英威腾Goodrive5000在螺杆压缩机的应用

　　本文通过对山东淄博某石油化工企业Nano-forming（NF）碳四芳烃构化工艺生产线中原料气压缩机的高压变频调速项目来介绍其应用特点和优势。

　　主要装置和设备由反应、分离、吸收、换热和化学处理等部分组成。主要设备有：一、二级分离装置、过滤、增压装置、换热器、脱水器、膨胀器、加热炉、烃构化反应器等。装置主要配套设施有：产品罐、吸收塔、凉水塔、循环冷却水泵及其它公用工程、控制和运输配套设施等。

　　英威腾GD5000系列矢量型高性能变频器采用电压源型单元串联多电平高-高解决方案，直接6kV输入、6kV输出，接线简单、控制灵活。控制系统采用DSP+FPGA+ARM三核技术，对此种转矩波动大的螺杆式压缩机采用无PG（速度传感器）的电压开环（SVC）控制。一方面可轻松实现低转速、大转矩的带重载启动；另一方面，当负荷波动瞬间转矩增大时，内置的DSP高速数字处理芯片可在100毫秒内迅速降低运行转速，提高输出的电磁转矩，防止因负载瞬间波动电流突然增大造成的设备频繁跳闸，满足现场运行工况要求。此外，对原料提纯分离中的压缩机组使用高压变频调速还有如下几大优势：

　　电机为额定频率60HZ的变频电机，采用直驱方式，中间省去了增速箱等附属装置，降低了系统损耗。使用变频传动，满足转速输出要求，其输出频率范围0.5～120HZ，频率分辨率0.01HZ；提高了传动效率和控制精度。

　　采用DCS集中控制，起停采用现场硬接线按钮，不仅满足了设备运行的安全可靠，而且还提高了工艺流程优化调整和监控的实时性和灵活性。其系统控制图如下所示：

　　原料气储罐容积有限从而造成压缩机吸气压力不稳定，负荷随时间无规律波动。使用变频调速可在压缩机出口加装压力传感变送器，变频器可根据负荷变化实时调整运行转速，实现输出压力恒定的闭环控制。运行频率越低，制冷压缩机的能耗也越低，从而在满足工艺要求的条件下能实现一定的节能降耗。

　　化工企业生产设备繁多，经常大批量同时启动时容易造成厂内母线电压陡降，引起设备欠压跳闸。GD5000系列变频器具有优良的抗电网电压波动性能。网侧电压在+10%～-15%之间波动时可做到满载输出。同时具有AVR功能，能够根据母线电压的波动自动调整输出电压。网侧电压在短时间小于85%～65%额定值或大于110%～120%额定值时，高压变频器降额运行不停机，可保证压缩机持续运行。

　　作为工艺循环中的关键负载，GD5000系列变频器具有功率单元工作情况（温度、直流母线电压、电流等）的实时监控和单元自动旁路功能。