空壓機變頻節(jié)能改造方案

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一、空壓機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子（或稱螺桿）在氣缸內(nèi)轉動。使轉子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的空積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送出側，實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣品和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉子的槽，陰轉子的槽也陽轉子齒被主電機驅動而旋轉。
原空壓機的主電機功率為45KW，共三臺。運行方式為星一角減壓起動于后全壓運行體。具體操作程序為：按下啟動按鈕，控制系統(tǒng)接通啟動器線圈并打開斷油閥，空壓機在卸載模式下啟動，這時進氣閥處于關閉位置，而放氣閥打開以排放油氣分離器內(nèi)的壓力。等降壓2秒后空壓機開始加載運行，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上限值，即起跳壓力，控制器使氣閥關閉，油氣分離放氣，壓縮機空載運行，直到系統(tǒng)壓力跌到壓力開關下限值后，即回跳壓力下，控制器使進氣閥打開，油氣分離器放氣閥關閉，壓縮機打開，油氣分離器放氣閥關閉壓關閉，壓縮機滿載運行。
$ O2 t9 Z2 M  U9 n& e: b二、原系統(tǒng)工況存在的問題
+ i% ?; N: J( V* T& y1.主電機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)定及其它用電設備的運行安全。
0 C) T% d. C. M$ R  \1 X+ m! ]8 _2.主電機時常空載運行，屬非經(jīng)濟運行，電能浪費嚴重。
3.主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大。
; v$ D' C( w7 S0 f4.主電機工頻起動設備的沖擊大，電機軸承的磨損大，所以設備維護工作時對機械量大。
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、螺旋轉子組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電機轉速，使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設定范圍內(nèi)，進行恒壓控制。反饋壓力與設定壓力進行比較運算，實時控制變頻器的輸出步，從而調(diào)節(jié)電機轉速，使儲氣罐內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定在設定壓力上。
3 x$ z; A' V/ N& k" ^- a  r（二）、變頻改造方案設計原則
/ P) ?6 l$ T9 _" V! i7 s根據(jù)原工況存在的問題并結合生產(chǎn)工藝要求，空壓機變頻改造后系統(tǒng)有如下功能：
1.電機變頻運行狀態(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)應具有變頻和工頻兩套控制回路；
* Q$ w9 }& @8 A& R1 i7 w3.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組；
0 J: J; e* t8 ~' o3 {0 D4 O7 n2 Y, N5.根據(jù)空壓機的工況要求，系統(tǒng)應保障電動機具有恒轉矩運行特性一；
6.為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸入端應有抑制電磁干擾的有效措施；
7.在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運行時，應保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過允許的范圍；
8.考慮到系統(tǒng)以后擴展問題，變頻器選55KW以滿足將來工況擴展的要求；
（三）、系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試工作分成兩部分：
7 M, t/ x6 {9 k8 h/ m* @+ V第一、先根據(jù)工藝要求、電機參數(shù)、負載特性預調(diào)變頻器參數(shù)。
第二、系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試。
在完成變頻器設定參數(shù)調(diào)數(shù)及空載運行后，進行系統(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)。
: v8 H" f* a! C  f# u  }: {" a2.進行工頻旁路的運行。
& @; g4 f; p& h3.進行變頻回路的運行，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，設備的運持聲音是否正常，空壓機的壓力上升是否穩(wěn)定，壓力變器顯示是否正常，設備停機是否正常等。如一切正常，則可進行閉環(huán)的調(diào)試。
3 B) @- w6 I$ J/ y" ^) Q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壓力的升降相匹配，不要產(chǎn)生壓力振蕩，還要注意觀察機械共振點，將共振點附近的頻率跳過去。
四、空壓機變頻改造的效益
1.節(jié)約能源
變頻器控制壓縮機與傳統(tǒng)制的壓縮機比較，能源節(jié)約是最有實際意義的，根據(jù)空氣量需求來供給的壓縮機工況是經(jīng)濟的運持狀。
2.運行成本的降低
傳統(tǒng)壓縮機的運行成本由三項組成：初始采購成本，維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機成本的70%。通過能源成本降低30%以上，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。
* ~' q7 f5 ^( O3.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。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變。由于變頻控制機電速度的精度提高，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量。
6 R& `& o; s: U6 y4.延長壓縮機的使用壽命
變頻器從OHZ起動壓縮機，它的起動加速時間可以調(diào)整，從而減少超導勸時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)的可靠性，使壓縮機的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設備的用電，變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。
! S7 f! p! f, f& C. n5.低了空壓機的噪音
$ i: C. e* ~. j( Z- w2 B6 p* f根據(jù)壓縮機的工況要求，變頻調(diào)整改造后，電機運轉速度明顯減慢，因此有效地降了空壓機運行時的噪音，據(jù)以往現(xiàn)場經(jīng)驗測定表明，噪音與原系統(tǒng)比較下降約3至7分貝。
五、設備投資
" K8 ~: B& m+ z* y) |) K5 b2 ^. l序號 設備名稱 規(guī)格型號 產(chǎn)地 單位 數(shù)量 單價（元） 合價（元）
  m: K' h+ q% a! l& G1 u7 W9 b1 變頻系統(tǒng)柜 2200*1200*600GGD 長沙 臺套 1
* C& M: Z( ]# r總計
特別說明：
9 n5 H% G/ ~0 b1 j1.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
- J" k- ]: x7 I3 {  d! j9 w1.空壓機節(jié)省電費
45KW的風機以運行頻率40Hz為例，其工作轉速的80%，電機消耗的軸功率為Pz=0.83Pn=0.512Pn每年按12月計，每月按30天計，每天按24小時計，考慮各種損耗后以節(jié)電30%計算：
7 k% n3 s3 t; C! f+ YW=45×12×30×24×30%=116640千瓦時
以每千瓦時0.5元電價計算，每年可省電費
116640×0.5=58320元
2.節(jié)約維修費用若干；
3.投資回報周期=12（月）*41500/58320=12÷152%=8.5（月）
變頻器的使用壽命可達10年以上，僅算電機節(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)速技術是一項新的技術，在電機拖動方面有非常好的節(jié)能效果，采用變頻調(diào)速技術，可以大力推動企業(yè)的技術進步，全方位地提高企業(yè)的綜合效益。
6 d# F. K/ [2 P2 P1 `) N+ `七、偉創(chuàng)變頻器在空壓機上的應用實例
) y1 q) v* }' X% H1 l. Y用戶單位 使用功率范圍 項目名稱
長沙福萊格藥業(yè) AC60-T3-90KW、160KW 高壓機節(jié)能恒壓控制系統(tǒng)
長沙肉聯(lián)廠 AC60-T3-132KW兩臺 高壓機節(jié)能恒壓控制系統(tǒng)
武漢啤酒廠 AC60-T3-132KW、160KW 高壓機節(jié)能恒壓控制系統(tǒng)
# q$ D" g# Y6 z2 c/ B. K( G! r黃麥嶺磷化集團 AC60-T3-55KW四臺 空壓機節(jié)能恒壓控制系統(tǒng)

06張偉

了解一下
: c  h; S6 A& R, b: W謝謝樓主

qjs0906

長知識了，謝謝樓主