ABB 助力石化行業(yè)雙碳轉型升級

     為了應對全球氣候變化，各國政府、行業(yè)協(xié)會和企業(yè)正在采取緊急行動，迅速推進全球工業(yè)的脫碳進程。

     其中一個典型例子就是中國，為進一步在環(huán)境保護方面取得積極進展，中國在

2020年提出“雙碳”政策，在石化等能源密集型行業(yè)推動技術革新、優(yōu)化工藝流程，旨在兼顧提高能效與節(jié)能減排。電氣化技術正在為石化行業(yè)帶來更可持續(xù)的低碳未來。

乙烯“三機”

     乙烯是石化工業(yè)的基礎原料，近年來中國的乙烯產(chǎn)能不斷提升，但同時面臨著節(jié)能減排的重大挑戰(zhàn)。主要原因是，乙烯生產(chǎn)裝置的核心是乙烯“三機”——裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機和乙烯壓縮機，它們對生產(chǎn)至關重要，但能耗和碳排放量都很高。傳統(tǒng)的乙烯“三機”都是由汽輪機驅動，為了更好地實現(xiàn)低碳轉型，目前諸多乙烯生產(chǎn)商都在逐步將乙烯“三機”改為由電力驅動。

     沈陽鼓風機（集團）有限公司與ABB合作，為中國石油行業(yè)客戶的煉化一體化轉型升級項目提供了變頻器和電機打包解決方案，將乙烯壓縮機從汽輪機改為變頻器和電機驅動，大幅節(jié)省了汽輪機的燃料消耗，減少碳排放。

     ABB解決方案已于2023年完成安裝，以更可靠、更前沿的方法來保持生產(chǎn)的穩(wěn)定性，是乙烯生產(chǎn)領域的一項技術突破。為進一步提高乙烯生產(chǎn)的效率與穩(wěn)定性，許多乙烯生產(chǎn)商計劃未來將裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機和乙烯壓縮機也改為電驅。

技術革新，困難重重

     乙烯生產(chǎn)能耗巨大、成本高昂，如果壓縮機發(fā)生非計劃停機，不僅會導致生產(chǎn)中斷，還會影響到依賴它的下游設備，因此變頻器和電機解決方案的可靠性對該項目至關重要。新發(fā)電系統(tǒng)需連續(xù)運行五年，不發(fā)生計劃外停機。除此之外，該項目最終客戶的工廠臨海，容易頻繁遭受雷擊，自然環(huán)境可能會對連續(xù)作業(yè)造成影響。這往往會導致電氣短路的情況頻頻發(fā)生，可能造成重大生產(chǎn)損失。

100%整機冗余配置

     憑借在石化應用方面的領域專長，ABB為客戶提供了一套整體解決方案，包括100%整機冗余配置、抗電壓驟降技術和出色的輸出能力，確保設備穩(wěn)定運行和壓縮機的高效生產(chǎn)。該項目采用了2套34MW 100%冗余的LCI變頻器和一臺30MW AMS同步電機。由一臺變頻器驅動電機，另一臺作為熱備。同時，LCI變頻器采用ABB自主研發(fā)的大功率半導體晶閘管。當發(fā)生非計劃停機時，熱備變頻器會以毫秒級的速度立即切換到工作狀態(tài)。

     ABB LCI變頻器采用四象限拓撲結構，具有更好的失電跨越和抗電網(wǎng)波動能力。

LCI變頻器在電網(wǎng)電壓幅值瞬時低至20%時仍可以長期持續(xù)提供部分輸出轉矩，因而使得被驅動設備可以維持更長時間的運行而不停機。這很好地解決了客戶臨海易遭雷擊問題。

     此項目中乙烯壓縮機的最大工作力矩約為200kNm，對電驅系統(tǒng)的啟動力矩需求更大，才能夠保證乙烯壓縮機的正常啟動。LCI的啟動力矩在轉速為0的時候就可以提供

100%的轉矩。運行工作點達到75T/h時，變頻器驅動系統(tǒng)（含LCI變頻器、濾波器、輸入變壓器和同步電機）的整體效率可達96.03%。保證客戶設備正常運行的同時，大幅提高生產(chǎn)效率。

提高控制精準度

     沈陽鼓風機（集團）有限公司為其客戶成功實施了ABB變頻器和電機打包方案，讓客戶看到了立竿見影的效益，并對長期發(fā)展充滿信心。氣改電使得設備能夠實現(xiàn)更精確的控制，優(yōu)化能源利用效率，減少碳排放。采用電機驅動還能有效降低設備的維護成本和安全風險，為客戶帶來長期可持續(xù)的經(jīng)濟效益。“我們對ABB提供的高效可靠的技術解決方案非常滿意，”沈陽鼓風機（集團）有限公司透平設計院石油化工成套室副主任韓帥說，“對于乙烯生產(chǎn)而言，技術革新意味著提高生產(chǎn)效率和降低碳排放。

     ABB的解決方案不僅很好地滿足了我們對技術革新的要求，還滿足了終端客戶的個性化需求?！盇BB運動控制事業(yè)部中國區(qū)負責人戚魯平表示：“ABB的變頻器和高效電機在眾多的行業(yè)和應用中都發(fā)揮著節(jié)能降碳的重要作用，在石化行業(yè)大功率應用中的節(jié)能效果更加顯著。這個案例再次充分體現(xiàn)了ABB前沿的技術、可靠的產(chǎn)品和各領域的專業(yè)知識能夠幫助客戶提高生產(chǎn)效率，降低成本，為節(jié)能降碳做出貢獻?！?/p>