近年來，全球氣候變化日益嚴重。為改善環(huán)境，中國在2020年提出雙碳政策，并在實現(xiàn)雙碳目標方面取得了積極進展，尤其在減少石化行業(yè)這類高能耗產(chǎn)業(yè)的碳排放方面不斷推崇技術革新、優(yōu)化工藝流程，同時兼顧產(chǎn)業(yè)發(fā)展和節(jié)能減排，向低碳新工業(yè)邁進。

守正創(chuàng)新 邁向雙碳

乙烯是石化工業(yè)的基礎原料，被稱為“石化工業(yè)之母”。近年來國內(nèi)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)。為應對碳減排的迫切需求，乙烯行業(yè)煉化一體化裝置蓬勃發(fā)展。這種乙烯生產(chǎn)裝置的核心是乙烯“三機”，包含裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機和乙烯壓縮機等三套機組。

2023年，ABB傳動為中國石油行業(yè)客戶的煉化一體化轉(zhuǎn)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(qū)動，大幅節(jié)省了汽輪機的燃料消耗，減少碳排放。

技術革新 困難重重

在此乙烯壓縮機氣改電項目中，客戶面臨著巨大的挑戰(zhàn)：

● 采用變頻器和電機驅(qū)動是乙烯生產(chǎn)的技術革新，需要更加可靠、完善的方案來保證穩(wěn)定的生產(chǎn)。

● 乙烯的生產(chǎn)過程需要大量能源，生產(chǎn)的成本非常高，一旦壓縮機發(fā)生非計劃停機，不僅會導致乙烯停產(chǎn)，以乙烯為原料的下游裝置都將停產(chǎn)，會造成數(shù)千萬的損失。

● 客戶工廠臨海，因遭受雷擊導致跳閘、短路的情況頻頻發(fā)生，造成了重大損失。

為了保證乙烯穩(wěn)定生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，客戶提出了電驅(qū)系統(tǒng)要保證乙烯壓縮機連續(xù)運行5年不停機的嚴格要求。

ABB對石化行業(yè)的應用有著豐富的經(jīng)驗，了解到客戶的需求和痛點后，ABB提供了一套完整的解決方案，充分滿足客戶在各方面的需求。

100%+100%整機冗余配置

在這個項目中，ABB為客戶提供了2套34MW 100%容量的LCI變頻器和一臺30MW AMS同步電機。由一臺變頻器驅(qū)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)。

抵抗電壓跌落，保障設備不停機

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)電壓幅值低至20%時仍可以提供部分輸出轉(zhuǎn)矩，因而使得被驅(qū)動設備可以維持更長時間的運行而不停機。這很好的解決了客戶臨海易遭雷擊的問題。

優(yōu)秀的輸出能力

此項目中乙烯壓縮機的最大工作力矩約為200kNm，對電驅(qū)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(zhuǎn)速為0的時候就可以提供100%的轉(zhuǎn)矩。運行工作點達到75T/h Liquid時，變頻器驅(qū)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。

通過采用ABB提供的變頻器和電機打包方案，客戶獲得了顯著的收益：

● 氣改電使得設備能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的控制，優(yōu)化能源利用效率，減少碳排放。

● ABB提供的高可靠性解決方案確保了設備的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)五年不間斷生產(chǎn)，并能帶來巨大的經(jīng)濟效益。

● 采用電機驅(qū)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。

  勇?lián)姑?勇毅前行

未來，ABB將繼續(xù)堅守節(jié)能減排的使命，與各行各業(yè)共同探索可持續(xù)發(fā)展之路，助力客戶在雙碳時代實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。同時，ABB將進一步深化與中國能源產(chǎn)業(yè)的合作，共同探索清潔能源、新能源領域的新機遇，為中國能源轉(zhuǎn)型升級貢獻更多智慧和力量。

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