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一、空壓機(jī)工作大原理工況簡述
工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉(zhuǎn)子（或稱螺桿）在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動。使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的空積變化，空氣則沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送出側(cè)，實(shí)現(xiàn)螺桿式空壓機(jī)的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機(jī)的進(jìn)氣品和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽，陰轉(zhuǎn)子的槽也陽轉(zhuǎn)子齒被主電機(jī)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。
原空壓機(jī)的主電機(jī)功率為45KW，共三臺。運(yùn)行方式為星一角減壓起動于后全壓運(yùn)行體。具體操作程序?yàn)椋喊聪聠影粹o，控制系統(tǒng)接通啟動器線圈并打開斷油閥，空壓機(jī)在卸載模式下啟動，這時進(jìn)氣閥處于關(guān)閉位置，而放氣閥打開以排放油氣分離器內(nèi)的壓力。等降壓2秒后空壓機(jī)開始加載運(yùn)行，系統(tǒng)壓力開始上升。若一臺氣壓不夠啟動第二臺，再不夠啟動第三臺。如果系統(tǒng)壓力上升到壓力開關(guān)上限值，即起跳壓力，控制器使氣閥關(guān)閉，油氣分離放氣，壓縮機(jī)空載運(yùn)行，直到系統(tǒng)壓力跌到壓力開關(guān)下限值后，即回跳壓力下，控制器使進(jìn)氣閥打開，油氣分離器放氣閥關(guān)閉，壓縮機(jī)打開，油氣分離器放氣閥關(guān)閉壓關(guān)閉，壓縮機(jī)滿載運(yùn)行。
二、原系統(tǒng)工況存在的問題
1.主電機(jī)雖然星一角減壓起動，但起動時的電流仍然很大，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設(shè)備的運(yùn)行安全。
2.主電機(jī)時常空載運(yùn)行，屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。
3.主電機(jī)工頻運(yùn)行致使空壓機(jī)運(yùn)行時噪音很大。
4.主電機(jī)工頻起動設(shè)備的沖擊大，電機(jī)軸承的磨損大，所以設(shè)備維護(hù)工作時對機(jī)械量大。
三、變頻改造方案
（一）、改造方案原理
由變頻器，壓力變送器、電機(jī)、螺旋轉(zhuǎn)子組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，進(jìn)行恒壓控制。反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較運(yùn)算，實(shí)時控制變頻器的輸出步，從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力上。
（二）、變頻改造方案設(shè)計(jì)原則
根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)有如下功能：
1.電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲氣罐出口穩(wěn)定，壓力波動范圍不能超過±0.02Mpa；
2.系統(tǒng)應(yīng)具有變頻和工頻兩套控制回路；
3.系統(tǒng)具有開環(huán)和閉環(huán)兩套控制回路；
4.一臺變頻器能控制三臺空壓機(jī)組；
5.根據(jù)空壓機(jī)的工況要求，系統(tǒng)應(yīng)保障電動機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性一；
6.為了防止非正弦波干擾空壓機(jī)控制器，變頻器輸入端應(yīng)有抑制電磁干擾的有效措施；
7.在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運(yùn)行時，應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過允許的范圍；
8.考慮到系統(tǒng)以后擴(kuò)展問題，變頻器選55KW以滿足將來工況擴(kuò)展的要求；
（三）、系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試工作分成兩部分：
第一、先根據(jù)工藝要求、電機(jī)參數(shù)、負(fù)載特性預(yù)調(diào)變頻器參數(shù)。
第二、系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試。
在完成變頻器設(shè)定參數(shù)調(diào)數(shù)及空載運(yùn)行后，進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試。調(diào)試的主要步驟：
1.將變頻器接入系統(tǒng)。
2.進(jìn)行工頻旁路的運(yùn)行。
3.進(jìn)行變頻回路的運(yùn)行，其中包括開環(huán)與閉環(huán)控制兩部分調(diào)試：
開環(huán)：些時主要觀察變頻器頻率上升的情況，設(shè)備的運(yùn)持聲音是否正常，空壓機(jī)的壓力上升是否穩(wěn)定，壓力變器顯示是否正常，設(shè)備停機(jī)是否正常等。如一切正常，則可進(jìn)行閉環(huán)的調(diào)試。
閉環(huán)：主要依據(jù)變頻器頻率上升與下降的速度和空壓機(jī)壓力的升降相匹配，不要產(chǎn)生壓力振蕩，還要注意觀察機(jī)械共振點(diǎn)，將共振點(diǎn)附近的頻率跳過去。
四、空壓機(jī)變頻改造的效益
1.節(jié)約能源
變頻器控制壓縮機(jī)與傳統(tǒng)制的壓縮機(jī)比較，能源節(jié)約是最有實(shí)際意義的，根據(jù)空氣量需求來供給的壓縮機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)持狀。
2.運(yùn)行成本的降低
傳統(tǒng)壓縮機(jī)的運(yùn)行成本由三項(xiàng)組成：初始采購成本，維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機(jī)成本的70%。通過能源成本降低30%以上，再加上變頻起動后對設(shè)備的沖擊減少，維護(hù)和維修量也跟隨降低，所以運(yùn)行成本將大大降低。
3.提高壓力控制精度
變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。使壓縮機(jī)的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變。由于變頻控制機(jī)電速度的精度提高，所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在要求范圍內(nèi)，有效地提高了工況的質(zhì)量。
4.延長壓縮機(jī)的使用壽命
變頻器從OHZ起動壓縮機(jī)，它的起動加速時間可以調(diào)整，從而減少超導(dǎo)勸時對壓縮機(jī)的電器部件和機(jī)械部件所造成的沖擊，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機(jī)的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機(jī)組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。
5.低了空壓機(jī)的噪音
根據(jù)壓縮機(jī)的工況要求，變頻調(diào)整改造后，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機(jī)運(yùn)行時的噪音，據(jù)以往現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)測定表明，噪音與原系統(tǒng)比較下降約3至7分貝。
五、設(shè)備投資
序號設(shè)備名稱規(guī)格型號產(chǎn)地單位數(shù)量單價(jià)（元）合價(jià)（元）
1 變頻系統(tǒng)柜 2200*1200*600GGD 長沙臺套 1
總計(jì)
特別說明：
1.該控制柜內(nèi)有一臺偉創(chuàng)AC60-T3-55KW變頻器；
2.該控制系統(tǒng)為空壓機(jī)的核心控制系統(tǒng)，其采用偉創(chuàng)AC60系列變頻器一拖三控制大大節(jié)約一次投資成本，投資實(shí)惠、收效大。該系統(tǒng)在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時，是其節(jié)能效果可達(dá)20-50%，在未受到其他因素的影響下一般可取上限。
六、投資回收期
1.空壓機(jī)節(jié)省電費(fèi)
45KW的風(fēng)機(jī)以運(yùn)行頻率40Hz為例，其工作轉(zhuǎn)速的80%，電機(jī)消耗的軸功率為Pz=0.83Pn=0.512Pn每年按12月計(jì)，每月按30天計(jì)，每天按24小時計(jì)，考慮各種損耗后以節(jié)電30%計(jì)算：
W=45×12×30×24×30%=116640千瓦時
以每千瓦時0.5元電價(jià)計(jì)算，每年可省電費(fèi)
116640×0.5=58320元
2.節(jié)約維修費(fèi)用若干；
3.投資回報(bào)周期=12（月）*41500/58320=12÷152%=8.5（月）
變頻器的使用壽命可達(dá)10年以上，僅算電機(jī)節(jié)電部分，8個月左右可收回全部投資，一次投入，長期受益。變頻調(diào)速技術(shù)是一項(xiàng)新的技術(shù)，在電機(jī)拖動方面有非常好的節(jié)能效果，采用變頻調(diào)速技術(shù)，可以大力推動企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，全方位地提高企業(yè)的綜合效益。
七、偉創(chuàng)變頻器在空壓機(jī)上的應(yīng)用實(shí)例
用戶單位使用功率范圍項(xiàng)目名稱
長沙福萊格藥業(yè) AC60-T3-90KW、160KW 高壓機(jī)節(jié)能恒壓控制系統(tǒng)
長沙肉聯(lián)廠 AC60-T3-132KW兩臺高壓機(jī)節(jié)能恒壓控制系統(tǒng)
武漢啤酒廠 AC60-T3-132KW、160KW 高壓機(jī)節(jié)能恒壓控制系統(tǒng)
黃麥嶺磷化集團(tuán) AC60-T3-55KW四臺空壓機(jī)節(jié)能恒壓控制系統(tǒng)

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