【壓縮機(jī)網(wǎng)】可靠性是關(guān)鍵因素，但還須考慮功率、電網(wǎng)和用戶工廠設(shè)計(jì)

 

　　選擇驅(qū)動(dòng)低密度聚乙烯（LDPE）和空氣分離設(shè)備壓縮機(jī)的大型電機(jī)時(shí)，用戶考慮的因素包括投資成本、環(huán)境影響和長(zhǎng)期可靠性。簡(jiǎn)而言之，用戶期望用盡可能低的總擁有成本使用一款經(jīng)濟(jì)高效的電機(jī)。

 

　　LDPE和空氣分離設(shè)備壓縮機(jī)的成功運(yùn)行牽動(dòng)著巨額資金，包括氣體和化學(xué)品的銷售額、設(shè)備運(yùn)行的能源成本以及有關(guān)運(yùn)行可靠性、維護(hù)和停機(jī)方面的成本。

 

　　最終用戶都知道應(yīng)該避免停機(jī)成本。以一臺(tái)平均年產(chǎn)25萬噸LDPE的設(shè)備為例。如果設(shè)備每年運(yùn)行8000小時(shí)，產(chǎn)品銷售價(jià)格是10000元/噸，那么每小時(shí)的LDPE生產(chǎn)價(jià)值約為31.2萬元。所以，24小時(shí)的生產(chǎn)價(jià)值就是750萬元。對(duì)于一臺(tái)40萬噸的設(shè)備來說，每天的生產(chǎn)價(jià)值將高達(dá)1200萬元。

 

　　電能消耗和二氧化碳（CO2）排放也對(duì)總擁有成本產(chǎn)生重大影響。計(jì)算LDPE和空氣分離設(shè)備電機(jī)的總擁有成本時(shí)，電力成本是最大的組成部分。對(duì)電能消耗的改進(jìn)估計(jì)可使每臺(tái)電機(jī)在20年使用壽命中節(jié)省340萬元的電能。實(shí)現(xiàn)的節(jié)約可以顯著影響利潤(rùn)，同時(shí)還具有巨大的環(huán)境效益，即在這20年里減少大約86噸的CO2溫室氣體排放。

 

　　01、可靠性是重中之重

　　LDPE和空氣分離設(shè)備的操作人員通常希望各過程能連續(xù)運(yùn)行數(shù)年。而實(shí)現(xiàn)最佳的可用性和可靠性需要一個(gè)高效的維護(hù)計(jì)劃。當(dāng)執(zhí)行設(shè)備維護(hù)時(shí)，運(yùn)維人員必須以高效的方式完成。為了做到這一點(diǎn)，用戶需要采用現(xiàn)代化的維護(hù)手段和先進(jìn)的理念。

 

　　常見的選擇是由定速同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)。除了這些高價(jià)的硬件設(shè)備以外，建造LDPE廠房時(shí)還希望將3D建模、有限元方法（FEM）分析等現(xiàn)代工程工具和先進(jìn)的配件作為解決方案的一部分。

 

　　空氣分離企業(yè)通常采用“制造-擁有-運(yùn)營(yíng)”模式?？蛻舨粌H關(guān)注初始投資成本，而且更重要的是，還需關(guān)注持續(xù)運(yùn)行、用電量、可用性、停機(jī)和維護(hù)成本。這些構(gòu)成設(shè)備的總擁有成本，任何一家氣體制造商或設(shè)備廠商，都需要盡量使這些成本最小化。驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的電機(jī)通常使用時(shí)間很長(zhǎng)，需要以較高的電能效率運(yùn)行，并遵照定制的維護(hù)計(jì)劃。

 

　　從總擁有成本角度來看，意外停機(jī)是致命的。因此在做出任何購(gòu)買決定之前，必須充分考慮維護(hù)問題。人們通常期望設(shè)備能夠100%不停歇地運(yùn)行。雖然這是不現(xiàn)實(shí)的，但可以采取必要的預(yù)防措施，最大限度地減少維護(hù)時(shí)間和意外停機(jī)。

 

　　應(yīng)與可以提供階段性維護(hù)計(jì)劃的供應(yīng)商合作，以便制定無憂的維護(hù)計(jì)劃并確保隨時(shí)可以得到全面的支持。預(yù)測(cè)性維護(hù)現(xiàn)在變得越來越重要，并且可以對(duì)總擁有成本產(chǎn)生積極的影響。

 

　　02、考慮電網(wǎng)和功率

　　電機(jī)并非孤立運(yùn)行，而是需要依賴于電網(wǎng)。大型電機(jī)可以對(duì)連接網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致各種干擾并直接或間接影響總擁有成本。因此解決方案是制造啟動(dòng)電流低的大型電機(jī)，從而避免對(duì)電網(wǎng)造成不當(dāng)影響，并減少對(duì)昂貴、復(fù)雜的開關(guān)設(shè)備的需求。

 

　　與感應(yīng)電機(jī)不同的是，同步電機(jī)可以始終控制轉(zhuǎn)子電流。同時(shí)可以利用可編程邏輯控制器（PLC）或自動(dòng)調(diào)壓器（AVR）解決方案配置功能并引入繼電器和保護(hù)裝置。因此高度靈活，可以滿足所需的特定啟動(dòng)方式和浪涌電流。

 

　　由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低，直接啟動(dòng)（DOL）通常是LDPE壓縮機(jī)電機(jī)的首選啟動(dòng)方法。對(duì)于功率較高的電機(jī)，可能需要更精確地控制啟動(dòng)事件。這種情況下，可以采用很多解決方案。對(duì)于體積最大的超大型壓縮機(jī)電機(jī)，用戶可能希望使用變速驅(qū)動(dòng)器（VSD）或自耦變壓器啟動(dòng)方式。

 

　　總而言之，通過全面分析，用戶可以選擇出最有效的啟動(dòng)策略，這將有助于減少干擾并降低總擁有成本。

 

　　功率因數(shù)與電機(jī)對(duì)電網(wǎng)的影響密切相關(guān)，所以應(yīng)包括在任何總擁有成本計(jì)算中。同步電機(jī)設(shè)計(jì)會(huì)補(bǔ)償供電網(wǎng)絡(luò)所需的功率因數(shù)，因此可以控制無功功率。如果需要控制功率因數(shù)或補(bǔ)償無功功率，則可以使用同步電機(jī)代替感應(yīng)電機(jī)。

 

　　同步電機(jī)的功率因數(shù)通常在1.0到0.8（超前）范圍內(nèi)。當(dāng)功率因數(shù)超前時(shí)，電機(jī)會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生無功功率。盡管可以通過電容器組處理無功功率，但有時(shí)客戶仍需要支付無功功率費(fèi)用。

 

　　03、滿足工廠需求的設(shè)計(jì)

　　如今，總擁有成本的直接優(yōu)勢(shì)推動(dòng)著人們追求更高的功率和負(fù)載：電機(jī)越大，可以驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)越大。機(jī)組功率越高，意味著設(shè)備可以采用較少的壓縮機(jī)組獲得同樣的產(chǎn)量，從而節(jié)省工程時(shí)間、空間和投資成本。

 

　　冷卻是另一個(gè)需要考慮的關(guān)鍵方面。適當(dāng)?shù)睦鋮s器可以實(shí)現(xiàn)最高的輸出、可靠性、運(yùn)行時(shí)間和效率，從而為總擁有成本帶來優(yōu)勢(shì)。

 

　　若不考慮安全問題，那么總擁有成本的計(jì)算便是不完整的。LDPE和空氣分離過程涉及潛在的爆炸性化學(xué)環(huán)境，必須管理并盡量降低風(fēng)險(xiǎn)。

 

　　如果不遵守安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞、人員受傷、生產(chǎn)損失和政府部門的罰款，從而增加用戶的總擁有成本。

 

　　總擁有成本

　　為更大型壓縮機(jī)選擇合適的電機(jī)時(shí)，必須考慮許多變量：購(gòu)買價(jià)格、每臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)時(shí)的能源和運(yùn)行成本，以及停機(jī)和維護(hù)費(fèi)用。用戶應(yīng)系統(tǒng)地分析在設(shè)備預(yù)期使用壽命期內(nèi)的所有成本因素，并得到準(zhǔn)確的總擁有成本估值。

 

來源：ABB電機(jī)與發(fā)電機(jī)