分别为:18MW合成气压缩机、11MW氨气压缩机、11.5MW二氧化碳压缩机。根据工艺生产对设备工况的需求,结合电气驱动的需要。电气驱动系统主要需具备以下几方面的能力:

1. 采用高压电动机驱动,通过增速齿轮箱满足压缩机系统的高速运行需要。

2. 能够依工艺需求,进行分阶段加减速调节控制;满足系统逐步升温、升压。

3. 能够根据合成氨装置的整体生产需求进行压缩机转速、气量调节。

4. 压缩机采取软启动、软停车方式,对电网和压缩机机械系统冲击负荷小于额定的2.5倍转矩;能够承受压缩机喘振产生的1.5 Tn波动负荷。

5。 电气系统对电网无冲击,网侧功率因数大于0。9、对电网电压谐波污染小于3%;满足电力部门对用电标准。

6. 系统不会由于电气系统故障而导致合成氨装置停产。

采用电压源型高压变频调速驱动系统,配套10kV供配电系统能够解决上述技术需求。从根本上,解决合成氨装置主压缩机系统的经济性与技术性的双重标准要求,实现投资小见效快,安全可靠、运营成本低的实施目的。

四、系统方案

该系统主要包括:10kV电压等级18MW合成气压缩机1台、11MW氨气压缩机1台、11.5MW二氧化碳压缩机1台。其容量均在10MW级,属超大功率旋转负载。

高压电机选用两极异步电动机驱动,采用1:3.12增速齿轮箱与与压缩机负载连接。选用电压源型单元串联多电平结构变频器,网侧功率因数大于0.95、网侧谐波污染小于3%、适用于普通异步电动机;而无需增设无功补偿或选用同步电动机。

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