通過對離心式循環壓縮機運行工藝的了解，山東某化工企業采用英威騰研發、生產的高壓變頻器對電機進行調速改造，取得了很大的節能效益。

1.應用環境分析

工藝流程如圖1所示：

圖1 丙烯收集系統工藝流程圖

在實際應用中，工頻時每次啟動壓縮機都是重載啟動，啟動起來十分不容易，同時還給工藝上帶來很大隱患，比如噪音大，啟動電流大，影響設備壽命、壓力突變等。另外，由于負載的波動性較大，電機很少在滿載情況下運行，僅依靠關出口閥、打回流來調節流量，浪費嚴重，能耗較高，運行十分不經濟。為了解決這一系列問題，通過多方調研，決定采用高壓變頻器對電機進行調速改造。

2.系統方案提出

2.1高壓變頻器技術路線的選擇
目前，因為功率器件耐壓的限制，高壓變頻器沒有像低壓變頻器一樣，有統一的拓撲結構。目前，市場上主流的高壓變頻器多采用單元串聯多電平的拓撲結構，系統結構如圖2所示：?

圖2 變頻器系統結構圖

由于這種結構是利用低壓功率器件實現高壓，巧妙的避開了電力電子功率器件耐壓不足的問題。同時通過前端的移相變壓器，實現了多脈沖整流，具有對電網諧波污染小的優點，有些廠家又把這種變頻器稱為“完美無諧波變頻器”。在變頻器的內部控制上，利用功率單元輸出波形的移相疊加，形成多電平輸出電壓波形，可以直接適配普通國產異步電機，對電機的絕緣沒有特殊要求，并且具有脈動轉矩小，無共模電壓的明顯優點。因為技術成熟，低壓功率器件易于采購，因此成為市場上的主流方案。

圖3 現場運行的Goodrive5000系列高壓變頻器

2.2一次主回路方案

主回路由用戶開關、3個高壓隔離開關QS1、QS2和QS3及高壓變頻器組成（如圖4）。其中要求QS2和QS3不能同時閉合，在機械上實現互鎖。高壓隔離開關QS1、QS2、SQ3加裝電磁鎖，電磁鎖的操作電源使用用戶開關的輔助觸點閉鎖。只有當用戶開關斷開時，QS1、QS2、SQ3的電磁鎖才能得電，可以正常操作。在變頻運行時，QS1和QS2閉合，QS3斷開，變頻器得電啟動后，電機處于變頻運行狀態；工頻運行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開，用戶開關閉合后，電機實現工頻直接啟動，恢復改造前的運行狀態。

圖4 一拖一手自動旁路

3.整體使用效果

3.1現場技術數據：
改變頻后比工頻運行時的參數對比表：

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功率差值：ΔP= Pd－Pb= 342－266=76kW

年節電量：ΔC= Cd－Cb= 76*7200=54.7萬kW?h

節電率：（ΔP/Pd）×100% =（76/ 342）×100% =22%

節約電費若以上網電價0.56元/度計算，則每年壓縮機改變頻可節約電費為：54.7×0.56=30.6萬元。

3.2變頻器運行情況：

采用變頻調速后，帶來的最大好處有以下幾點：

1)電機實現軟啟動，電機啟動電流遠遠小于額定電流，啟動時間相應延長，對電網沖擊很小；

2)壓縮機出入口壓力差降低了很多。以前壓差5公斤，設備嘯叫嚴重，能達到120分貝；改變頻后壓差為0.8公斤，噪音僅為75分貝左右。從而減輕了起動機械轉矩對電機機械損傷，降低了噪音，有效的延長了電機的使用壽命，相應地延長了許多零部件的壽命；同時極大的減輕了對管道的沖擊，有效延長了管道的檢修周期，減少了檢修維護開支，節約大量維護費用；

3)輸入電流減少很多，以前電流很多都做了無用功，浪費極大；

4)提高了功率因數。

4.客戶評價

通過對離心式壓縮機改造前后的對比，達到了預期的節能效果，給用戶的生產降低了成本減少了生產設備的維護工作；目前英威騰GD5000高壓變頻器運行穩定，生產持續，受到生產車間、維護班組和公司領導的高度評價。

5.結束語

我公司通過對循環氣壓縮機的電機變頻調速改造，有效解決了之前運行過程中出現的啟動困難問題，改善了生產工藝，延長了設備檢修周期，并且取得了良好的經濟效益。隨著高壓變頻器市場的進一步成熟，將會有越來越多的設備列入改造之列，為國家的節能減排做出突出貢獻。

審核編輯：湯梓紅