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空压机变频节能空压机变频节能
- 2018-12-21-

空压机变频节能空压机变频节能 


  关键字:空压机;变频;节能 


  一、概述 


  我国风机、水泵、空气压缩机总量约4200万台,装机容量约1.1亿千瓦。但这些大功率耗能系统实际运行效率仅为30~40%,其损耗电能占总发电量的 38%以上。这是由于许多风机、水泵、空气压缩机的拖动电机都是处于恒速运转状态,而生产中的风、水流量以及气压要求却处于变工况运行状态;还有许多企业在进行系统设计时,容量选择得比较大,系统匹配不合理,因而造成大量的能源浪费。 


  二、空压机节能改造分析 


  1、空压机工作原理介绍 


  空压机的工作原理是:由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动, 使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化,空气则沿着转子轴线由吸 入侧输送至输出侧,从而实现空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端,阴转子的槽及阳转子齿被主电机驱动而旋转。 


  空压机运行的具体程序为:按下启动按钮,控制系统接通启动器线圈并打开断油阀,空压机在卸载模式下启动,这时进气阀处于关闭位置,而放气阀则打开以排放油 气分离器内的压力。等降压2秒后空压机开始加载运行,系统压力开始上升。如果系统压力上升到压力开关上限值,即起跳压力时,控制器使进气阀关闭,油气分离 器放气,压缩机空载运行。当系统压力下降至压力开关下限值,即回跳压力时,控制器使进气阀打开,油气分离器放气阀关闭,压缩机满载运行。 


  2、原空压机系统工况的问题分析 


  a)主电机虽然以星-角降压起动,但起动时的电流仍然很大,会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。 


  b)主电机时常空载运行,属非经济运行,电能浪费最为严重。 


  c)主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。 


  d)主电机工频起动设备的冲击大,电机轴承的磨损大,所以对设备的维护量大。 


  3、空压机节能改造的必要性 


  鉴于以上对空压机的原理说明以及目前的工况分析,我们认为对空压机的节能降噪改造是必要的,这样不仅能够节约大量的运行费用,降低生产成本,同时还可以降低空压机运行时产生的噪音,减少设备维护费用。 


  三、变频节能改造应用优化分析 


  1、节能改造设计要求 


  根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求,空压机变频改造后系统应满足以下要求: 


  ◆电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定,压力波动范围不能超过±0.02Mpa。 


  ◆系统应具有变频和工频两套控制回路。 


  ◆系统具有开环和闭环两套控制回路。 


  ◆ 一台变频器能控制两台空压机组,可用转换开关切换。 


  ◆ 根据空压机的工控要求,系统应保障电动机具有恒转矩运行特性。 


  ◆为了防止非正弦波干扰空压机控制器,变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。 


  ◆在用电气量小的情况下,变频器处在低频运行时,保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。 


  ◆考虑到系统以后扩展问题,变频器满足将来工控扩展的要求。 


  ◆系统设计了变频和工频两套主回路。 


  ◆使用转换开关可使变频器任意控制两台空压机组中的一台。 


  ◆在该变频器上端加装输入电抗器,有效的抑制了变频器对电网的干扰。 


  ◆该变频器下端加装输出电抗器,保障了低频运行时电机温度噪音不超过允许范围。 


  2、节能改造方案 


  由变频器,压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速,使储气罐内空气压力稳定在设定范围内,进行恒压控制。 


  反馈压力与设定压力进行比较运算,实时控制变频器的输出步,从而调节电机转速,到达节能的目的。 


  3、控制框图 




  四、空压机变频改造的优点 


  1、节约能源 


  变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较,能源节约是最有实际意义的,根据空气量需求来供给的压缩机工控是经济的运行状。节省电费约20%以上,约半年即可回收投入的资金。 


  2、运行成本降低 


  传统压缩机的运行成本由三项组成:初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运行成本的77%。通过能源成本降低44、3%,再加上变频起动后对设备的冲击减少,维护和维修量也跟随降低,所以运行成本将大大降低。 


  3、提高压力控制精度 


  变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于 变频控制电机速度的精度提高,所以它可以使管网的系统压力变化保持在3pisg变化范围也就是0、2bar范围内,有效地提高了工况的质量。 


  4、延长压缩机的使用寿命 


  变频器从0HZ起动压缩机,它的起动加速时间可以调整,从而减少起动时对压缩机的电器部件和机械部件所造成的冲击,增强系统的可靠性,使压缩机的使用寿命 延长。此外,变频控制能够减少机组起动时电流波动,这一波动电流会影响电网和其它设备的用电,变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。 


  5、低了空压机的噪音 


  根据压缩机的工况要求,变频调速改造后,电机运转速度明显减慢,因此有效地降了空压机运行时的噪音。现场测定表明,噪音与原系统比较下降约3至7分贝。 


  五、节能改造效益 


  变频器节能改造效果十分明显,经过我公司实验,空压机在改造前的空载电流在100A左右,而改造后空载电流只有12A左右。其综合节电率在40%以上。例 如:一台75KW空压机,每天工作12小时,按电费0、6元 /度计算,那么在变频改造后每月将节省电费75*12*30*0、6*40%=6480元,每年节约将近80000元RMB。 


  六、售后服务 


  1、服务期限 


  提供一年免费保养、维修服务; 


  一年免费保养期满后,按本合同总工程费的10%作为当年设备维护保养服务费;我公司定期对该设备进行维护、保养;若需要进行维修或更换零部件,不再收取任何费用(最长时间不超过10年)。也可根据维护、保养实际发生金额作有偿服务。 


  2、服务响应 


  系统故障时,接到通知后4小时响应,派人到现场维护。 


  3、技术支持 


  建立并保存完整的系统文档,我公司在系统调试交接时,将提供完整的完工图纸,软、硬件文档,操作、维护手册,设备清单等,并帮助建立系统的运行、管理和维护文档,以便在发生故障时能及时提供资料,迅速找到并排除故障,将损失减至最小。