作為中國十大石油精煉廠之一，位于黑龍江省大慶市的大慶煉油廠每年的總收入超過 1000 萬美元。

這家煉油廠成立于 1963 年，隸屬中國最大的石油生產(chǎn)提供商中國石油集團(tuán)公司（占據(jù) 50% 的市場份額）的子公司大慶石化公司。

在產(chǎn)量方面，大慶煉油廠每年生產(chǎn) 60 萬噸的汽油、柴油、煤油、石蠟等石油產(chǎn)品，市場遍布中國每一個角落。

挑戰(zhàn)

自 2001 年中國加入世界貿(mào)易組織以來，競爭性廉價進(jìn)口產(chǎn)品進(jìn)入中國市場，為中國的工業(yè)企業(yè)帶來了成本效益和生產(chǎn)效率方面的全新挑戰(zhàn)。削減生產(chǎn)成本是降低產(chǎn)品價格以保持良好市場份額的關(guān)鍵因素，這一點尤勝以往。

在大慶石化煉油廠，3500 噸減壓工藝生產(chǎn)線的原油泵每天維持 8000 到 10600 噸原油的穩(wěn)定流量。但是，原油泵在這一過程中消耗了大量的電能。

尋找更高效的泵控制方法以減少能耗浪費(fèi)是工廠保持競爭力和降低產(chǎn)品價格的關(guān)鍵價值驅(qū)動因素。

此外，大慶煉油廠還遇到了維護(hù)成本和停機(jī)時間等其他問題。現(xiàn)有的泵每 8000 小時需要進(jìn)行一次定期維護(hù)，導(dǎo)致每年需要停機(jī) 2 天，而每一天的平均經(jīng)濟(jì)損失都高達(dá) 16438 美元。這種頻繁維護(hù)作業(yè)主要是由于泵馬達(dá)不分產(chǎn)量高低一律全速運(yùn)行導(dǎo)致的。

以前，大慶的工程師采用閥節(jié)流控制方式來管理泵馬達(dá)的不間斷高速運(yùn)轉(zhuǎn)。這種方法可定期調(diào)節(jié)位于泵輸出端的節(jié)流閥，以滿足不斷變化的油流量負(fù)載要求。

但事實證明，該系統(tǒng)效率很低，即使在低負(fù)載需求下，高能耗以及泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致的磨損問題依然存在。此外，節(jié)流控制方法會使管道壓力增加，導(dǎo)致油泄漏，并且需要頻繁更換密封件。

解決方案

要減少過多的耗電量，可靠的中壓 (MV) 變頻器解決方案對于大慶煉油廠的油泵馬達(dá)應(yīng)用至關(guān)重要。

利用具有 6 kV 整流器和 6 kV 逆變器的 Allen-Bradley? PowerFlex? 7000 中壓變頻器（可通過少量不帶輸出變壓器的 6.5 kV 功率器件輕松裝配），大慶煉油廠發(fā)現(xiàn)了一種簡單而可靠的解決方案。

PowerFlex 7000 采用電流源逆變器-脈寬調(diào)制 (CSI-PWM) 技術(shù)，提供一種功耗器件數(shù)量較少的精簡功率結(jié)構(gòu)。PowerFlex 7000 變頻器借助強(qiáng)大的過電流保護(hù)功能實現(xiàn)了這種效率，不需要保險絲和電子熔斷電路來保護(hù)功率器件，從而降低了變頻器的復(fù)雜性。

成果

大慶煉油廠可根據(jù)市場需求調(diào)節(jié)產(chǎn)量：每天 9000 噸、每天 9600 噸、每天 10500 噸。在部署 Rockwell Automation 解決方案以前，該廠已經(jīng)嘗試過各種方法來維持如此高的產(chǎn)量，同時通過提高能效來節(jié)約資金。

產(chǎn)量為 9000 噸時，油泵馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)耗電 426 KW/h，改裝 PowerFlex 7000 后，耗電量為 250 KW/h；大慶煉油廠每年可節(jié)約 1533312 KW/h，年能耗降低 41%。

產(chǎn)量為 9600 噸時，油泵馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)耗電 527 KW/h，改裝 Powerflex 7000 后，耗電量為 370 KW/h；大慶煉油廠每年可節(jié)約 1370397 KW/h，年能耗降低 30%。

產(chǎn)量為 10500 噸時，油泵馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)耗電 584.8 KW/h，改裝 PowerFlex 7000 后，耗電量為 400 KW/h；大慶煉油廠每年可節(jié)約 1609977 KW/h，年能耗降低 32%。

此外，新解決方案還能保護(hù)泵馬達(dá)不受過電流的影響，并通過消除保險絲和電子熔斷電路簡化了變頻器系統(tǒng)。由于維護(hù)成本的下降和停機(jī)時間的減少，大慶煉油廠每年可節(jié)約資金 1.5 萬美元。

該解決方案帶來的總體節(jié)約可幫助大慶煉油廠在 2.5 年內(nèi)收回項目投資成本。該項目在大慶煉油廠取得了巨大成功，運(yùn)營一年后，大慶石化公司在該廠召開現(xiàn)場會議，提出要向所有兄弟工廠引進(jìn) PowerFlex 7000 改裝方案。

該廠總工程師吳航英指出，Rockwell Automation 解決方案沒有辜負(fù)他的信賴。

“系統(tǒng)可靠性是我們挑選產(chǎn)品的主要標(biāo)準(zhǔn)，Allen-Bradley CSIPWM 具有精湛的電源結(jié)構(gòu)設(shè)計，它采用了模塊化結(jié)構(gòu)，器件數(shù)量少，并且具備強(qiáng)大的過電流保護(hù)能力。”吳航英說道，

“經(jīng)過仔細(xì)的技術(shù)對比和分析，我們決定采用 Rockwell Automation 解決方案。其變頻器的優(yōu)良表現(xiàn)證明了我們的決定是正確的。”

上述結(jié)果是大慶煉油廠將 Rockwell Automation 產(chǎn)品與其他產(chǎn)品配合使用實現(xiàn)的。具體結(jié)果可能因客戶而異。