Химическая промышленность имеет емкий спектр направлений (по конечному продукту) и включает предприятия разного целевого профиля деятельности, использующих в производственно-технологических процессах различные физические, механические, химические способы переработки и соответствующее оборудование (в основном питаемое от силовой сети низкого и низкого среднего напряжения).

Если рассматривать сквозные технологии химических комбинатов, объединений, то полный цикл продукции (упрощенно) включает этапы:

• добычи, подготовки, транспортировки сырья, часто требующего реализации мероприятий по пожарной и/или экологической безопасности в зависимости от агрегатного и химического состояния;
  
  
  
  
  
  Рис. Общая классификация химического сырья.
• разгрузки, хранения (в том числе резервирования для бесперебойности процессов), подготовки сырья к использованию в основном производственно-технологическом процессе путем измельчения, классификации (разделения на фракции), обезвоживания, сушки, обогащения с сопутствующей утилизацией или переработкой отходов после получения полуфабриката (полупродукта);
  
  
  
  
  Рис. Типовое оборудование для подготовки сырья к использованию в основном производственно-технологическом процессе.
• изготовления конечного продукта с применением физических, химических и физико-химических способов переработки полуфабриката (полупродукта);
  
  
  
  
  
  Рис. Упрощенная схема производства полного цикла в химической промышленности.
• разделения готового и побочного продукта, образующихся в производственно-технологическом процессе;
• складирования, отгрузки потребителю (или на другие предприятия смежных отраслей);
• утилизации, рециклинга отходов, рекуперации, очистки воды, газа физическими, химическими, физико-химическими, биологическими способами.
  
  
  
  
  Рис. Типовые технологии очистки воды на предприятиях химической промышленности.

Типовые нагрузки предприятий химической отрасли.

Оборудование предприятий химической отрасли условно делят химическому процессу на аппараты емкостного типа с перемешивающими или неподвижными устройствами, с вращающимися барабанами для обжига, сушки и кристаллизации, в том числе высокого давления, выпарные, сушильные, колонные, теплообменные, фильтры, центрифуги, сепараторы, кристаллизаторы, грануляторы, электролизеры и печи, краскотерочные машины и др.

Значительная доля энергопотребления приходится на оборудование подготовки сырья к использованию в основном производственно-технологическом процессе, где применяются:

• щековые, конусные, валковые и ударные (роторные и молотковые) дробилки;
• тихоходные барабанные (шаровые, стержневые, галечные, самоизмельчения), среднеходные роликовые, маятниковые, кольцевые, фрикционно-шаровые (включая бегуны), молотковые, (шахтные), пальцевые (дезинтеграторы, дисмембраторы), вертикальные, шахтные (ударные), быстроходные вибрационные (с качающимся корпусом) и струйные (аэродинамические, без дробящих тел) мельницы;
• плоские, цилиндрические, многогранные неподвижные, качающиеся, вибрационные и вращающиеся грохоты;
• осадительные и фильтрующие периодические и непрерывные центрифуги, дисковые, барабанные фильтры, в том числе работающие под разрежением (вакуум-фильтры);
• центробежные воздушнопроходные классификаторы и др.

Практически все оборудование приводится в действие электромеханическими приводами, а в некоторых аппаратах (агрегатах) дополнительно используются вентиляторы, компрессоры, насосы с собственным приводом (в воздушнопроходных классификаторах, вакуум-фильтрах, струйных (аэродинамических) мельницах и др.).

Компрессорные и вентиляционные агрегаты задействованы в случаях обеспечения защиты оборудования во взрывоопасных средах помещениями под избыточным давлением и/или помещениями с искусственной вентиляцией согласно ГОСТ 31610.13-2019. Кроме того, на предприятиях химической промышленности:

• насосные агрегаты, установки используются в системах водоснабжения, водоподготовки, рециркуляции, очистки воды, в локальных очистных сооружениях (ЛОС), как при сливе стоков в магистраль канализационной сети, таки и сбросе на/в грунт, водоем (если это разрешено законодательно нормативно-правовыми актами в регионе и России);
• вентиляторы разного типа с приводами используются в системах общей и специальной принудительной вентиляции (см. более детально о приводах воздушных заслонок и частотных преобразователях в системах вентиляции здесь, об основных проблемах систем вентиляции и способах их устранения в этом материале) (ссылки соответственно на 1 и 2);
• компрессоры и компрессорные агрегаты, станции с приводами и дроссельными клапанами (запорно-регулирующей аппаратурой) используются, как для обеспечения функциональности оборудования с пневмоприводом, парокомпрессионных холодильных машин, генерации сжатого воздуха, создания разреженной среды (или среды под давлением), так и в случаях обеспечения защиты оборудования во взрывоопасных средах помещениями под избыточным давлением.

Частотные преобразователи и приводы воздушных заслонок в химической промышленности.

Частотно-регулируемые приводы (variable frequency drives – VFD, как правило исполняемые с ШИМ преобразователем (PWM-type variable voltage variable frequency - VVVF) со скалярным (U/f), векторным (с датчиками и без), пространственно-векторным (потоком при прямом управлении моментом), полеориентированным (с датчиками и без) алгоритмом управления имеют ряд безусловных преимуществ перед устройствами плавного пуска (см. более детально в этом материале) (ссылка на 6), а в случаях транспортировки среды (воздуха, газа, жидкости) и с традиционным регулированием потока дросселированием клапанами или заслонками.

Учитывая многогранность процессов и различие способов переработки, включая химические, механические, физические, химико-физические оборудование (и системы обеспечения процесса) на предприятиях отрасли очень специфичны, а потому проектирование (или покупка) частотного преобразователя или привода заслонки (клапана) для дросселирования должно выполняться под «конкретный» тип, характер и режим нагрузки (см. более детально в этом материале).

Кроме того, предельно важно понимать, что частотный преобразователь – и чувствительное электронное оборудование, и источник эмиссии гармоник, что помимо определенного негативного влияния на сам привод (см. более детально здесь) (ссылка на 7), может создать проблемы для работы другого оборудования в силовой сети (более подробно о таких проблемах здесь, о способах их превентивного устранения – в этом материале) (ссылки на 8 и 9 соответственно).

Поэтому выбор комплектного преобразователя для привода с регулируемой скоростью должен основываться на квалифицированном и тщательном анализе целого пакета факторов (см. этот материал) (ссылка на 3) и эту задачу лучше делегировать профильным специалистам компании-производителя.