【壓縮機網】可靠性是關鍵因素，但還須考慮功率、電網和用戶工廠設計

 

　　選擇驅動低密度聚乙烯（LDPE）和空氣分離設備壓縮機的大型電機時，用戶考慮的因素包括投資成本、環境影響和長期可靠性。簡而言之，用戶期望用盡可能低的總擁有成本使用一款經濟高效的電機。

 

　　LDPE和空氣分離設備壓縮機的成功運行牽動著巨額資金，包括氣體和化學品的銷售額、設備運行的能源成本以及有關運行可靠性、維護和停機方面的成本。

 

　　最終用戶都知道應該避免停機成本。以一臺平均年產25萬噸LDPE的設備為例。如果設備每年運行8000小時，產品銷售價格是10000元/噸，那么每小時的LDPE生產價值約為31.2萬元。所以，24小時的生產價值就是750萬元。對于一臺40萬噸的設備來說，每天的生產價值將高達1200萬元。

 

　　電能消耗和二氧化碳（CO2）排放也對總擁有成本產生重大影響。計算LDPE和空氣分離設備電機的總擁有成本時，電力成本是最大的組成部分。對電能消耗的改進估計可使每臺電機在20年使用壽命中節省340萬元的電能。實現的節約可以顯著影響利潤，同時還具有巨大的環境效益，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和空氣分離設備的操作人員通常希望各過程能連續運行數年。而實現最佳的可用性和可靠性需要一個高效的維護計劃。當執行設備維護時，運維人員必須以高效的方式完成。為了做到這一點，用戶需要采用現代化的維護手段和先進的理念。

 

　　常見的選擇是由定速同步電動機驅動往復式壓縮機。除了這些高價的硬件設備以外，建造LDPE廠房時還希望將3D建模、有限元方法（FEM）分析等現代工程工具和先進的配件作為解決方案的一部分。

 

　　空氣分離企業通常采用“制造-擁有-運營”模式。客戶不僅關注初始投資成本，而且更重要的是，還需關注持續運行、用電量、可用性、停機和維護成本。這些構成設備的總擁有成本，任何一家氣體制造商或設備廠商，都需要盡量使這些成本最小化。驅動壓縮機的電機通常使用時間很長，需要以較高的電能效率運行，并遵照定制的維護計劃。

 

　　從總擁有成本角度來看，意外停機是致命的。因此在做出任何購買決定之前，必須充分考慮維護問題。人們通常期望設備能夠100%不停歇地運行。雖然這是不現實的，但可以采取必要的預防措施，最大限度地減少維護時間和意外停機。

 

　　應與可以提供階段性維護計劃的供應商合作，以便制定無憂的維護計劃并確保隨時可以得到全面的支持。預測性維護現在變得越來越重要，并且可以對總擁有成本產生積極的影響。

 

　　02、考慮電網和功率

　　電機并非孤立運行，而是需要依賴于電網。大型電機可以對連接網絡產生影響，從而導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電流低的大型電機，從而避免對電網造成不當影響，并減少對昂貴、復雜的開關設備的需求。

 

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

 

　　由于設計簡單、成本低，直接啟動（DOL）通常是LDPE壓縮機電機的首選啟動方法。對于功率較高的電機，可能需要更精確地控制啟動事件。這種情況下，可以采用很多解決方案。對于體積最大的超大型壓縮機電機，用戶可能希望使用變速驅動器（VSD）或自耦變壓器啟動方式。

 

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

 

　　功率因數與電機對電網的影響密切相關，所以應包括在任何總擁有成本計算中。同步電機設計會補償供電網絡所需的功率因數，因此可以控制無功功率。如果需要控制功率因數或補償無功功率，則可以使用同步電機代替感應電機。

 

　　同步電機的功率因數通常在1.0到0.8（超前）范圍內。當功率因數超前時，電機會對電網產生無功功率。盡管可以通過電容器組處理無功功率，但有時客戶仍需要支付無功功率費用。

 

　　03、滿足工廠需求的設計

　　如今，總擁有成本的直接優勢推動著人們追求更高的功率和負載：電機越大，可以驅動的壓縮機越大。機組功率越高，意味著設備可以采用較少的壓縮機組獲得同樣的產量，從而節省工程時間、空間和投資成本。

 

　　冷卻是另一個需要考慮的關鍵方面。適當的冷卻器可以實現最高的輸出、可靠性、運行時間和效率，從而為總擁有成本帶來優勢。

 

　　若不考慮安全問題，那么總擁有成本的計算便是不完整的。LDPE和空氣分離過程涉及潛在的爆炸性化學環境，必須管理并盡量降低風險。

 

　　如果不遵守安全法規和標準，可能會導致設備損壞、人員受傷、生產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

　　為更大型壓縮機選擇合適的電機時，必須考慮許多變量：購買價格、每臺設備生產時的能源和運行成本，以及停機和維護費用。用戶應系統地分析在設備預期使用壽命期內的所有成本因素，并得到準確的總擁有成本估值。

 

來源：ABB電機與發電機