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空压机变频恒压改造
发布时间:2018.11.28 14:07  浏览次数:  作者:admin

一(yi)、空气压(ya)缩机系统应用行业

在工农业生产中,经常需要一定压力的压缩空气。如电子、塑胶、五金、化工、木材、纺织、制药、造纸以及大量需要气动的系统,因此这些行业都安装了空气压缩机.功率范围从7.5KW到280KW。此设备在运行中消耗大量的电能,使生产成本上升,且噪声巨大,经常需要设备维护因此,压缩机节电改造势在必行。

二、螺秆式空(kong)气压缩(suo)机系(xi)统工作原理

螺(luo)杆式单级压(ya)缩(suo)空(kong)压(ya)机,其工(gong)作(zuo)原理是(shi)由一对相互平行啮合(he)的阴(yin)阳转(zhuan)子(zi)(zi)(或称螺(luo)杆)在气(qi)缸内转(zhuan)动(dong),使(shi)转(zhuan)子(zi)(zi)齿槽(cao)之间的空(kong)气(qi)不断地(di)产生周期性的容积变化,空(kong)气(qi)则(ze)沿着转(zhuan)子(zi)(zi)轴线由吸(xi)(xi)八侧输送至压(ya)出侧,实现螺(luo)杆式空(kong)压(ya)机的吸(xi)(xi)气(qi)、压(ya)缩(suo)和排气(qi)的全过程.空(kong)压(ya)机的进气(qi)口和出气(qi)口分别(bie)位(wei)于壳体的两端,阴(yin)转(zhuan)子(zi)(zi)与阳转(zhuan)子(zi)(zi)被主(zhu)电机驱动(dong)而旋(xuan)转(zhuan)。

一般(ban)空压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji)(ji)的(de)启动(dong)方(fang)式(shi)采用星三角降压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)起动(dong)后全压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)运行(xing),等降压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)启动(dong)后空压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)机(ji)(ji)开(kai)(kai)始加(jia)载(zai)运行(xing),系(xi)统(tong)压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)从(cong)0公斤(jin)开(kai)(kai)始上升。如果系(xi)统(tong)压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)上升到卸载(zai)压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(一般(ban)为8公斤(jin)),控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)使进气阀(fa)关(guan)闭,油气分离器(qi)放气,压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缩机(ji)(ji)空载(zai)运行(xing);直(zhi)到系(xi)统(tong)压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)低于加(jia)载(zai)压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(一般(ban)为6公斤(jin))下,控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)使进气阀(fa)打(da)开(kai)(kai),油气分离器(qi)放气阀(fa)关(guan)闭,压(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缩机(ji)(ji)加(jia)载(zai)循环(huan)运行(xing)。如下图所示:

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三、传统空气压(ya)缩机运(yun)行不合理的分析(xi)

1、电能浪费严重

a.加载时的电能消(xiao)耗

在(zai)(zai)(zai)压(ya)(ya)力达到(dao)所需工作压(ya)(ya)力后,传统控制方式决定(ding)其(qi)压(ya)(ya)力会(hui)继续上升10%左右,直到(dao)卸(xie)载(zai)压(ya)(ya)力(一(yi)(yi)般为8公斤)。在(zai)(zai)(zai)加压(ya)(ya)过(guo)程(cheng)中,一(yi)(yi)定(ding)会(hui)产生更(geng)多的(de)热(re)量和噪音,从而(er)导致(zhi)电能损失。另一(yi)(yi)方面(mian),高压(ya)(ya)气体(ti)在(zai)(zai)(zai)进入气动元件(jian)前,其(qi)压(ya)(ya)力需要(yao)经过(guo)减压(ya)(ya)阀(fa)减压(ya)(ya),这一(yi)(yi)过(guo)程(cheng)同(tong)样(yang)耗能。

b.卸(xie)载(zai)时电能的消耗

当达到卸载(zai)(zai)压(ya)力时,空(kong)(kong)压(ya)机自动打开卸载(zai)(zai)阀,使(shi)电机空(kong)(kong)转,造成严重(zhong)的(de)(de)(de)能量(liang)浪费。空(kong)(kong)压(ya)机卸载(zai)(zai)时的(de)(de)(de)功(gong)耗约占满载(zai)(zai)时的(de)(de)(de)30%~50%,可见传统(tong)空(kong)(kong)压(ya)机有(you)明显的(de)(de)(de)节能空(kong)(kong)间。

2、工频(pin)启动(dong)冲击电流大

主电(dian)机(ji)虽然采用星三(san)角(jiao)降压起动,但起动电(dian)流(liu)仍然很大,对电(dian)网冲击(ji)大,易造成电(dian)网不稳以(yi)及威胁其它用电(dian)设(she)备的(de)运行(xing)安全。对于自发电(dian)工(gong)厂,数倍的(de)额定(ding)电(dian)流(liu)冲击(ji),可能(neng)导致(zhi)其他设(she)备异常。

3、压力不稳,自(zi)动化程度底

传统空压机自动化程度低,输(shu)出压力的调(diao)节(jie)是靠(kao)对加卸载阀、调(diao)节(jie)阀的控制来实现的,调(diao)节(jie)速(su)度慢(man),波(bo)动大,精度低,输(shu)出压力不稳定。 

4、设备维护量大

空压机工频(pin)启(qi)动电(dian)流(liu)大,高达(da)5-8倍(bei)额(e)定电(dian)流(liu),工作(zuo)方式决定了加卸载(zai)阀必然反复(fu)动作(zuo),部件易老化(hua),工频(pin)高速运(yun)行,轴(zhou)承磨(mo)损大,设备维护量大。

5、噪音大

持(chi)续工频高速运行,超过所需工作压(ya)力(li)的额外(wai)压(ya)力(li),反复加载、卸载,都直(zhi)接导致工频运行噪音大。

四、空(kong)气压缩机(ji)节电(dian)改(gai)造方(fang)案

a.采用(yong)空压(ya)机(ji)(ji)专用(yong)变(bian)频器,内置PID控(kong)制(zhi)(zhi)器,集成了空压(ya)机(ji)(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)逻辑,配合LCD显示器,实现完美(mei)的变(bian)频空压(ya)机(ji)(ji)控(kong)制(zhi)(zhi),可实现多计算机(ji)(ji)联网监控(kong)等高(gao)级功能(neng)具(ju)有(you)维护简单,能(neng)实现变(bian)频、工频自动切换,在空压(ya)机(ji)(ji)单一故障(zhang)时,仍可为用(yong)户提供不间断的供气能(neng)力(li)。

b.采用(yong)一个(ge)独立的(de)(de)变频(pin)(pin)控制柜,内置变频(pin)(pin)改(gai)(gai)(gai)造(zao)的(de)(de)多(duo)数部件(jian),包(bao)括变频(pin)(pin)器、操作(zuo)面板、交流接触器、控制按钮等等。空(kong)(kong)压(ya)机(ji)改(gai)(gai)(gai)造(zao)时,只需要(yao)(yao)将用(yong)户原来(lai)的(de)(de)空(kong)(kong)压(ya)机(ji)系统的(de)(de)主(zhu)电(dian)路(lu)和控制电(dian)路(lu)信(xin)号,接到对(dui)应的(de)(de)控制接线(xian)端子上,并(bing)接0-10V远程压(ya)力表或4-20mA压(ya)力传感(gan)器,即可完成对(dui)空(kong)(kong)压(ya)机(ji)的(de)(de)变频(pin)(pin)改(gai)(gai)(gai)造(zao)工程。该过程不需要(yao)(yao)对(dui)原空(kong)(kong)压(ya)机(ji)内部构造(zao)太(tai)多(duo)改(gai)(gai)(gai)动甚至不改(gai)(gai)(gai)动,具有改(gai)(gai)(gai)造(zao)简单、实(shi)施方便、不改(gai)(gai)(gai)变用(yong)户习惯,保留原有界面的(de)(de)优(you)点,同时也便于(yu)日后的(de)(de)保养(yang)和维(wei)修。

c.进行变(bian)频恒压(ya)节电(dian)改造后,可获(huo)得(de)三方面(mian)的节电(dian)空间(jian)

1、由于气(qi)动(dong)设备(bei)在5 Kw的气(qi)动(dong)力就(jiu)能(neng)工作,我们(men)可以(yi)在储(chu)气(qi)罐上设定气(qi)动(dong)压(ya)力6.5-7公斤左右就(jiu)可以(yi)完全满足使用也避免了(le)因主机向(xiang)系统供(gong)高压(ya)力气(qi)体(ti)(7-8公斤)出现的大负(fu)载损耗(hao)浪(lang)费(fei).

2、进行恒压改造后,储气罐上的(de)(de)压力稳定,当(dang)用气量减小时,通(tong)过降(jiang)低变(bian)频(pin)驱(qu)动(dong)器(qi)的(de)(de)转(zhuan)速,减小供气量,当(dang)用气量越(yue)小,变(bian)频(pin)驱(qu)动(dong)器(qi)降(jiang)低的(de)(de)转(zhuan)速越(yue)小,节电效果越(yue)大。

3、当空压机系统没有改(gai)造前(qian)供(gong)(gong)气(qi)(qi)压力(li)在(zai)(zai)6-8公斤(jin) 斤(jin)范围内,会(hui)跟据用气(qi)(qi)量的(de)大(da)小(xiao),稳(wen)定(ding)在(zai)(zai)某(mou)一压力(li)值上,不卸(xie)载(zai),处于(yu)一直加载(zai)的(de)情(qing)况下运(yun)行(xing).由于(yu)设(she)计时,供(gong)(gong)气(qi)(qi)量通(tong)常(chang)大(da)于(yu)需气(qi)(qi)量,所(suo)以通(tong)常(chang)会(hui)稳(wen)定(ding)7-7.9公 斤(jin)的(de)压力(li)值上通(tong)常(chang)所(suo)说(shuo)的(de)满载(zai)运(yun)行(xing)。如果进行(xing)恒压节电改(gai)造后,可(ke)根据气(qi)(qi)动(dong)设(she)备(bei)设(she)定(ding)一个(ge)最(zui)小(xiao)压力(li)稳(wen)定(ding)值在(zai)(zai)保(bao)证气(qi)(qi)动(dong)设(she)备(bei)使用的(de)情(qing)况下,避免了主机向系统长期向储气(qi)(qi)罐供(gong)(gong)高压力(li)气(qi)(qi)体出现的(de)损耗浪费(fei)。

空压机改(gai)用(yong)变频节(jie)电器后的优点

1、运(yun)行成本降低

传统压缩机(ji)的运(yun)行成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)由(you)三项组成(cheng)(cheng)(cheng):采购(gou)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)、维(wei)护成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)和能(neng)源(yuan)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)。其中能(neng)源(yuan)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)大约占(zhan)压缩机(ji)运(yun)行成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)的77%,通过能(neng)源(yuan)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)降低44.3%,再加(jia)上变频(pin)起动后对设备的冲击减少(shao),维(wei)护和维(wei)修量也跟随降低,所(suo)以综合成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)将大大降低。

2、提高压力(li)控制精(jing)度

变(bian)频(pin)控(kong)制(zhi)系(xi)统具体精确的(de)压(ya)力(li)控(kong)制(zhi)能(neng)力(li)。使压(ya)缩机的(de)空气压(ya)力(li)输出与用(yong)户空气系(xi)统所需的(de)气量相匹配。变(bian)频(pin)控(kong)制(zhi)压(ya)缩机的(de)输出气量随电机转(zhuan)速的(de)改变(bian)而改变(bian)一由(you)于变(bian)频(pin)控(kong)制(zhi)电机速度的(de)精度提高(gao),所以(yi)(yi)它(ta)可以(yi)(yi)使管网的(de)系(xi)统压(ya)力(li)变(bian)化保持在0.2bar范围内,有效(xiao)地提高(gao)了工况的(de)质(zhi)量。

3、延长压缩机(ji)的(de)使用寿命

变(bian)频器从OHz起(qi)动(dong)(dong)压(ya)缩机(ji),它的(de)(de)起(qi)动(dong)(dong)加速时间(jian)可(ke)以调整,从而(er)减少(shao)起(qi)动(dong)(dong)时对(dui)压(ya)缩机(ji)的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)器部(bu)(bu)件(jian)(jian)和机(ji)械(xie)部(bu)(bu)件(jian)(jian)所造成(cheng)的(de)(de)冲击,增强系统的(de)(de)可(ke)靠性(xing),使(shi)压(ya)缩机(ji)的(de)(de)使(shi)用寿命延长.此外,变(bian)频控制能够(gou)减少(shao)机(ji)组(zu)起(qi)动(dong)(dong)时电(dian)(dian)(dian)(dian)流波动(dong)(dong),这一波动(dong)(dong)电(dian)(dian)(dian)(dian)流会影响电(dian)(dian)(dian)(dian)网和其它设备(bei)的(de)(de)用电(dian)(dian)(dian)(dian),变(bian)频器能够(gou)有效的(de)(de)将起(qi)动(dong)(dong)电(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)峰值减少(shao)到最低程度。

4、降低了空压机的噪音

根据(ju)压缩机(ji)的工(gong)况要求,变频调速(su)改(gai)造后,电机(ji)动转速(su)度明(ming)显(xian)减慢(man),因此有效地降(jiang)了空压机(ji)运行时的噪音.现场测定(ding)表(biao)明(ming),噪音与(yu)原系统比较下降(jiang)约3至7分贝。

、22KW空压机节能器效(xiao)益分析

1、节电的判(pan)定

节电(dian)度数=工(gong)频状态24小(xiao)时用电(dian)量一节能状态下24小(xiao)时之(zhi)电(dian)量之(zhi)差。

节(jie)电(dian)率=(工频(pin)状态(tai)24小(xiao)时(shi)用(yong)电(dian)量(liang)一节(jie)能(neng)状态(tai)下24小(xiao)时(shi)用(yong)电(dian)量(liang))÷工频(pin)状态(tai)24小(xiao)时(shi)用(yong)电(dian)量(liang)节(jie)能(neng)设备投资效益分析

2、空压机电机功率为: A= 22KW

日耗电(dian)(B)按70%的负载率计算为:B=A*0.7*24=22*0.7*24=369.6度

电费以0.8元(yuan)/度计,日需电费(C)为C=B*0.8=369 6*0.8=295.6元(yuan)

改造后按最低(di)节电率20%计算

月节(jie)省电费(fei)(D)为:D=C*20%*30=295.6*20%*30=1774.2元

年节省电费(G)为:G=D*12=1774.2*12=21290.10元

七(qi)、总(zong)结

直观节电效果的结(jie)论

   本系(xi)统(tong)主器件全部采用(yong)进口,系(xi)统(tong)使(shi)用(yong)寿命为8-l0年(按最(zui)低(di)使(shi)用(yong)寿-8年计算),每(mei)年系(xi)统(tong)维护费用(yong)以10%计,这(zhei)项节能技术改造,共为企业带来H=( G-G*10%)*8=( 21290-21290*10%)*8=153288元。


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