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【摘 要】通过对大港油田天然气公司天然气处理站深冷装置AC-715空冷器加装变频器后的节气、节电情况进行分析，得出了该改造项目取得了可观的节能效果的结论。
【关键词】空冷器;冷却效果;变频;节能
1.改造原因
天然气处理站AC-715空冷器主要由翅片管束和两台轴流风机组成，是深冷装置的一个工艺环节，作用是对膨胀机增压端出口的天然气降温。该空冷器的冷却效果受周围环境温度影响较大，在冬季时保持一台风机工频运行也存在冷却效果过深的问题，既不利于后续的V-160和T-1000塔安全运行，也造成了T-1100塔热负荷过大，从而导致深冷装置整体能耗水平较高。为了解决深冷装置AC-715空冷器在冬季冷却效果过深的问题，天然气公司立项进行了AC-715空冷器加装变频器的改造，对其中的AC-715B风机加装了变频调速功能，使AC-715B风机的转速能够根据空冷器出口温度自动进行调整，从而实现空冷器冷却效果与工艺实际需要相适应。在将近四年的运行时间里，该变频器运行可靠，实现了AC-715空冷器冷却效果根据生产运行需要自动调节的功能，达到了项目预期目标。本文主要对该项目的节能效果进行分析。
2.节能情况及经济效益分析
（1）深冷硅油炉燃气消耗节约情况分析：
AC-715空冷器增加变频器后，后续的V-160、T-1000塔温度得到适当提高，硅油炉负荷得到降低，因此从理论上分析硅油炉的燃气消耗应该有所降低。下面对改造前后硅油炉燃气消耗实际情况进行对比分析：
2009年10月份改造完成，变频器投入运行，选择2008年11月～2009年2月深冷硅油炉的燃气消耗量与2009年11月～2010年2月深冷硅油炉的燃气消耗量进行对比分析。其中2008年11月～2009年2月天然气处理站深冷装置处理天然气12333万方，硅油炉消耗燃气569380方，即平均每处理1万方天然气，硅油炉消耗天然气46.17方。2009年11月～2010年2月天然气处理站深冷装置处理天然气11459万方，硅油炉消耗天然气471426方，即平均每处理1万方天然气，硅油炉消耗天然气41.14方。
因此，AC-715空冷器加装变频器后，深冷装置每处理1万方天然气，节约燃气消耗5.03方。
通過比较两个时间段的日生产运行历史数据也可以发现，AC-715空冷器加装变频器后，V-160温度得到了回升（改造前为45℃～47℃，改造后为42℃～43℃），硅油炉的日耗气量也得到了明显下降。
按照近年来冬季平均每天接收天然气100万方，冬季深冷一期装置运行120天计算，一个冬季可节约硅油炉燃气6.04万方。
按照3元/方天然气价计算，折合18.12万元。
（2）节电情况分析：
改造后，风机实现了20～50Hz之间的变频运行。根据文献资料以及处理站专业人员实测，风机电机的耗电功率与风机转速的三次方近似成正比关系，例如风机在30Hz运行状态下的耗电功率是其工频运行状态下的
（30/50）3 ×100%= 21.6%
因此变频改造也会使空冷器本身节约电能消耗。改造前AC-715空冷器在冬季保持一台风机工频连续运行状态，通过分析电机的电流，可以计算出AC-715空冷器冬季平均耗电功率为10.3千瓦。改造后，AC-715空冷器在冬季保持一台风机变频运行状态，根据生产运行历史数据，可以计算出AC-715空冷器平均耗电功率为3.8千瓦，因此每个冬季AC-715空冷器可以节约电能
（10.3-3.8）×24×120/10000 = 1.87万千瓦时。
按照电价0.8元/千瓦时计算，折合电费1.50万元。
改造后，每年的燃气、电能节约费用合计为19.62万元，其中燃气消耗节约的费用占总节约费用90%以上。
3.结论
该改造项目的投资成本包括变频器购置费、安装费一共4万元，而该改造项目一年取得的收益就达到19.62万元，大大超过了投资成本。因此，该改造项目投资小，收益高。另外，取得的经济效益中燃气节约费用占绝大部分，而空冷器风机本身的节电费用仅占一小部分，这也启发我们在进行节能监测、能效分析和节能改造时不要局限于单体设备，也要分析工艺系统整体设计是否合理，能源是否得到有效利用，并且后者往往具有更大的节能潜力。
参考文献：
[1]王贺岑，邹文华等.风机变频改造节能技术在火电厂的应用研究[J].中国电力，2002，35（2）：70-74
（作者单位：天然气公司天然气处理站）
【关键词】空冷器;冷却效果;变频;节能
1.改造原因
天然气处理站AC-715空冷器主要由翅片管束和两台轴流风机组成，是深冷装置的一个工艺环节，作用是对膨胀机增压端出口的天然气降温。该空冷器的冷却效果受周围环境温度影响较大，在冬季时保持一台风机工频运行也存在冷却效果过深的问题，既不利于后续的V-160和T-1000塔安全运行，也造成了T-1100塔热负荷过大，从而导致深冷装置整体能耗水平较高。为了解决深冷装置AC-715空冷器在冬季冷却效果过深的问题，天然气公司立项进行了AC-715空冷器加装变频器的改造，对其中的AC-715B风机加装了变频调速功能，使AC-715B风机的转速能够根据空冷器出口温度自动进行调整，从而实现空冷器冷却效果与工艺实际需要相适应。在将近四年的运行时间里，该变频器运行可靠，实现了AC-715空冷器冷却效果根据生产运行需要自动调节的功能，达到了项目预期目标。本文主要对该项目的节能效果进行分析。
2.节能情况及经济效益分析
（1）深冷硅油炉燃气消耗节约情况分析：
AC-715空冷器增加变频器后，后续的V-160、T-1000塔温度得到适当提高，硅油炉负荷得到降低，因此从理论上分析硅油炉的燃气消耗应该有所降低。下面对改造前后硅油炉燃气消耗实际情况进行对比分析：
2009年10月份改造完成，变频器投入运行，选择2008年11月～2009年2月深冷硅油炉的燃气消耗量与2009年11月～2010年2月深冷硅油炉的燃气消耗量进行对比分析。其中2008年11月～2009年2月天然气处理站深冷装置处理天然气12333万方，硅油炉消耗燃气569380方，即平均每处理1万方天然气，硅油炉消耗天然气46.17方。2009年11月～2010年2月天然气处理站深冷装置处理天然气11459万方，硅油炉消耗天然气471426方，即平均每处理1万方天然气，硅油炉消耗天然气41.14方。
因此，AC-715空冷器加装变频器后，深冷装置每处理1万方天然气，节约燃气消耗5.03方。
通過比较两个时间段的日生产运行历史数据也可以发现，AC-715空冷器加装变频器后，V-160温度得到了回升（改造前为45℃～47℃，改造后为42℃～43℃），硅油炉的日耗气量也得到了明显下降。
按照近年来冬季平均每天接收天然气100万方，冬季深冷一期装置运行120天计算，一个冬季可节约硅油炉燃气6.04万方。
按照3元/方天然气价计算，折合18.12万元。
（2）节电情况分析：
改造后，风机实现了20～50Hz之间的变频运行。根据文献资料以及处理站专业人员实测，风机电机的耗电功率与风机转速的三次方近似成正比关系，例如风机在30Hz运行状态下的耗电功率是其工频运行状态下的
（30/50）3 ×100%= 21.6%
因此变频改造也会使空冷器本身节约电能消耗。改造前AC-715空冷器在冬季保持一台风机工频连续运行状态，通过分析电机的电流，可以计算出AC-715空冷器冬季平均耗电功率为10.3千瓦。改造后，AC-715空冷器在冬季保持一台风机变频运行状态，根据生产运行历史数据，可以计算出AC-715空冷器平均耗电功率为3.8千瓦，因此每个冬季AC-715空冷器可以节约电能
（10.3-3.8）×24×120/10000 = 1.87万千瓦时。
按照电价0.8元/千瓦时计算，折合电费1.50万元。
改造后，每年的燃气、电能节约费用合计为19.62万元，其中燃气消耗节约的费用占总节约费用90%以上。
3.结论
该改造项目的投资成本包括变频器购置费、安装费一共4万元，而该改造项目一年取得的收益就达到19.62万元，大大超过了投资成本。因此，该改造项目投资小，收益高。另外，取得的经济效益中燃气节约费用占绝大部分，而空冷器风机本身的节电费用仅占一小部分，这也启发我们在进行节能监测、能效分析和节能改造时不要局限于单体设备，也要分析工艺系统整体设计是否合理，能源是否得到有效利用，并且后者往往具有更大的节能潜力。
参考文献：
[1]王贺岑，邹文华等.风机变频改造节能技术在火电厂的应用研究[J].中国电力，2002，35（2）：70-74
（作者单位：天然气公司天然气处理站）