大型炼油化工企业电气节能技术的运用研究

引言：

炼化企业的电力消耗占总能耗的 20%-30% ，电气系统的能效水平直接影响整体能源利用率，随着国家“双碳”战略的深入推进，企业对节能技术的需求日益迫切。炼化生产工艺复杂、设备负荷波动大，电气系统普遍存在功率因数低、谐波污染、设备老化等问题，导致能源浪费现象突出，新兴技术如智能微电网、高效变频装置等尚未在行业内大规模普及，亟需通过技术创新与管理优化实现节能降耗，研究电气节能技术的集成应用具有重要的现实意义与战略价值。

1.应用变频调速技术优化加氢裂化装置循环氢压缩机运行

变频调速技术的应用为加氢裂化装置循环氢压缩机的节能优化提供了重要解决方案，循环氢压缩机作为加氢裂化工艺的核心设备，其运行能耗占装置总能耗的较大比重。变频调速技术通过改变电机输入频率来调节压缩机转速，实现了压缩机输出功率与工艺需求的精准匹配。变频调速技术的综合效益尤为显著，加氢裂化工艺中，循环氢系统的压力波动会直接影响产品质量和催化剂活性，而变频控制通过平滑的转速调节有效抑制了压力波动，提高了工艺稳定性，变频调速可使压缩机在低负荷工况下保持较高效率，避免了能源浪费现象，该技术还简化了管路系统设计，减少了控制阀门的数量和维护工作量，变频系统的节能效果与工艺特性密切相关，需要根据具体的装置负荷变化规律进行参数优化，才能实现最佳节能效果，变频调速技术的应用不仅降低了加氢裂化装置的运行成本，也为炼化企业实现绿色低碳生产提供了技术支撑。

2.采用高效永磁电机改造延迟焦化装置切焦水泵系统

永磁电机采用稀土永磁材料励磁，取消了传统电机的励磁损耗，使其在宽负荷范围内都能保持较高的运行效率，永磁电机具有更高的功率密度和转矩特性，能够更好地匹配切焦水泵的负载特性，永磁电机可直接替换原有电机，无需对泵体或管路系统进行大规模改造，显著降低了技改成本，永磁电机优异的启动性能可有效降低切焦水系统启动时的电网冲击，其紧凑的结构设计也节省了安装空间，与智能控制系统的配合，永磁电机能够根据焦炭塔的切焦周期自动调整运行参数，实现系统的最优能效运行[1]。延迟焦化装置的切焦作业具有间歇性特点，传统电机在频繁启停和变负荷工况下效率大幅下降，而永磁电机凭借其宽范围高效区的特性，能够适应这种复杂的运行工况，永磁电机采用全封闭结构，具有良好的防尘和防腐蚀性能，特别适合炼厂恶劣的运行环境，由于取消了电刷和滑环等易损件，永磁电机的维护周期大幅延长，降低了设备的全生命周期成本。

3.实施动态无功补偿提升催化重整装置电力系统效率

催化重整装置作为关键生产单元，其电力系统效率直接影响整体能耗水平，动态无功补偿技术的应用能够有效改善此类装置的功率因数，从而提升电网质量并降低线路损耗。传统固定式无功补偿装置由于响应速度慢、调节精度低，难以适应炼化企业负荷快速波动的特点，而动态无功补偿装置实时监测系统无功需求，可实现毫秒级动态响应，显著提高电力系统稳定性。该技术通过抑制电压波动、减少谐波干扰，不仅延长了电机、变压器等电气设备的使用寿命，还能避免因功率因数不达标导致的力调电费罚款。动态无功补偿与工艺装置的协同优化是技术落地的关键，在催化重整装置中，压缩机、泵类负载的周期性启停会造成电网瞬时无功冲击，而动态补偿装置通过电力电子器件的快速开关特性，能够实现无功功率的精准双向调节。这种补偿方式不同于传统的电容器组投切，其采用晶闸管或

IGBT 等半导体器件，可在1-2 个周波内完成补偿量调整，完全跟得上负载变化节奏，在装置开停车阶段，动态补偿系统能自动跟踪负荷曲线，将功率因数始终维持在0.95 以上，避免出现无功倒送导致的电压抬升问题。

4.推广防爆型LED 照明系统降低常减压装置区照明能耗

常减压装置的照明系统不仅需要满足高标准的防爆要求，还需兼顾长期运行的节能效益，LED 灯具凭借其高光效、低热损耗的特性，在相同照度条件下可降低 50% 以上的能耗，其固态发光原理避免了传统光源的电极损耗和玻璃外壳易损问题，大幅延长了使用寿命[2]。针对炼化装置区易燃易爆环境，防爆型 LED 灯具采用隔爆型或增安型结构设计，通过特殊密封工艺和散热技术确保在高温、腐蚀性气体环境下的稳定运行，LED 照明系统在常减压装置区的投用，不仅减少了照明电费支出，还显著降低了维护频次，避免了频繁更换灯具带来的安全隐患，为装置长周期运行提供了可靠保障。防爆型LED 照明技术的节能潜力不仅体现在光源替换层面，更在于与智能控制系统的深度融合，常减压装置区通常需要24 小时连续照明，但不同区域的实际光照需求存在明显差异，引入分区控制、光感调节和移动感应等智能策略，可使LED 照明系统在满足安全生产的前提下实现按需供光，LED 灯具瞬时启停的特性完美适配炼化企业应急照明需求，在电网波动或紧急情况下能实现无缝切换。

5.利用催化裂化装置烟气余热进行有机工质发电

催化裂化装置（FCC）在生产过程中会产生大量高温烟气，传统处理方式通常通过余热锅炉回收部分热量后直接排放，造成显著的能源浪费，利用有机工质朗肯循环技术对这些中低温烟气余热进行发电，可有效提升能源综合利用效率。ORC 系统采用低沸点有机工质作为循环介质，能够在相对较低的温度条件下高效工作，特别适合催化裂化烟气的余热特性。该系统通过蒸发器吸收烟气余热使有机工质汽化，驱动涡轮发电机发电后，再经冷凝器重新液化完成循环，相较于传统蒸汽发电，ORC 系统具有设备紧凑、维护简单、无需除氧水处理等优势，且对烟气参数波动适应性强，不会影响催化裂化主装置的正常运行。催化裂化烟气ORC 发电项目的成功实施关键在于余热回收系统的优化匹配，针对炼厂特殊环境，ORC 发电装置需选用防爆电气设备，并对有机工质管路采取严格的泄漏监测措施，ORC余热发电无需额外燃料消耗，所产电力可直接供装置区设备使用，大幅降低外购电量，该系统在发电过程中几乎不产生新的污染物排放，与炼化企业绿色转型战略高度契合。

结语：

电气节能技术在大型炼油化工企业的应用，是响应国家节能减排政策、提升企业核心竞争力的必然选择，优化电气系统设计、推广高效设备及智能化管理手段，不仅能够显著降低能耗与运营成本，还能减少环境污染，实现经济效益与社会效益的双赢，随着数字化、智能化技术的快速发展，电气节能领域将迎来更广阔的应用前景，企业应结合自身特点，积极探索技术创新与管理升级，推动行业向绿色低碳方向转型，为全球能源可持续发展贡献力量。

参考文献：

[1]杨智森. 电气节能措施在石油化工企业中的应用分析 [J]. 化工管理,2024, (05): 36-38.

[2]许少帅. 电气节能措施在石油化工企业中的应用 [J]. 中国石油和化工标准与质量, 2023, 43 (06): 66-68.