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大庆炼油厂将年能耗降低了 41%

随着 PowerFlex 7000 的成功安装,中国顶级石油化工炼油厂实现了耗电量和维护成本的节约

解决方案

成果

  • 能耗减少了 30% 到 41%,具体视产量而定
  • 年度维护成本减少了 1.5 万美元
  • 停机时间缩短
  • 两年半收回投资

作为中国十大石油精炼厂之一,位于黑龙江省大庆市的大庆炼油厂每年的总收入超过 1000 万美元。

这家炼油厂成立于 1963 年,隶属中国最大的石油生产提供商中国石油集团公司(占据 50% 的市场份额)的子公司大庆石化公司。

在产量方面,大庆炼油厂每年生产 60 万吨的汽油、柴油、煤油、石蜡等石油产品,市场遍布中国每一个角落。

挑战

自 2001 年中国加入世界贸易组织以来,竞争性廉价进口产品进入中国市场,为中国的工业企业带来了成本效益和生产效率方面的全新挑战。削减生产成本是降低产品价格以保持良好市场份额的关键因素,这一点尤胜以往。

在大庆石化炼油厂,3500 吨减压工艺生产线的原油泵每天维持 8000 到 10600 吨原油的稳定流量。但是,原油泵在这一过程中消耗了大量的电能。

寻找更高效的泵控制方法以减少能耗浪费是工厂保持竞争力和降低产品价格的关键价值驱动因素。

此外,大庆炼油厂还遇到了维护成本和停机时间等其他问题。现有的泵每 8000 小时需要进行一次定期维护,导致每年需要停机 2 天,而每一天的平均经济损失都高达 16438 美元。这种频繁维护作业主要是由于泵马达不分产量高低一律全速运行导致的。

以前,大庆的工程师采用阀节流控制方式来管理泵马达的不间断高速运转。这种方法可定期调节位于泵输出端的节流阀,以满足不断变化的油流量负载要求。

但事实证明,该系统效率很低,即使在低负载需求下,高能耗以及泵高速运转导致的磨损问题依然存在。此外,节流控制方法会使管道压力增加,导致油泄漏,并且需要频繁更换密封件。

解决方案

要减少过多的耗电量,可靠的中压 (MV) 变频器解决方案对于大庆炼油厂的油泵马达应用至关重要。

利用具有 6 kV 整流器和 6 kV 逆变器的 Allen-Bradley® PowerFlex® 7000 中压变频器(可通过少量不带输出变压器的 6.5 kV 功率器件轻松装配),大庆炼油厂发现了一种简单而可靠的解决方案。

PowerFlex 7000 采用电流源逆变器-脉宽调制 (CSI-PWM) 技术,提供一种功耗器件数量较少的精简功率结构。PowerFlex 7000 变频器借助强大的过电流保护功能实现了这种效率,不需要保险丝和电子熔断电路来保护功率器件,从而降低了变频器的复杂性。

成果

大庆炼油厂可根据市场需求调节产量:每天 9000 吨、每天 9600 吨、每天 10500 吨。在部署 Rockwell Automation 解决方案以前,该厂已经尝试过各种方法来维持如此高的产量,同时通过提高能效来节约资金。

产量为 9000 吨时,油泵马达运转耗电 426 KW/h,改装 PowerFlex 7000 后,耗电量为 250 KW/h;大庆炼油厂每年可节约 1533312 KW/h,年能耗降低 41%。

产量为 9600 吨时,油泵马达运转耗电 527 KW/h,改装 Powerflex 7000 后,耗电量为 370 KW/h;大庆炼油厂每年可节约 1370397 KW/h,年能耗降低 30%。

产量为 10500 吨时,油泵马达运转耗电 584.8 KW/h,改装 PowerFlex 7000 后,耗电量为 400 KW/h;大庆炼油厂每年可节约 1609977 KW/h,年能耗降低 32%。

此外,新解决方案还能保护泵马达不受过电流的影响,并通过消除保险丝和电子熔断电路简化了变频器系统。由于维护成本的下降和停机时间的减少,大庆炼油厂每年可节约资金 1.5 万美元。

该解决方案带来的总体节约可帮助大庆炼油厂在 2.5 年内收回项目投资成本。该项目在大庆炼油厂取得了巨大成功,运营一年后,大庆石化公司在该厂召开现场会议,提出要向所有兄弟工厂引进 PowerFlex 7000 改装方案。

该厂总工程师吴航英指出,Rockwell Automation 解决方案没有辜负他的信赖。

“系统可靠性是我们挑选产品的主要标准,Allen-Bradley CSIPWM 具有精湛的电源结构设计,它采用了模块化结构,器件数量少,并且具备强大的过电流保护能力。”吴航英说道,

“经过仔细的技术对比和分析,我们决定采用 Rockwell Automation 解决方案。其变频器的优良表现证明了我们的决定是正确的。”

上述结果是大庆炼油厂将 Rockwell Automation 产品与其他产品配合使用实现的。具体结果可能因客户而异。

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