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        復盛螺桿空壓機變頻節能改造

        復盛螺桿空壓機變頻節能改造

        更新:2017-08-23 21:51:33      點擊:
        復盛螺桿空壓機變頻節能改造實例
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        螺桿空壓機變頻改造原理及節能實例

        一、概述

        螺桿空壓機廣泛地用于工業生產中,在其控制中采用加載-卸載閥來控制空壓機的供氣。由于用氣設備的工作周期或是生產工藝的差別,使得用氣量發生波動,有時會造成空壓機頻繁加載、卸載?諌簷C卸載后電機仍然工頻運轉,不僅浪費電能而且增加設備的機械磨損;空壓機加載過程是突然加載,也會對設備和電網造成較大的沖擊。因此對螺桿空壓機進行變頻改造具有改善電機的啟動和運行方式、減少設備的機械磨損、在一定范圍內節約電能等效果。

        二、空壓機變頻改造原理

        螺桿空壓機基本運行方式是加載、減載方式。減載時電機空轉,螺桿空壓機為了能夠保證主機潤滑,所以要維系一定的系統內壓,然而不打氣做功,能源白白的浪費,如果利用變頻器通過改變電機頻率來調節電機和主機轉速,變頻控制即通過改變電動機的轉速來控制空壓機單位時間的出風量,從而達到控制管路的壓力,具有明顯的節能效果。螺桿空壓機變頻節能系統原理如下:通過壓力變送器測得的管網壓力值與壓力的設定值相比較,得到偏差,經PID調節器計算出變頻器作用于異步電動機的頻率值。由變頻器輸出的相應頻率和幅值的交流電,在電動機上得到相應的轉速。那么螺桿空壓機輸出對應的壓縮空氣輸出至儲氣罐,使之壓力變化,直到管網壓力與給定壓力值相同。變頻器,壓力變送器、電機、螺旋轉子組成壓力閉環控制系統自動調節電機轉速,使儲氣罐內空氣壓力穩定在設定范圍內,進行恒壓控制。反饋壓力與設定壓力進行比較運算,實時控制變頻器的輸出頻率,從而調節電機轉速,使儲氣罐內空氣壓力穩定在設定壓力上。

        螺桿空壓機變頻系統改造時保留原工頻系統不變,增加變頻系統,無須再培訓再操作系統,當空壓機控制系統運行,變頻系統自動進入運行狀態。本系統采用壓力閉環調節方式,通過變頻器的控制面板設定空氣壓力定值,在儲氣罐上安裝個壓力傳感器。將空氣壓力信號轉換為0~5V的電信號,反饋到變頻器內部的PID調節器,調節器將信號與壓力定值進行比較運算,然后輸出控制信號,變頻器再根據此信號輸出頻率,調節電動機的轉速,使空氣壓力保持穩定,這樣螺桿空壓機始終保持在節電運行狀態。實現原理如下圖所示:

        能久機械“氣師傅”最近去某客戶空壓機站進行交流和拜訪后,發現該客戶空壓機啟動比較頻繁,工作效率比較低,從而增加了運行成本,增加了空壓機的能源消耗,降低了空壓機的使用壽命。因此對于該用戶的空壓機進行變頻改造是一個迫在眉睫的工作。針對該廠空壓機的運行狀況杭州能久機械工程師專門設計了一套空壓機變頻改造方案,具體項目背景,實施措施及經濟效益詳見如下:

        三、空壓機變頻節能改造方案

        空壓機加載時變頻器50HZ運行,卸載時35HZ運行。在主電路改造時,將變頻器串接進原有的電源進線中,控制電路是將空壓機內原控制電源摘開接到變頻器輸入電源側。

        空壓機變頻改造后,電機啟動時空壓機原有的交流接觸器仍然由PLC按星-三角方式動作,但在交流接觸器連接為星型時,角形交流接觸器的常開觸點沒有閉合,變頻器不啟動、無輸出;當PLC控制交流接觸器轉換為三角形接法后,將三角形接法的交流接觸器閑置常開觸點,閉合后的開關量信號送到變頻器,開始空載變頻啟動電機至50HZ運行。當壓力達到設定值時卸載繼電器動作,此時將開關量信號送到變頻器多功能端子輸入端,此時變頻器按35HZ運行。在考慮變頻器發生故障或檢修時,空壓機能按原有的工頻控制方式運行,在主回路設計了工頻回路、使設備可在變頻與工頻間自由切換,這樣在改造時可不用重新編寫PLC程序。改造后的設備最大限度的保留原空壓機的所有功能,使改造簡單易行,改造后的設備運行穩定可靠。

        四、杭州能久機械空壓機變頻改造案例

        4.1項目背景:

        該客戶空壓站3臺185KW螺桿空壓機變頻節能改造的實際案例,其原始數據如下:

        一號空壓站

        空壓機電動機功率185KW電壓380V長期連續工作制。

        空壓機人機界面顯示:運行時間15927小時,加載時間7959小時,卸載時間,15927-7959=7968小時,電機啟動次數25477次。

        卸載占空比:7968小時/15927小時=50%

        現場實際測試:加載時電流350A;卸載時電流170A。

        二號空壓站

        兩臺空壓機電動機功率185KW電壓380V長期連續工作制一用一備;

        空壓機人機界面顯示:運行時間,一號機3042小時,二號機6503小時,合計總運行時間:3042+6503=9545小時。

        加載時間:一號機895小時,二號機2007小時,合計總加載時間895+2007=2902小時。

        卸載時間:一號機3042-895=2147小時,二號機6503-2007=4496小時,合計總卸載時間2147+4496=6643小時。

        一號機電機啟動次數9964次,二號機電機啟動次數21640次。一、二號機電機總啟動次數9964+21640=31604次。

        卸載占空比:6643小時/9545小時=70%

        現場實際測試:加載時電流390A;卸載時電流190A。

        4.2項目實施措施

        變頻器選用施耐德NJ220KW通用變頻器為例:

        其中F0.02加速時間調試時是關鍵,時間設置不對,在啟動過程或啟動后運行很短時間即保護停機,此時變頻器液晶顯示器顯示故障代碼A.OCE加速過流或A.OCC穩速過流,這時很多人都將加速時間加長,再起機不行再加長,可是無論時間加長到多少都還是過流,后經分析確認空壓機是恒轉矩負載,啟動時電動機需要一定的沖力才能克服啟動力矩,重新設置加速時間由長往短一秒一秒的試,當加速時間設置為10秒時啟動和運行過程一切正常。當然對于不同廠家和功率的螺桿空壓機在變頻改造時加速時間不一定都是10秒正好,但是調試過程中如果在啟動過程或啟動后運行很短時間即過流保護,加速時間加長不見效時,時間往短設是一個很好的選擇。

        五、變頻改造后節能效果及經濟效益

        變頻改造后:該客戶一號空壓站設備卸載電流65A,直接節電約30%;二號空壓站設備卸載電流70A,直接節電約40%。螺桿空壓機長期部分負荷工作,大大降低滿載功耗,同時降低了無功損耗與維護費用;減少了機械磨損;提高了功率因數和設備整體使用壽命,由此產生的間接經濟效益不另行計算,一年幫客戶節能80萬度電。

        杭州能久機械有限公司給您提供全方位壓縮空氣系統解決方案,歡迎來電咨詢。

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