一、前言

    四川隆昌隆橋化工有限公司是以天然氣為主要原料的化工企業(yè)，其前身是四川省隆昌縣氮肥廠(chǎng)，始建于1970年，占地面積達76600平方米，至今有30多年的化工生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)歷史。目前公司系列化工產(chǎn)品生產(chǎn)能力達到：合成氨6萬(wàn)噸，農用碳酸氫氨10萬(wàn)噸，工業(yè)用特種氨水3萬(wàn)噸，高純度食品添加劑二氧化碳2萬(wàn)噸，塑料制品1000噸，合資生產(chǎn)復混肥料5萬(wàn)噸。

    目前大型空氣壓縮機是該公司化工生產(chǎn)線(xiàn)中的關(guān)鍵設備，其單機耗電量占到企業(yè)總電能消耗的1/3以上。因此，為降低單位產(chǎn)能的耗電量，提高生產(chǎn)效率，響應國家政府節能降耗的產(chǎn)業(yè)政策,必須采用新技術(shù)來(lái)改善生產(chǎn)工藝，對傳統型的生產(chǎn)機組進(jìn)行節能改造。其關(guān)鍵技術(shù)就在于，對帶動(dòng)大型空壓機的高壓同步電機進(jìn)行變頻調速技術(shù)改造，通過(guò)改變壓縮機的轉速來(lái)調節工藝空氣的流量，達到供需平衡，從而節省單位生產(chǎn)的耗電量，而且操作方便有效。

    隆橋化工公司于2007年6月，投入了北京合康億盛HIVERT-T06/077（800kVA/6kV）的高壓變頻器一臺,專(zhuān)用于高壓同步電動(dòng)機調速，電機參數見(jiàn)下表。該同步電動(dòng)機投入高壓變頻器后，無(wú)大電流沖擊,負載運行平穩,運行頻率連續可調。高壓變頻器投入后節能效果明顯,在滿(mǎn)負荷運行下節能效果可達到15%以上。
 
    表1：設備參數表 
 
 
    二、活塞式空氣壓縮機的工作原理

    當曲軸旋轉時(shí)，通過(guò)連桿的傳動(dòng)，活塞做往復運動(dòng)，由氣缸內壁、氣缸蓋和活塞頂面所構成的工作容積則會(huì )發(fā)生周期性變化?；钊麖臍飧咨w處開(kāi)始運動(dòng)時(shí)，氣缸內的工作容積逐漸增大，這時(shí)，氣體即沿著(zhù)進(jìn)氣管，推開(kāi)進(jìn)氣閥而進(jìn)入氣缸，直到工作容積變到最大時(shí)為止，進(jìn)氣閥關(guān)閉；活塞反向運動(dòng)時(shí)，氣缸內工作容積縮小，氣體壓力升高，當氣缸內壓力達到并略高于排氣壓力時(shí)，排氣閥打開(kāi)，氣體排出氣缸，直到活塞運動(dòng)到極限位置為止，排氣閥關(guān)閉。當活塞再次反向運動(dòng)時(shí)，上述過(guò)程重復出現?？傊?，曲軸旋轉一周，活塞往復一次，氣缸內相繼實(shí)現進(jìn)氣、壓縮、排氣的過(guò)程，即完成一個(gè)工作循環(huán)。如下圖所示。

    三、空壓機工頻定速運行工況介紹

    隆橋化工廠(chǎng)的工藝空氣由兩臺活塞式空壓機并網(wǎng)供給，空氣壓縮機采用四氣缸三段式運行，壓力在1.2MPa左右。生產(chǎn)的工藝空氣分別供給四個(gè)負載使用，全負荷的工藝空氣流量為6800Nm³／h，根據生產(chǎn)需要,平均工藝空氣的需求量在6000-6500Nm³／h之間。變頻器改造前工頻運行時(shí)，通過(guò)調節放空閥門(mén)開(kāi)度來(lái)改變主管網(wǎng)所需工藝空氣流量,正常運行時(shí)的放氣閥開(kāi)度為10-35%。工頻運行時(shí)，壓縮機始終工作在滿(mǎn)轉速狀態(tài)下，多余的工藝空氣將通過(guò)放空閥排空，從而造成大量能源的浪費，并且也縮短了設備的使用壽命。
 

    HIVERT—T06/077型同步電機用高壓變頻調速系統主電路見(jiàn)下圖，由隔離變壓器和功率單元二大部分組成。6kV高壓電經(jīng)過(guò)變壓器降壓、移相、隔離后分配給各個(gè)功率單元。功率單元為三相輸入全橋整流，通過(guò)IGBT逆變后單相輸出，每相相鄰功率單元輸出端串接起來(lái)，三相接成星接，實(shí)現變頻后的高壓正弦波輸出，直接驅動(dòng)高壓同步電機。