ABB变频器化工、石油天然气行业全球领先供应商

化工、石油天然气行业的大多数过程十分复杂，并面临最恶劣的环境 条件。这些恶劣的环境条件对过程设备提出了更高的要求。设备的高 效率和高可靠性，将直接转化为产量的增加与产品质量的提高。

作为交流传动技术领域的开拓者，ABB于20世纪60年*开代**始交流 传动的研究工作，并在20世纪70年代投入工业生产。现在，ABB 已经成为全球领先的变频器供应商之一。迄今为止，ABB已安装了 总额定功率超过40000MVA的中压变频器。

化工、石油天然气行业的领先传动技术 ：化工、石油天然气行业的所有过程均可受益于变频器（VSD）。

ABB变频器在化工、石油天然气行业中的应用场合

变频器在化工、石油天然气行业中的应用场合

ABB变频器在化工、石油天然气行业中的优点

1、节能减排

节能从未像如今这样重要。人们越来越意识到浪费能源与破坏环 境之间的关联性，并认识到了通过技术手段实现节能的诸多好处。 相比使用节流手段或利用分流叶片，采用变频器进行控制，可减少 多达60%的能源浪费。ABB变频器可减少现场的氮氧化物和二氧 化碳排放，如果不能很好的处理这些气体的排放，用户就不能如期 的获得生产许可证，并且会遭受处罚。 运行泵机和压缩机所需的功率，与转速的立方大致成正比。换言之， 泵机或压缩机以全转速的一半运行时，能耗仅为全速运行时的八分 之一。由此可见，稍稍减少转速，即可大幅降低能耗。由于许多泵机 和压缩机系统通常带部分负荷运行，所以，利用变频器可节约大量能源

采用不同的泵机控制方法的能耗

2、改善过程控制并提高灵活性

石油与天然气的产出取决于混合物、密度、体积流率和压力等 级等各种因素。这些影响因素造成了过程设备必须适应不同的 工况。这意味着，压缩机和泵机等过程设备不可能总是工作在 其最佳工况，必须具备高度灵活性，。利用变频器，通过转速 控制来简单且有效地控制过程，可以让设备运行在最佳工作 点，达到改善过程控制，提高设备灵活性的目的。

3、最大限度地降低环境影响

变速控制是优化过程性能的最有效的方式。使用变频器可降低能耗， 减少氮氧化物和二氧化碳的排放。此外，ABB变频器在设计时遵循 最先进的DFE（环保化设计）准则，这一设计理念体现于完整的产品 生命周期内。这就需要长期致力于减少废物和重复使用及回收组件 的工作。

4、提高产品质量

某些塑料材料的产品质量优化，需要在不同的转速范围内确保操 作的灵活性。应用变频器可精确地调节转速，优化机械设备的运 行，从而达到提高产品质量的目的。

5、功率转换

某些过程具有过剩的能量，这些能量可被转换成运转功率。借助变 频器，这种运转功率可被轻松转换成电能，与电网频率同步，然后 回馈至供电网络。

6、减小起动时对电网和机械性能的影响

具有重载转矩和/或高质量惯性转矩的机械设备在启动时，会对供 电网络和所安装设备的轴系机械部件产生巨大的应力。直接联机 起动电机，会造成起动电流六倍于额定电流的结果。对于比较脆 弱的供电网络，联机直接启动电机将导致供电母线产生非常严重 的电压骤降，这种情况经常发生在偏远地区或海上设施上。

利用变频器对机械设备进行软起动操作，具有下述优点：

（1）不会产生导致过程失败的电压骤降；相同母线下的其他电气设备 不会跳闸

（2）不会对电机产生过度的热应力和机械应力，从而延长电机使用 寿命

（3）不会对轴系产生机械应力，从而延长使用寿命

（4）立即起动，无暖机延时（譬如轮机）

（5）过程起动平缓，从零转速开始全程受控

所有这些因素赋予了设备高可靠性和最大可用性。

7、使用变频器的好处

（1）高性能和高可靠性可提高设备的可用性，并削减维护成本

（2）在整个转速范围内的平稳转矩，可减少噪音和振动等级，从而最大 限度地减小机械应力

（3）更高效率——特别是在部分负荷下，可有效削减能源费用

（4）起动期间无浪涌电流和电压骤降的情况

（5）运转功率再生和制动能力

（6）改进转速控制，优化过程性能

（7）增强操作灵活性，适应过程的需要

（8）减小对管道/阀门系统的影响，因而延长设备的使用寿命，并减少维 护成本

（9）在设备起动和供电网络扰动期间实现更佳动态性能

（10）无现场排放

采用各种起动方法的电机电流

ABB中压变频器技术亮点

（1）直接转矩控制（DTC）

ACS传动控制平台立足于ABB备受赞誉的直接转矩控制（DTC），可实现中压变频器所能达到的最高的转矩和转速性能。变频器的控 制在所有条件下均能确保即时和平稳。

（2）掉电穿越

由于具备掉电穿越功能，变频器系统能够抗受供电干扰。如果输入 的供电电压被切断，变频器将继续运转但只能在无转矩产生的模式 下运行。只要电机运转并为变频器提供能量，变频器就处于运转状 态。供电恢复时变频器将能立即恢复正常运行。

（3）部件数量少

部件越少，可靠性越高。ABB利用大功率半导体开关器件和相应的 拓扑结构来最大限度的减少元部件的数量。

（4）无熔断器设计

ABB中压变频器旨在不使用熔断器的情况下实现安全运行，因为熔 断器不可靠、价格不菲且容易老化。无熔断器设计可以减少备件， 并在过流跳闸后能够快速重新启动。

（5）无编码器

众所周知，编码器容易引起故障。编码器位于电机上易受冲击的位 置。ABB的中压变频器可在无编码器的情况下运行，从而降低维护 成本，确保高可靠性。

（6）远程监控与诊断

DriveMonitorTM可以安全地实时接入变频器。DriveMonitorTM能够 通过独立的控制方法对ABB变频器进行监控和诊断，从而也能实现 现有装置的连接。

可选工具包括硬件模块，以及可自动收集和分析指定变频器信号和 参数的软件层。

长期监控功能可提供关于设备状态、所需任务和可能的性能改进 方面的重要信息。诊断程序和趋势不仅可以涉及变频器本身，也可 以包括轴系其他部件的情况。

ABB 变频器系统的测试

为确保变频器完全符合质量标准和满足客户要求，传动系统的每 一个元部件必须通过ABB测试设备的全面测试。

（1）出厂测试

出厂试验和功能测试是ABB中压变频器供货工作范围中不可分割 的组成部分。这些测试按照国际标准（譬如IEC）和ABB质量保证 程序（ISO 9001）进行。

（2）综合测试

ABB可以针对包括变压器、变频器和电机等在内的整个传动系统进 行综合测试。

根据项目要求，传动系统可进行满载或空载试验。

通过这样的试验，可验证传动系统的功能以及负载性能。这些测试 能确认设计数据，并验证性能参数，以及缩短现场的安装和调试时间

ABB变频器扩展测试布局的图解说明

例如：满载试验可以通过背靠背试验装置完成。如果同时订购了两 台完全相同的四项线变频器，可以进行背靠背试验。一台传动系统 工作于电机模式，第二台传动系统处于发电机工作模式，两台传动 系统连在一起。

背靠背试验48 MW / 3,500 rpm

ABB变频器与燃气轮机的对比

变频器和燃气轮机优缺点的问题，在决策过程中显示出越来越重要 的作用——特别是在较高额定功率范围中的应用。相关讨论的常 常是对环境的影响问题。

如果现场有电力提供，那么，应用变频器具有明显优势。这是目前 变频器安装数量正在大幅增加的背后推动力。下表对比了两种解决 方案的最主要的特性。

ABB变频器与燃气轮机的对比数据

通过使用变频器可带来下述优势，从而有效提高盈利能力：

（1）降低投资成本

（2）延长正常运行时间（延长每年的生产时间）

（3）降低维护成本

（4）降低运营/生产成本

变频电机与使用液力耦合器的恒速电机的比较

数十年来，在许多过程中一直使用液力耦合器来控制压缩机和泵 机的转速。尽管这个原则已根深蒂固，但是，目前的发展已经达到 这样一个阶段：考虑到使用变频器的诸多优势，有必要对相应情况 进行重新评估。