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空压机节能改造
空压机节能改造

东莞市安迅自动化设备有限公司是一家专业于驱动控制系统研发、设计、生产与销售的高新技术企业。本公司在工业应用领域拥有丰富的经验和雄厚的技术实力采用高性能无感矢量变频器用于0.75kw到250kw的电机速度控制,广泛应用于空压机、注朔机、传送带、挤出机械、恒压水泵、化工、中央空调、电子、纺织等诸多领域,为客户提供了完整的工业和特殊行业的节解决方案。

二、传统空压机的问题
1、电能浪费严重
传统的加卸载式空压机,能量主要浪费在:
1)加载时的电能消耗
在压力达到所需工作压力后,传统控制方式决定其压力会继续上升10%左右,直到卸载压力。在加压过程中,一定会产生更多的热量和噪音,从而导致电能损失。另一方面,高压气体在进入气动元件前,其压力需要经过减压阀减压,这一过程同样耗能。
2)卸载时电能的消耗
当达到卸载压力时,空压机自动打开卸载阀,使电机空转,造成严重的能量浪费。空压机卸载时的功耗约占满载时的30%~50%,可见传统空压机有明显的节能空间。
2、工频启动冲击电流大
主电机虽然采用Y-△减压起动,但起动电流仍然很大,对电网冲击大,易造成电网不稳以及威胁其它用电设备的运行安全。对于自发电工厂,数倍的额定电流冲击,可能导致其他设备异常。
3、压力不稳,自动化程度底
传统空压机自动化程度低,输出压力的调节是靠对加卸载阀、调节阀的控制来实现的,调节速度慢,波动大,精度低,输出压力不稳定。
4、设备维护量大
空压机工频启动电流大,高达5~8倍额定电流,工作方式决定了加卸载阀必然反复动作,部件易老化,工频高速运行,轴承磨损大,设备维护量大。
5、噪音大
持续工频高速运行,超过所需工作压力的额外压力,反复加载、卸载,都直接导致工频运行噪音大。
三、节能原理:
空压机变频节能改造,改造后具有工频与变频双系统,确保系统安全运行。系统采用压力闭环调节方式,通过变频器的控制面板设定空气压力定值,通过压力传感器,将信号反馈到变频器内部的
PID
调节器,输出控制信号,变频器根据现场的气源压力从而调节电动机的转速,使空气压力保持稳定,这样空压机始终保持在节电运行状态。实现原理如下图所示:
四、改造原则
根据空压机原工况并结合生产工艺的要求,对空压机进行变频技术改造后,系统满足以下要求。
1)空压机经过改造后,系统通过转换开关切换,具有变频和工频两套控制回路,采用开环和闭环两套控制回路。一拖二起动时,对两台电机M1,M2,可以通过转换开关选择变频/工频启动。正常运行时,电机M1 处于变频调速状态,电动机M2处于工频状态。现场压力变送器检测管网出口压力,并与给定值比较,经PID 指令运算,得到频率信号,调节转速达到所需压力。停止时按下停止按钮,PLC控制所有的接触器断开,变频器停止工作。
2)确保变频出现异常保护时,不至于影响生产的正常进行。为了防止非正弦波干扰空压机控制器,变频器输入端有抑制电磁干扰的有效措施。控制线、信号线采用屏蔽线缆,布线时和动力电缆分开,防止引入干扰。
3)电机变频运行状态时保持储气罐出口压力稳定,压力波动范围不能超过依0.02 MPa。
4)空压机不允许长时间在低频下运行,空压机转速过低,一方面使空压机稳定性变差,另一方面也使缸体润滑度变差,会加快磨损,所以工作下限不低于30 Hz。
5)设置高压保护、高温保护、等设置报警及故障自诊断。
(1)高压保护当系统压力超过设定值时,自动切断主机电源,使压缩机紧急停机。
(2)高温保护当压缩机排气温度超过调定值时,由接在主机排气孔口处的温度传感探头控制温度电触 点动作,自动切断电动机电源,使压缩机紧急停机。
(3)电气保护系统采用软启动方式,具有相序保护(防止压缩机反转)、缺相保护、电机热过载保护等功能。
五、空压机变频改造后的优点
1,节能:总体节能达20%以上
1)加载时的节能:空压机进行变频改造后,压力始终保持在所需的设定工作压力,比改造前可降低10%的压力,根据功耗公式可知改造后此项可节能10%
2)卸载时的节能,电机卸载运行时消耗的能量是加卸时的40%左右,按平均四分之一左右的卸载时间算,此项可节能10%左右
2、启动电流小,对电网无冲击
变频器可使电机起动、加载时的电流平缓上升,没有任何冲击;可使电机实现软停,避免反生电流造成的危害,有利于延长设备的使用寿命;
3、输出压力稳定
采用变频控制系统后,可以实时监测供气管路中气体的压力,使供气管路中的气体的压力保持恒定,提高生产效率和产品质量;
4、设备维护量小
空压机变频启动电流小,小于2倍额定电流,加卸载阀无须反复动作,变频空压机根据用气量自动调节电机转速,运行频率低,转速慢,轴承磨损小,设备使用寿命延长,维护工作量变小。
5、噪音低
变频根据用气需要提供能量,没有太多的能量损耗,电机运转频率低,机械转动噪音因此变小,由于变频以调节电机转速的方式,不用反复加载、卸载,频繁加卸载的噪音也没有了,持续加压,气压不稳产生的噪音也消失了。 总之,采用变频恒压控制系统后,不但可节约一笔数目可观的电力费用,延长压缩机的使用寿命,还可实现恒压供气的目的,提高生产效率和产品质量。
我公司专业对空压机变频节能控制系统改造的可配套的空压机品牌有:阿特拉斯、英格索兰、复盛、凯撒、寿力、昆西、博格、博莱特、优耐特斯、康普艾等。 可配套空压机电机功率有:15KW、22KW、30KW、37KW、45KW、55KW、75KW、90KW、110KW、132KW、160KW、185KW、250KW

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