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空压机改变频

 

螺杆空压机变频改造具有以下优点:

1、气压稳定:由于变频化的螺杆空压机利用了变频器的无级调速特点,通过控制器或变频器内部的PID调节器,能对压力实现快速调节控制;比工频运行的上下限开关控制相比,气压稳定性成指数级的提高;

2、更节能:尽管各个厂家的螺杆空压机采取了不同的节能运行模式,但由于变频器是根据实际用气量实时调整电机转速的,用气量低的时候还可以让空压机自动休眠,这样就大大减少能源的损失。需要注意的是,系统控制方式的不同对节能效果有很大影响。

3、启动无冲击:由于变频器本身是一个软启动装置,启动电流最大在额定电流的两倍左右,与工频启动一般在额定电流的6倍以上相比,启动冲击很小。 这种冲击不仅是对电网的,也有对真个机械系统的冲击,也大大减少。

4、噪音低,由于稳定运行时运行频率小于工频,机械噪音下降,机械磨损小;

5、对储气罐容量要求小;

 

前言 

一、空压机工作电机运行方式: 
   
  原空压机的主电机运行方式为星-角或自藕减压起动重于后全压运行。---按下启动按钮,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N秒后空压机开始加载运行,系统压力开始上升。如果系统压力上升到设定上限值,进气阀关闭,油气分离器放气,压缩机空载运行,直到系统压力跌到压力下限值后,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,压缩机满载运行。 
二、原系统工况存在的问题 
  1、 主电机虽然星-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时电机转速未变,空载能耗依然很大,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、 主电机工频起动时对设备的冲击大,电机轴承的磨损大。

变频改造方案: 
一、 节能原理及效果 
    我们知道,用调整电机转速的方法同样可以调整供气量。由于空压机基本上属于恒转矩负载,用变频调速的方法调整供气量能使电机的输出功率基本与转速(供气量)成正比关系,达到很好的节电效果。两种调节方法用电情况如图1所示。  
我们采用具有矢量控制功能的变频器,可使电机在低速时也能提供满足负载需要的转矩。同时,变频器的自动节能模式,可使电机在满足负载转矩要求下以最小电流运行,达到更好的节电效果。  
    采用恒压供气变频控制系统所带来的效果如下:


(1)、利用变频器的节能模式,可使电机在轻载时以最高效率运行,减少不必要的电能损耗; 
 
(2)、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;避免因电流峰值带来的电力公司的罚款; 
(3)、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)、由于电机在高效率状态下运行,功率因数较高,降低了无功损耗,节约了大量电能  (7)、保存原释放阀系统,在必要时可参加调节,增强系统的可靠性。 
总之,采用恒压供气智能控制系统后,不但可节约30~40%的电力费用,延长压缩机的使用寿命,并可实现"恒压供气"的目的,提高生产效率和产品质量。 
  
三、变频改造方案设计原则 
如图所示:


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应满足以下要求:
  1、 电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定,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、 一台变频器能控制两台空压机组,可用转换开关切换。
  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,变频器应满足将来工况扩展的要求。
五、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。


六、空压机变频改造后的效益
  1、节约能源
  变频器控制与传统控制的压缩机比较,能源节约是最大的收益,根据空气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状。
  2、运行成本降低
  传统压缩机的运行成本为:初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占总运行成本的75%。通过能源成本降低40%左右,再加上变频起动后对设备的冲击减少,维护和维修成本也相应降低,运行总成本将大大降低。
  3、提高压力稳定性
  变频控制系统具有平稳压力控制能力。使压缩机的输出能与用户所需的气量相匹配。变频控制能根据输出气压的高低来调节电动机转速产生不同的气量。由于变频控制电机速度的精度提高,所以它可以使管网的系统压力变化保持在0.2bar范围内。

  4、延长压缩机的使用寿命
  变频器从20HZ起动压缩机,它的起动加速时间可以调整,从而减少起动时对压缩机的冲击,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,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
  变频调速改造后,电机运转速度减慢,空压机运行时的噪音也相对降低。

七: 在改造空气压缩机过程中应注意的问题
(1) 由于空气压缩机的转动惯量大,在选用变频器时应根据具体的工况条件和现场的运行电流情况确定选配的变频器容量。
(2) 应考虑压力传感器安装的位置,要求应在满足生产需要的前提下,最大限度的节能。压力传感器应采用4~20ma标准信号为佳,信号线要用双芯屏蔽线。
(3) 在变频器的控制系统中应设有开环和闭环两种控制模式,以便于调试和特殊情况下使用。
(4) 在螺杆式空气压缩机的调试中应严格注意电机的转向;开机前,必须检查电机是否按规定方向旋转,严禁电机反向运转,避免造成主机重大损失。
(5) 由于空气压缩机不允许长期工作在低频状态下,在低频下运行不但稳定性变差,而且容易出现喘振;另一方面也使缸体的润滑变差,会加快磨损,故应设定合理的、有效的、安全的工作频率下限。具体的设定要根据不同的工况,不同的使用条件和要求,耐心细致的调整。


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