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【改造实例】螺杆空压机变频节能改造

2016-09-23 16:07:08    来源:   评论:0 点击:
  【背景】通过对某企业现有空压机加载、卸载情况进行分析,比较空压机理想加载率相差较大,理论上有较大的节能提升空间。为此,该企业决
  【背景】通过对某企业现有空压机加载、卸载情况进行分析,比空压机理想加载率相差较大,理论上有较大的节能提升空间。为此,该企业决定对目前使用的3台空压机通过变频节能技术进行改造,一次投入15万元,达到三台空压机每年节电20万元,改造后使用效果良好。
空压机节能改造
  1.改造原因
 
  该企业不锈钢带材车间2015年5月投产,现有的螺杆空压机的规格是:功率为110KW、(一般情况),按现在的加载率约为60%左右,共3台机器,为两用一备轮换使用。目前,企业距离空压机理想加载率90%,实际相差40%,(企业目前部分班组一班制),理论上节能空间较大。因此,大约40%的电能白白浪费掉了。为节省能源,企业于2016年3月对其进行改造。
 
  2.空压机使用现状及变频改造的必要性
 
  2.1空载损耗
  生产上不管用气多少,普通螺杆机从上班到下班一直如此,虽然气压打满后储气罐会卸载运行,但卸载运行时机组仍有40-50%的空载损耗,如果采用变频技术空压机不存在卸载,也就不存在空载浪费。
 
  一般情况下空压机的实际用气量会小于机组的额定产量,有的是因为购买时考虑的余量,有的是因为局部时间只用一部分的气,有的是因为生产上淡旺季的问题等等,这样的状况会多供少用属于“用不完”。因此空载损耗时的电就白白浪费了。
 
  2.2高压低用
  “高压低用”这也很浪费,就像“用不完”一样。普通螺杆机始终8kg频繁加卸载工作,实际也就只用了6kg,那么多出来的2kg频繁爬升会让机组多消耗14%(每爬升lkg多耗7%的电流)。按频繁爬升时间累计是30%,这样普通的空压机会因30%的频繁加载多浪费电。同样如果是变频空压机它始终保持6kg不变的供气,那么也就不存在这2kg的爬升损耗了。
 
  3.变频改造节能原理
 
  将供气管道压力作为调控参数,通过压力变送器(或远传压力表)将压力信号转换为4-20mA(或0-5V)直流信号,送入变频器内的PID调节器,与压力设定信号比较,其差值由调节器作PI运算,输出信号送给变频器,随时调整变频器的输出频率,控制电机转速,维持管道压力稳定在设定的压力值上。若管道压力发生变化将自动进行调节。例如,当用气量减少,管道压力增加时,调节过程是:变送器信号大于设定信号,调节器输出减少,变频器输出频率降低,电机转速下降,压缩机风量减小,使管道压力减小。由于其调控过程较快,短时间内,变换器信号和压力给定信号便处于动态平衡状态,从而维持了变频器输出频率稳定,实现了恒压供气,使空压机始终处于节电运行状态。
 
  4.改造方案
 
  设计时,根据电机容量(250KW/380V)选用一台富凌变频器,采用PID调节母管定压控制方式。该系统在设计时,从安全角度考虑,在保留原工频系统情况下,增加变频系统,做到了工频变频互锁切换。通过外部控制电路,使空压机起停操作步骤仍然如前,操作简单,安全可靠。在供气管道上安装压力传感器,通过压力来控制变频器的转速。
 
  5.变频改造后性能良好
 
  5.1变频改造后空压机更节能
  我司空压机单台功率110KW,加载和卸载方式多为星角启动,时间短启动电流大,同时对设备冲击较大,不光引起电源电压波动,同时加剧设备磨损,降低使用寿命。空压机的加卸载是空压机运行工况的一种重要性能,加载时间和卸载时间是空压机运行的重要参数。变频改造后缩短了系统的加卸载时间,从而节约电能。
 
  5.2变频改造后可延长空压机使用寿命
  能够使电机实现软起软停,减少启动冲击,延长设备使用年限,同时由于电机运行频率可变,实现了根据用气量大小自动调节电机转速,减少了电机频繁加载卸载,使系统压力恒定,同时节约了电能。
 
  6.结论
  •   ·实现空压机的软启动,无峰值电流,启动平稳;
  •   ·大幅度降低压缩机系统的噪声;
  •   ·自动控制,简便高效,可靠和自保护,无需专人看护;
  •   ·运转平稳,延长压缩机系统寿命,减少维护量;
  •   ·保证供气压力恒定,提高供气质量;
  •   ·大量节约电能。变频改造3台空压机,一次投入15万元,节省电费20万元/年,使空压机的使用更加合理,能为企业发挥更大的作用。
  •   ·改造完成后空压机的运行参数会在控制柜上显示空压机的参数。包括机器的加载率等数值一目了然。

  由此案例可以看出,变频螺杆空压机的应用前景还是相当广泛的,替代传统的螺杆空压机的后劲很足。

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