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        上海國廈壓縮機有限公司

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        淺談:永磁變頻空壓機與空壓機節能改造
        發(fā)布時(shí)間:2021-11-11 14:09???
        變頻式空壓機是用壓力感測器即時(shí)感應系統中實(shí)際氣壓和用氣量。通過(guò)電器控制和變頻控制的精確配合,在不改變空壓機馬達轉矩(即拖動(dòng)負載的能力)的前提下來(lái)即時(shí)控制馬達轉速(即輸出功率),經(jīng)由改變壓縮機轉速,來(lái)響應系統壓力的變化,并保持穩定的系統壓力(設定值),以實(shí)現高品質(zhì)壓空氣的按需輸出。當系統消耗風(fēng)量降低時(shí),此時(shí)壓縮機提供的壓縮空氣大于系統消耗量,變頻式壓縮機會(huì )降低轉速,同時(shí)減少輸出壓縮空氣風(fēng)量;反之則提高馬達運轉速增加壓縮空氣風(fēng)量,以保持穩定的系統壓力值。它和風(fēng)機電機水泵節電一樣,根據負載變化,控制輸入的電壓頻率,跟變頻器原理相同。
         
        永磁變頻空壓機
         
        1、永磁變頻空壓機的壓力設定可以是一點(diǎn),即可以將滿(mǎn)足生產(chǎn)設備要求的最低壓力作為設定壓力,永磁變頻空壓機將根據管網(wǎng)壓力上下波動(dòng)的趨勢,調節空壓機轉速的快慢,甚至消除了空壓機的卸載運行,節約了電能。
         
        2、由于永磁變頻空壓機使得管網(wǎng)上下壓力穩定,可以降低甚至消除壓力的波動(dòng),從而使系統中所有運行的空壓機都在一個(gè)滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的較低的壓力下運行,減少了壓力向上波動(dòng)造成的功率損失。
         
        3、由于空壓機不能排除在滿(mǎn)負載狀態(tài)下長(cháng)時(shí)間運行的可能性,所以,只能按最大需求來(lái)決定電動(dòng)機的容量,故設計容量一般偏大。在實(shí)際運行中,輕載運行的時(shí)間所占的比例是非常高的。故采用變頻調速,可大大提高運行時(shí)的工作效率。因此,節能潛力很大。
         
        4、有些調節方式(如調節閥門(mén)開(kāi)度和改變葉片的角度等),即使在需求量較小的情況下,也不能減小電動(dòng)機的運行功率。采用了變頻調速后,當需求量較小的情況下,可降低電動(dòng)機的轉速,減小電動(dòng)機的運行功率,從而進(jìn)一步實(shí)現節能。
         
        5、單電動(dòng)機拖動(dòng)系統大多不能根據負載的輕重連續地調節。而采用了變頻調速后,則可以十分方便地進(jìn)行連續調節,能保持壓力、流量、溫度等參數的溫度,從而大大提高空壓機的工作性能。
         
        空壓機節能
         
        一般廠(chǎng)家在設計空壓機的裝機容量時(shí),都是按照廠(chǎng)里的最大生產(chǎn)工況來(lái)考慮的,而普通情況下,由于各種原因,只能用到產(chǎn)能的60%-80%。這個(gè)因素是節能空壓機之一;
         
        空壓機的加卸載是空壓機運行工況的一個(gè)重要性能,加載時(shí)間和卸載時(shí)間是空壓機運行的重要參數,加載過(guò)程是負載需求較大情況,此時(shí)監測電機運行數據并記錄,卸載過(guò)程是負載需求較小的情況,此時(shí)監測電機運行數據并記錄。從數據比較可以看出,加卸載有著(zhù)不同的電能量消耗,而加卸載是由于出口供氣壓力波動(dòng)產(chǎn)生的,調節電機轉速取消加卸載過(guò)程,達到恒壓供氣的目的,如果一臺空壓機的加載率達到或者超過(guò)了80%,那么它的節能空間是很小的,沒(méi)有改進(jìn)的必要,這個(gè)因素也是節能改造空間之一。
         
        空壓機的加卸載是空壓機運行工況的一個(gè)重要性能,加載時(shí)間和卸載時(shí)間是空壓機運行的重要參數,加載過(guò)程是負載需求較大情況,此時(shí)監測電機運行數據并記錄,卸載過(guò)程是負載需求較小的情況,此時(shí)監測電機運行數據并記錄。從數據比較可以看出,加卸載有著(zhù)不同的電能量消耗,而加卸載是由于出口供氣壓力波動(dòng)產(chǎn)生的,調節電機轉速取消加卸載過(guò)程,達到恒壓供氣的目的,如果一臺空壓機的加載率達到或者超過(guò)了80%,那么它的節能空間是很小的,沒(méi)有改進(jìn)的必要,這個(gè)因素也是節能改造空間之一。
         
        空壓機變頻改造
         
        一 變頻節能技術(shù)改造的關(guān)鍵點(diǎn)
         
        Ø 變頻器的性能正弦變頻器經(jīng)過(guò)長(cháng)達數年的變頻技術(shù)研究和變頻結構技術(shù)開(kāi)發(fā),在變頻矢量技術(shù)方面已經(jīng)取得成功并在多個(gè)領(lǐng)域得到良好的應用效果,如今的正弦變頻器已擁有四個(gè)系列多種領(lǐng)域專(zhuān)用產(chǎn)品,由于空壓機是恒轉矩負載特性,所以我們選用性能和性?xún)r(jià)比都很優(yōu)良的G系列產(chǎn)品。
         
        Ø 整體設計的控制變頻技術(shù)改造整體控制要考慮到設備運用的安全,保留原來(lái)的工頻電氣回路,實(shí)現工變頻無(wú)憂(yōu)切換。同時(shí)在保護回路上考慮各種工況下的可靠性。
         
        Ø 設備油路系統和冷卻循環(huán)系統設備油路系統和冷卻循環(huán)系統的改進(jìn)是空壓機變頻改造成功的要點(diǎn),根據不同的設備狀況和ATLAS COPCO系列油路系統情況做必要的硬件改進(jìn),保證在低速運行狀態(tài)設備的運行長(cháng)期穩定。
         
        變頻節能改造應用優(yōu)化分析節能改造設計要求根據原工況存在的問(wèn)題并結合生產(chǎn)工藝要求。
         
        二 空壓機變頻改造后系統應滿(mǎn)足以下要求:
         
        1.電機變頻運行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩定,壓力波動(dòng)范圍不能超過(guò)±0.2bar。
         
        2.系統應具有變頻和工頻兩套控制回路。
         
        3.根據空壓機的工控要求,系統應保障電動(dòng)機具有恒轉矩運行特性。
         
        4.為了防止非正弦波干擾空壓機控制器,變頻器輸出端應有抑制電磁干擾的有效措施。
         
        5.在用電氣量小的情況下,變頻器處在低頻運行時(shí),保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過(guò)允許的范圍。
         
        6.考慮到系統以后擴展問(wèn)題,變頻器滿(mǎn)足將來(lái)工控擴展的要求。
         
        7.在該變頻器上端加裝輸入電抗器,有效的抑制了變頻器對電網(wǎng)的干擾。
         
        三 空壓機變頻節能改造的優(yōu)點(diǎn)
         
        1. 節能變頻器控制壓縮機與傳統控制的壓縮機比較,能源節約是最有實(shí)際意義的。根據空氣量需求來(lái)供給的壓縮機工控是經(jīng)濟的運行狀況。節省電費約20%以上,約半年即可回收投入的資金。
         
        2. 運行成本降低。傳統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運行成本的77%。通過(guò)能源成本降低44.3%,再加上變頻起動(dòng)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。
         
        3. 提高壓力控制精度,變頻控制系統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(hù)空氣系統所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著(zhù)電機轉速的改變而改變。由于變頻控制電機速度的精度提高,所以它可以使管網(wǎng)的系統壓力變化保持在±0.2bar范圍內,有效地提高了工況的質(zhì)量。
         
        4. 延長(cháng)壓縮機的使用壽命。變頻器從0Hz起動(dòng)壓縮機,它的起動(dòng)加速時(shí)間可以調整,從而減少起動(dòng)時(shí)對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊,增強系統的可靠性,使壓縮機的使用壽命延長(cháng)。
         
        5. 降低了空壓機的噪音。根據壓縮機的工況要求,變頻調速改造后,電機運轉速度明顯減慢,因此有效地降了空壓機運行時(shí)的噪音?,F場(chǎng)測定表明,噪音與原系統比較下降約3至7分貝。
         
        6. 此外,變頻控制能夠減少機組起動(dòng)時(shí)電流波動(dòng),這一波動(dòng)電流會(huì )影響電網(wǎng)和其它設備的用電,變頻器能夠有效的將起動(dòng)電流的峰值減少到最低程度。
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