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空压机变频节能改造方案

信息来源:gkong.biz  时间:2008-10-20  浏览次数:94

  一、空压机工作大原理工况简述
  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。空压机的进气品和出气口分别位于壳体的两端,阴转子的槽,阴转子的槽也阳转子齿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于后全压运行体。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.主电机虽然星一角减压起动,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步,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一;
  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:
  第一、先根据工艺要求、电机参数、负载特性预调变频器参数。
  第二、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:些时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,压力变器显示是否正常,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.节约能源
  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持状。
  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OHZ起动压缩机,它的起动加速时间可以调整,从而减少超导劝时对压缩机的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.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,电机运转速度明显减慢,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) 合价(元)
  1 变频系统柜 2200*1200*600GGD 长沙 台套 1
  总计
  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。

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