空壓機節能改造

一、傳統空壓機的問(wèn)題

1、電能浪費嚴重
傳統的加卸載式空壓機，能量主要浪費在：
1）加載時(shí)的電能消耗
在壓力達到所需工作壓力后，傳統控制方式?jīng)Q定其壓力會(huì )繼續上升10%左右，直到卸載壓力。在加壓過(guò)程中，一定會(huì )產(chǎn)生更多的熱量和噪音，從而導致電能損失。另一方面，高壓氣體在進(jìn)入氣動(dòng)元件前，其壓力需要經(jīng)過(guò)減壓閥減壓，這一過(guò)程同樣耗能。
2）卸載時(shí)電能的消耗
當達到卸載壓力時(shí)，空壓機自動(dòng)打開(kāi)卸載閥，使電機空轉，造成嚴重的能量浪費?？諌簷C卸載時(shí)的功耗約占滿(mǎn)載時(shí)的30%～50%，可見(jiàn)傳統空壓機有明顯的節能空間。

2、工頻啟動(dòng)沖擊電流大
主電機雖然采用Y-△減壓起動(dòng)，但起動(dòng)電流仍然很大，對電網(wǎng)沖擊大，易造成電網(wǎng)不穩以及威脅其它用電設備的運行安全。對于自發(fā)電工廠(chǎng)，數倍的額定電流沖擊，可能導致其他設備異常。

3、壓力不穩，自動(dòng)化程度底
傳統空壓機自動(dòng)化程度低，輸出壓力的調節是靠對加卸載閥、調節閥的控制來(lái)實(shí)現的，調節速度慢，波動(dòng)大，精度低，輸出壓力不穩定。

4、設備維護量大
空壓機工頻啟動(dòng)電流大，高達5~8倍額定電流，工作方式?jīng)Q定了加卸載閥必然反復動(dòng)作，部件易老化，工頻高速運行，軸承磨損大，設備維護量大。

5、噪音大
持續工頻高速運行，超過(guò)所需工作壓力的額外壓力，反復加載、卸載，都直接導致工頻運行噪音大。

二、改造原則
根據空壓機原工況并結合生產(chǎn)工藝的要求，對空壓機進(jìn)行變頻技術(shù)改造后，系統滿(mǎn)足以下要求。
1）空壓機經(jīng)過(guò)改造后，系統通過(guò)轉換開(kāi)關(guān)切換，具有變頻和工頻兩套控制回路，采用開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩套控制回路。一拖二起動(dòng)時(shí)，對兩臺電機M1，M2，可以通過(guò)轉換開(kāi)關(guān)選擇變頻/工頻啟動(dòng)。正常運行時(shí)，電機M1 處于變頻調速狀態(tài)，電動(dòng)機M2處于工頻狀態(tài)?，F場(chǎng)壓力變送器檢測管網(wǎng)出口壓力，并與給定值比較，經(jīng)PID 指令運算，得到頻率信號，調節轉速達到所需壓力。停止時(shí)按下停止按鈕，PLC控制所有的接觸器斷開(kāi)，變頻器停止工作。

2）確保變頻出現異常保護時(shí)，不至于影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。為了防止非正弦波干擾空壓機控制器，變頻器輸入端有抑制電磁干擾的有效措施?？刂凭€(xiàn)、信號線(xiàn)采用屏蔽線(xiàn)纜，布線(xiàn)時(shí)和動(dòng)力電纜分開(kāi)，防止引入干擾。

3）電機變頻運行狀態(tài)時(shí)保持儲氣罐出口壓力穩定，壓力波動(dòng)范圍不能超過(guò)依0.02 MPa。

4）空壓機不允許長(cháng)時(shí)間在低頻下運行，空壓機轉速過(guò)低，一方面使空壓機穩定性變差，另一方面也使缸體潤滑度變差，會(huì )加快磨損，所以工作下限不低于30 Hz。

5）設置高壓保護、高溫保護、等設置報警及故障自診斷。
（1）高壓保護當系統壓力超過(guò)設定值時(shí)，自動(dòng)切斷主機電源，使壓縮機緊急停機。
（2）高溫保護當壓縮機排氣溫度超過(guò)調定值時(shí)，由接在主機排氣孔口處的溫度傳感探頭控制溫度電觸 點(diǎn)動(dòng)作，自動(dòng)切斷電動(dòng)機電源，使壓縮機緊急停機。
（3）電氣保護系統采用軟啟動(dòng)方式，具有相序保護（防止壓縮機反轉）、缺相保護、電機熱過(guò)載保護等功能。

三、空壓機變頻改造后的優(yōu)點(diǎn)
1、節能改造：總體節能達20%以上
1）加載時(shí)的節能：空壓機進(jìn)行變頻改造后，壓力始終保持在所需的設定工作壓力，比改造前可降低10%的壓力，根據功耗公式可知改造后此項可節能10%；
2）卸載時(shí)的節能，電機卸載運行時(shí)消耗的能量是加卸時(shí)的40%左右，按平均四分之一左右的卸載時(shí)間算，此項可節能10%左右。

2、啟動(dòng)電流小，對電網(wǎng)無(wú)沖擊
變頻器可使電機起動(dòng)、加載時(shí)的電流平緩上升，沒(méi)有任何沖擊；可使電機實(shí)現軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長(cháng)設備的使用壽命。

3、輸出壓力穩定
采用變頻控制系統后，可以實(shí)時(shí)監測供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

4、設備維護量小
空壓機變頻啟動(dòng)電流小，小于2倍額定電流，加卸載閥無(wú)須反復動(dòng)作，變頻空壓機根據用氣量自動(dòng)調節電機轉速，運行頻率低，轉速慢，軸承磨損小，設備使用壽命延長(cháng)，維護工作量變小。

5、噪音低
變頻根據用氣需要提供能量，沒(méi)有太多的能量損耗，電機運轉頻率低，機械轉動(dòng)噪音因此變小，由于變頻以調節電機轉速的方式，不用反復加載、卸載，頻繁加卸載的噪音也沒(méi)有了，持續加壓，氣壓不穩產(chǎn)生的噪音也消失了。 總之，采用變頻恒壓控制系統后，不但可節約一筆數目可觀(guān)的電力費用，延長(cháng)壓縮機的使用壽命，還可實(shí)現恒壓供氣的目的，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

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