扩产改造中的变频节能新模式

　　中石化石家庄炼化分公司是油、化及纤一体化生产企业，作为拥有500万t/年常减压蒸馏、200万t/年重油催化裂化、80万t/年延迟焦化等22套生产装置的大型燃料—化工型炼油企业，为了满足日益增长的市场需求，工厂决定对生产线进行扩产改造，使己内酰胺的产量由目前的年产6.5万t增加到年产16万t，在扩容改造中充分利用各种节能工艺，在循环水厂改造中安装630kW、800kW变频器各一台。

　　企业对凉水塔进行变频改造是必然的，中石化石家庄炼化分公司化工事业部电工车间郑绪平主任对此解释道，由于工厂内有许多热交换器需要循环冷却水装置进行冷却，以前工频驱动的风机和泵类负载，主要通过风门或阀门来调节风量或流量，电动机仍然在额定转速运行，电动机能量消耗与额定工况时基本相同。当电动机的工况点远离高效点时，有大量节流损耗被浪费在风门或阀门上。因此，循环水泵变频调速作为一个压力闭环控制系统，可设定泵出口压力为控制参数。实际压力若发生偏差±ΔP时，则自动调节输出频率，改变泵的出口压力，使泵出口压力基本维持设定压力值，不同于原先靠控制出口阀门的开启度的方法。变频调速可以实现高效节能，不存在节流损耗。

　　节能改造:企业的责任

　　根据估算，循环冷却水泵高压变频改造后将产生可观的直接经济效益和间接经济效益。以一台6kV变频器为例，变频器及其附属控制监测系统约需要190万元人民币，平均约2300元/kW。经估算平均可节电30%左右。

　　此外，采用变频驱动后，电动机可实现软起动，这避免了工频起动时对电网的电流冲击和转矩冲击。当风量或流量下降时，由于电动机转速下降，对风机或泵的扇叶的磨损以及对管道的磨损都会减少，可大大延长电动机、接触器及机械散件、轴承、阀门及管道的使用寿命，减少了维护工作量并降低了维护成本。同时由于变频器具备完善的保护控制功能，可以将电动机的状况及时反馈到上位控制系统，提高循环水系统的控制水平。

　　好方案更需好产品

　　在决定要进行变频改造之后，企业要做的两件事就是变频器的选型和购入方式的确定。郑绪平主任谈到，炼化企业工艺复杂，用到的电气设备众多，因此解决电网谐波污染是变频器选择上考虑的重点。其次，变频器的故障将导致整个机组停机，由此造成的经济效益损失和社会效益损失是变频器自身价值远远不能比拟的，“安全可靠”也是考察的关键。中石化石家庄炼化分公司在变频器供应商的选择上有过多次的探讨，基于上述两点需求，经过严格的筛选，最终决定使用西门子罗宾康PH-6-6-800系列高压变频器。郑绪平主任表示：“做出这样的选择，是由于罗宾康的产品具有诸多优点和及时全面的售后服务的综合结果。”

　　西门子(中国)有限公司工业自动化与驱动技术集团北方区栗风雷高级销售代表介绍说，PH-6-6-800属于西门子罗宾康完美无谐波系列高压变频器，由于采用了36脉冲多重化整流输入的方式，在不采用输入滤波器的情况下可直接消除35次以下的输入谐波，对电网不污染，不影响同一电网上其他设备的正常运行，消除谐波污染是工厂方对产品提出的主要需求。

　　在安全可靠等其他性能上的综合优势也是西门子的决胜筹码。栗风雷表示，西门子罗宾康已经从关注产品自身可靠性转向关注工艺可靠性，更多地考虑当使用条件发生变化时如何确保生产工艺的不中断，例如研发了单元旁路、中心点漂移和扩展的欠电压保护等功能，当有功率单元故障或电网电压严重波动时，变频器可以继续不间断运行，从而确保了某些重要工序不中断，保证了系统的安全可靠运行。

　　在售后服务方面，西门子(中国)有限公司工业自动化与驱动技术集团北方区河北、山西办事处石林经理充满自信，西门子在收购罗宾康公司后，真正实现了高压变频调速领域的强强联手，即将罗宾康产品的技术先进性与西门子强大的销售、服务体系相结合。“西门子工业自动化与驱动技术集团在中国的办事处有60多家，我们的目标是服务客户零距离，为客户提供更加快捷的服务响应。”石林经理表示。

　　准能源管理 创新多赢模式

　　在此需要特别指出，在变频器的购入方式上，中石化石家庄炼化分公司与万维创新公司合作利用国家相关的节能鼓励补贴政策进行了全新尝试。万维创新的宋立总经理对此作出解释，即万维创新提供节能方案并保证节能量，西门子提供节能产品与技术，设备由万维创新向西门子购买，并将货款一次性支付给西门子。石家庄炼化在设备安装投运前只支付给万维创新80%的款额，在设备运行并达到合同约定的节能量后再将剩余的20%余额支付给万维创新。

　　宋立总经理认为，这种模式能够帮助企业克服节能项目经济效益不明显，占用企业精力太多的担心和疑虑，万维创新通过同类项目的开发和大量“复制”也能提高其节能项目运作能力，降低节能项目的实施成本。这种业务模式中，万维创新在一定程度上行使的是合同能源管理中节能服务公司的职责，该项目也可以称之为准合同能源管理模式，该模式的采用真正实现了石家庄炼化、西门子、万维创新和环境多赢的目标。

　　西门子作为该项目的设备提供商，有着多方面的优势。作为世界领先的节能环保企业，西门子节能业务组合涵盖了整个能源供应链条，从发电、输电、配电到工业和民用高效用电等领域。“利用我们在各个领域的世界领先技术及经验，我们能够向客户提供全集成节能解决方案，客户无需再向不同公司寻求不同的解决方案并试图将其整合，这可以帮助客户节约大量时间及金钱。”石林经理表示。

　　郑绪平主任谈到，中石化石家庄炼化分公司循环水厂之所以选择采用该操作模式，除了风险低，更多的是对合作方万维创新的信誉度和西门子品牌的信任。在该节能改造项目中，万维创新对项目进行了全程的服务，有先进的节能和产品作支持，同时，石家庄炼化可以因此改善现金流量，把有限的资金投资在其他更优先的投资领域，提升竞争力。郑绪平所在的电工车间(图1)也在此次技改中由万维创新和西门子方获得了更加专业和领先的节能资讯和能源管理经验。

　　图1 中石化石家庄炼化分公司电工车间员工通过设备操作，以此达到工厂节能目标

　　节能减排的形势需求和政策扶持力度不断加大将加快节能改造项目的推广，据宋立总经理介绍，根据《石家庄市工业经济促进局关于申报2008年电力需求侧管理项目的通知》，变频调速节电技术是重点推广的节电项目，单位可将该节电项目申报，享受省财政专项资金补贴，具体是节电1kW，省财政补贴1700元人民币，石家庄炼化项目即享受了该项政策补贴。万维创新在其中承受了一定的风险和负担，采购及施工监测等都负责，实现承诺节能量的压力，公司看好节能市场。

　　中石化石家庄炼化分公司已经浅尝到了变频改造的甜头，除了已经用于凉水塔循环冷却水泵的这两台变频器外，公司已经决定再通过万维创新加购一台西门子罗宾康高压变频器用于引风机调速系统的节能改造，而由此带来的收益和造成的影响还只是刚刚开始。