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空压机——变频节能改造方案
* 方案简介:
* 详细内容:

 

  一、空压机工作原理及工况简述


  空压机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

性的空积变化,空气则沿着转子轴线由吸入侧输送到输出侧,实现螺杆式空压机的吸气、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,阴阴转子经由齿轮传动被主电机驱动而旋转。


  原空压机的主电机功率为45KW,共三台。运行方式为星一角减压起动后全压运行方式。具体操作程序为: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。若一台气压不够启动第二台,再不够启动

第三台。如果系统压力上升到压力开关上限值,即起跳压力,控制器使气阀关闭,油气分离放气,压缩机空载运行,直到

系统压力跌到压力开关下限值后,即回跳压力下,控制器使进气阀打开,油气分离器放气阀关闭,压缩机打开,油气分离

器放气阀关闭压关闭,压缩机满载运行。


二、原系统工况存在的问题


  1.主电机虽然星三角减压起动,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。


  2.主电机时常空载运行,属非经济运行,电能浪费严重。


  3.主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。


  4.主电机工频起动对设备的冲击大,电机轴承的磨损大,所以设备维护工作时对机械部分维护工作量大。


三、变频改造方案


(一)、改造方案原理


  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频率,从而调节电机转速,使储气罐内

空气压力稳定在设定压力上。


(二)、变频改造方案设计原则


  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有如下功能:

  1.电机变频运行状态保持储气罐出口稳定,压力波动范围不能超过±0.02Mpa;

  2.系统应具有变频和工频两套控制回路;

  3.系统具有开环和闭环两套控制回路;

  4.一台变频器能控制三台空压机组;

  5.根据空压机的工况要求,系统应保障电动机具有恒转矩运行特性;

  6.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;

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

  8.考虑到系统以后扩展问题,变频器选55KW以满足将来工况扩展的要求;


(三)、系统调试


  调试工作分成两部分:


  一、先根据工艺要求、电机参数、负载特性预调变频器参数。


  二、系统联动调试。


  在完成变频器设定参数调数及空载运行后,进行系统联动调试 。调试的主要步骤:


  1.将变频器接入系统。


  2.进行工频旁路的运行。


  3.进行变频回路的运行,其中包括开环与闭环控制两部分调试:


  开环:主要观察变频器频率上升的情况,设备的运持声音是否正常,空压机的压力上升是否稳定,压力显示是否正常,设备停机是

否正常等。如一切正常,则可进行闭环的调试。


  闭环:主要依据变频器频率上升与下降的速度和空压机压力的升降相匹配,不要产生压力振荡,还要注意观察机械共振

点,将共振点附近的频率跳过去。


四、空压机变频改造的效益


1.节能


  变频器控制压缩机与传统制的压缩机比较,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况是经济的

运行状态。


  2.运行成本的降低


  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成本的70%。通

过能源成本降低30%以上,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。由于变频控制机电速度的精度提高,所以它可以使管网的系统压力变化保持在要求

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,从而减少启动时对压缩机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.降低了空压机的噪音


  根据压缩机的工况要求,变频调整改造后,电机运转速度明显降低,因此有效地降了空压机运行时的噪音,据以往现场

经验测定表明,噪音与原系统比较下降约3至7分贝。


五、设备投资


  序号   设备名称   规格型号    产地 单位 数量 单价(元)   总价(元)
 

  1  变频控制柜   2200*1200*600GGD   兆富   台套   1  

   特别说明:

  1.该控制柜内有一台伟创AC60-T3-55KW变频器;

  2.该控制系统为空压机的核心控制系统,其采用伟创AC60系列变频器一拖三控制大大节约一次投资成本,投资实惠、收

效大。该系统在各类调速系统中使用时,是其节能效果可达20-50%,在未受到其他因素的影响下一般可取上限。


六、投资回收期


  1.空压机节省电费


  45KW的风机以运行频率40Hz为例,其工作转速的80%,电机消耗的轴功率为:

  Pz=0.83Pn=0.512Pn

  每年按12月计,每月按30天计,每天按24小时计,考虑各种损耗后以节电30%计算:


W=45×12×30×24×30%=116640千瓦时以每千瓦时0.5元电价计算,每年可省电费


116640×0.5=58320元


2.节约维修费用若干;


3.投资回报周期=12(月)*41500/58320=12÷152%=8.5(月)


  变频器的使用寿命可达10年以上,仅算电机节电部分,8个月左右可收回全部投资,一次投入,长期受益。变频调速技

术是一项新的技术,在电机拖动方面有非常好的节能效果,采用变频调速技术,可以大力推动企业的技术进步,全方位地

提高企业的综合效益。



参考方案:http://www.ynpax.cn/cn/solutions/view.asp?id=32

 

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