英威騰Goodrive5000系列高壓矢量變頻器在MVR系統(tǒng)的應(yīng)用

摘要：本文介紹英威騰Goodrive5000系列高壓矢量變頻器在MVR系統(tǒng)蒸汽壓縮機(jī)上的應(yīng)用，根據(jù)蒸汽壓力和溫度對壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行PID自動調(diào)節(jié)，高效節(jié)能環(huán)保。

一、引言

MVR是蒸汽機(jī)械再壓縮技術(shù)（Mechanical Vapor Recompression）的簡稱。MVR是重新利用它自身產(chǎn)生的二次蒸汽的能量，從而減少對外界能源的需求的一項節(jié)能技術(shù)。本文以英威騰Goodrive5000系列高壓矢量變頻器在某客戶MVR系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用為例來詳細(xì)介紹。

二、MVR的工作原理

MVR 的理論基礎(chǔ)是波義耳定律：V= k/p推導(dǎo)而出，即 PV/T=K。其含義是：一定質(zhì)量的氣體的壓強(qiáng)×體積/溫度= 常數(shù)，也就意味著當(dāng)氣體的體積減小，壓強(qiáng)增大時，氣體的溫度也會隨之升高。根據(jù)此原理，當(dāng)稀薄的二次蒸汽經(jīng)壓縮后體變小，其溫度會隨之升高，壓力上升，從而實(shí)現(xiàn)將低溫低壓的蒸汽變?yōu)楦邷馗邏旱恼羝M(jìn)而可以作為熱源再次加熱需要被蒸發(fā)的原液，從而達(dá)到可以循環(huán)回收利用蒸汽的目的。MVR的作用是提高蒸汽的品位，而不是創(chuàng)造能量。由于蒸汽壓縮是通過機(jī)械式壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)的， 所以稱作蒸汽機(jī)械再壓縮技術(shù)，即 MVR （mechanical vapor recompression）。MVR是將蒸發(fā)（蒸餾）等過程的二次蒸汽 （溫度低、壓力低而無法利用）用壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，提高其溫度、壓力，重新作為熱源進(jìn)入換熱器，加熱需要被蒸發(fā)的物料。這樣原來要廢棄的二次蒸汽就得到充分的利用，以替代新鮮蒸汽，而且徹底摒棄了冷卻塔，大大降低了運(yùn)行費(fèi)用，真正做到了環(huán)保、節(jié)能節(jié)水、節(jié)約費(fèi)用。

三、現(xiàn)場應(yīng)用背景

該客戶現(xiàn)場蒸汽壓縮機(jī)為整個MVR系統(tǒng)的核心，功率大，電機(jī)與壓縮機(jī)直連，如工頻直接啟動負(fù)載太大電網(wǎng)不能承受，而且在運(yùn)行過程中因為工況的原因引至壓縮機(jī)蒸汽入口壓力與出口壓力差別較大，容易出現(xiàn)系統(tǒng)喘振，工頻運(yùn)行的話不能有效快速調(diào)整，導(dǎo)致整個系統(tǒng)不能正常工作，造成停產(chǎn)損失。

四、英威騰解決方案

為解決上述客戶在現(xiàn)場應(yīng)用遇到的問題，英威騰提供標(biāo)準(zhǔn)Goodrive5000系列變頻器+高壓進(jìn)線開關(guān)柜方案。

MVR系統(tǒng)工藝流程圖

上圖為現(xiàn)場MVR設(shè)備工藝流程圖，原料經(jīng)進(jìn)料泵，通過進(jìn)料預(yù)熱換熱器后進(jìn)入一效分離器，蒸汽壓縮機(jī)出口的高溫蒸汽進(jìn)入一效換熱器，原料在一效分離器內(nèi)通過1#強(qiáng)制循環(huán)泵流入一效換熱器加熱并分流至二效分離器，一效分離器出口的高溫蒸汽進(jìn)入二效換熱器，原料在二效分離器內(nèi)通過2#強(qiáng)制循環(huán)泵流入二效換熱器加熱并分流至三效分離器，原料在三效分離器內(nèi)通過3#強(qiáng)制循環(huán)泵流入三效換熱器加熱，濃度達(dá)到作為產(chǎn)品經(jīng)出料泵進(jìn)入成品罐，濃度不夠的重新回流至入料進(jìn)口。一效分離器和二效分離器通過換熱器形成的冷凝水分別通過排水泵抽到其他地方作為生產(chǎn)用水，二效分離器和三效分離器的二次蒸汽作為蒸汽壓縮機(jī)的入口蒸汽回收，整個工藝流程除第一次開機(jī)溫度不夠需要提供蒸汽壓縮機(jī)入口蒸汽，其他整個工藝環(huán)節(jié)熱能全部由蒸汽壓縮機(jī)產(chǎn)生，正常啟動后，渦輪壓縮機(jī)將二次蒸汽吸入，經(jīng)增壓后變?yōu)榧訜嵴羝?，就這樣源源不斷進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)。

現(xiàn)場蒸汽壓縮機(jī)

使用英威騰Goodrive5000系列高壓矢量變頻器，在MVR系統(tǒng)中具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、工頻啟動沖擊電流大，對電網(wǎng)容量要求高，變頻啟動時對于電網(wǎng)零沖擊。

2、工頻風(fēng)門調(diào)節(jié)精度低，響應(yīng)速度慢，容易造成壓縮機(jī)喘振；使用變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)高精度無極調(diào)速，系統(tǒng)響應(yīng)快，對于系統(tǒng)壓力和溫度穩(wěn)定有對比工頻有顯著提高。

3、使用變頻器能大大提升系統(tǒng)效率，節(jié)約能源。

4、變頻器具有豐富的I0端口和保護(hù)功能，使用變頻器能提升壓縮機(jī)系統(tǒng)控制的自動化程度，提升設(shè)備安全和生產(chǎn)連續(xù)可靠性。

Goodrive5000啟動時電流波形

五、英威騰Goodrive5000系列高壓矢量變頻器

Goodrive5000系列矢量高壓變頻器是深圳市英威騰電氣股份有限公司自主研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)的第二代高壓變頻調(diào)速裝置。

?三核控制，精度高、速度快、抗干擾能力強(qiáng)

?LVRT低壓電穿越技術(shù)，有效避免電網(wǎng)不穩(wěn)定帶來的停機(jī)問題

?單元在線旁路技術(shù)，保證生產(chǎn)連續(xù)性

?物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，數(shù)據(jù)無線監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障診斷、設(shè)備臺賬管理

五、結(jié)束語

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，越來越注重環(huán)保和節(jié)能的重要性。配套使用英威騰高低壓變頻器的MVR系統(tǒng)，在提高節(jié)能的同時，增加設(shè)備的自動化程度，提高整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，可廣泛應(yīng)用于化工、制藥、造紙、污水處理、海水淡化等行業(yè)，市場前景非常廣闊。