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螺桿空壓機節(jié)能改造事例

作者: 編輯: 來源: 發(fā)布日期: 2020.04.13
信息摘要:
   空壓機是工廠里最重要的機器設(shè)備之一,空壓機供氣范疇能否運用變頻調(diào)速技術(shù)
,在節(jié)約電能的一同改進空壓機性能
,前進供氣質(zhì)量
,下降出產(chǎn)設(shè)備故障…
螺桿空壓機節(jié)能改造事例



   空壓機是工廠里最重要的機器設(shè)備之一
,空壓機供氣范疇能否運用變頻調(diào)速技術(shù)
,在節(jié)約電能的一同改進空壓機性能
,前進供氣質(zhì)量
,下降出產(chǎn)設(shè)備故障率
,延伸設(shè)備的運用壽數(shù)備受社會各界重視
。為了節(jié)約動力,對企業(yè)原有的空壓站進行節(jié)能減排技術(shù)改造
,十分有必要




一、空壓機作業(yè)原理
微信圖片_20200413085236

緊縮機是一種將氣體緊縮然后前進氣體壓力或運送氣體的機器
,螺桿式空壓機的作業(yè)原理包含四個進程:
1)吸氣進程

2)關(guān)閉及運送進程;
3)緊縮及噴油進程


4)排氣進程






    空氣緊縮機在出廠時配套的排氣壓力調(diào)度設(shè)備
,大都為關(guān)閉進氣管式壓力調(diào)度器。其作業(yè)原理是當儲氣罐(風包)內(nèi)空氣壓力逾越設(shè)定的壓力時
,緊縮機進氣管上碟閥自動關(guān)閉
,緊縮機進入空轉(zhuǎn)卸荷情況;當儲氣罐內(nèi)的空氣壓力低于設(shè)定壓力時
,緊縮機進氣管碟閥自動開啟
,緊縮機又進入到滿載作業(yè)情況。空氣緊縮機的排氣量和壓力
,在工作中也不是不變的
,常因工況改動導致用氣量改動,所以空氣緊縮機作業(yè)時總是在重復滿載-卸荷作業(yè)方法
。滿載時的作業(yè)電流挨近電動機的額定電流
,卸荷時的空轉(zhuǎn)電流約為30-50%電動機額定電流,這部分電流不是做有用功
,而是機械在額定轉(zhuǎn)速下的空轉(zhuǎn)損耗




    這種機械式調(diào)度設(shè)備雖然也能起到壓力調(diào)度效果,但是壓力調(diào)度精度低
,壓力不堅定大
。緊縮機總是在額定轉(zhuǎn)速下作業(yè),機械磨損大
,電耗高
。空壓機自身存在著以下幾個壞處: 



(1) 當輸出壓力大于必定值時
,自動翻開泄載閥
,使異步電動機空轉(zhuǎn),嚴峻浪費動力;

 (2) 異步電動機易一再的發(fā)起
、中止
,影響電機的運用壽數(shù); 

(3) 作業(yè)條件惡劣,噪音大; 

(4) 自動化程度低
,輸出壓力的調(diào)度是靠人為調(diào)度閥的開度來完成的
,調(diào)度速度慢,不堅定大
,不安穩(wěn)
,精度低;

 (5) 空壓機工頻發(fā)起電流大,對電網(wǎng)沖擊大
,電機軸承磨損大
,設(shè)備保護量大。針對以上存在的問題
,選用變頻器對空壓機進行調(diào)度
,完成空壓機恒壓工作勢在必行。



、公司螺桿式空壓機現(xiàn)狀


2.1 空壓站散布情況



   空壓站首要作業(yè)是供給全廠緊縮空氣出產(chǎn)用氣
。班組出產(chǎn)運作為終年二二制工作。班組有兩個站房輪流運用
,每個站房各由三臺40立方螺桿式緊縮機和一臺20立方螺桿式緊縮機組成




2.2 空壓站現(xiàn)狀



據(jù)調(diào)研
,現(xiàn)在是工廠的出產(chǎn)淡季,空壓站工作情況如下:

    3#空壓站配有壓力監(jiān)控設(shè)備

,實時監(jiān)控廠里用氣情況
,空壓站有必要保證廠內(nèi)管網(wǎng)的壓力。兩個空壓站的輪換運用周期為一年
,2017年3月至2018年3月運用的是3站
,2018年3月開端運用的是2站,如果遇到故障
、檢修等情況會暫時運用另一個站點

   高壓站2、3
、4號機
,共有3臺高壓螺桿式空氣緊縮機,因為空氣緊縮機的拖動電機自身不能調(diào)速
,因此就不能直接運用壓力或流量的變動來完成降速調(diào)度輸出功率的匹配
,導致在用氣量少的時分電機仍然要空載工作,電能浪費巨大




2.3 緊縮機出口點壓力控制

    現(xiàn)在,緊縮機的出口點壓力控制是操作員根據(jù)作業(yè)經(jīng)驗
,手動控制緊縮機的開啟和關(guān)閉
,來滿足廠內(nèi)用氣需求。現(xiàn)在
,一般設(shè)定緊縮機出口壓力不逾越0.78MPa
,正常工作保持在0.76MPa左右。2#站的設(shè)備帶有自動卸載功用
,壓力到了戒備值會自動放氣減壓
,抵達0.71MPa會再次加載,這之間有0.05MPa的壓差
。3#站的設(shè)備的減壓方法是選用自動減小進氣口
,來減小出口壓力。別的
,頂峰用能時間段
,設(shè)備保持在加載情況,夜班時段
,設(shè)備加減載一再




    若能選用自動控制和變頻調(diào)速技術(shù),將四臺空壓機實施自動控制
,能夠完成互為熱備自動工作
,安穩(wěn)輸出出產(chǎn)要求所需的安穩(wěn)氣壓
,減少機械修補作業(yè)量,延伸空壓機的運用壽數(shù)
。別的
,當流量需求量減少時,就可下降電動機的轉(zhuǎn)速
,然后較大崎嶇減小電動機的工作功率
,也能夠完成節(jié)能的目的。



、變頻改造的測驗


3.1 空氣緊縮機變頻節(jié)能原理
變頻空壓機節(jié)能原理


    常常卸載和加載導致整個氣網(wǎng)壓力常常改動
,不能保持安穩(wěn)的作業(yè)壓力延伸緊縮機的運用壽數(shù)?div id="m50uktp" class="box-center"> ?諌簷C的有些調(diào)度方法(如調(diào)度閥門或調(diào)度卸載等方法)即便在需求流量較小的情況下
,因為電機轉(zhuǎn)速不變,電機功率下降崎嶇比較小
。根據(jù)空氣緊縮理論
,緊縮機的軸功率、排氣量和軸轉(zhuǎn)速契合下列公式:

N=Mr×n/9553(kW)      (1-1)
Vd1=K×Vh1×n2(m3/min)  (1-2)


式中:

N-緊縮機的軸功率(kW)


Mr-緊縮機輸入的均勻軸轉(zhuǎn)矩(N.m)

n-緊縮機的軸轉(zhuǎn)速(r/min)

Vd1-在n2轉(zhuǎn)速下的排氣量(m3/min)

K-與汽缸容積
、壓力
、溫度和走漏有關(guān)的系數(shù)

Vh1-一級缸容積(m3 )

n2-調(diào)度后的緊縮機轉(zhuǎn)速(r/min)



     根據(jù)上述理論分析,在空氣緊縮機的汽缸容積不能改動的條件下
,只需調(diào)度緊縮機的轉(zhuǎn)速才干改動排氣量
;空氣緊縮機是恒轉(zhuǎn)矩負載,緊縮機軸功率與轉(zhuǎn)速呈正比改動
。在緊縮機總排氣量大于總用氣量時
,通過下降緊縮機轉(zhuǎn)速調(diào)度供風壓力,是抵達緊縮機經(jīng)濟工作的有用方法


    變頻器將管網(wǎng)壓力作為控制目標
,裝在儲氣管出氣口的壓力變送器將儲氣罐的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)?-20mA電信號送到變頻器內(nèi)部,與壓力給定值進行比較
,并根據(jù)差值的大小進行運算
,發(fā)生控制信號去控制變頻器的工作頻率,然后調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速
。那么空壓機輸出相應的緊縮空氣至儲氣罐
,使之壓力改動,直到管網(wǎng)壓力與給定壓力值相同
,然后使實踐壓力一向維持在給定壓力
。整個控制進程如下:用氣需求↑—管路氣壓↓—壓力設(shè)定值與返饋值的差值↑—變頻器輸出頻率↑—空壓機電機轉(zhuǎn)速↑—供氣流量↑—管路氣壓趨于安穩(wěn)。



所以
,保持管道中的氣壓安穩(wěn)
,就可保證該處供氣才干剛好滿足用氣需求
,這便是恒壓供氣體系所要抵達的目的。



、空壓機變頻改造總結(jié)的分析


通過改造后
,空壓機電機從停止到旋轉(zhuǎn)作業(yè)可由變頻器來發(fā)起,完成了軟發(fā)起
,避免了發(fā)起沖擊電流和發(fā)起給空壓機帶來的機械沖擊
,然后抵達空壓機省電、節(jié)能
、環(huán)保
、減排、下降磨損
、延伸壽數(shù)
、安全可靠的目的。



4.1 節(jié)約動力



變頻器控制緊縮機與傳統(tǒng)控制的緊縮機比較
,動力節(jié)約是最有實踐意義的
,根據(jù)空氣量需求來供給的緊縮機工況是經(jīng)濟的工作情況。



4.2 工作本錢下降



傳統(tǒng)緊縮機的工作本錢由三項組成:初始采購本錢
、保護本錢和動力本錢
。其間動力本錢和保護本錢占緊縮機工作本錢的首要部分。通過動力本錢下降
,再加上變頻起動后對設(shè)備的沖擊減少
,保護和修補量也跟隨下降,所以工作本錢將大大下降




4.3 輸出壓力安穩(wěn)



變頻控制體系具有精確的壓力控制才干,使空壓機的空氣壓力輸出與用戶空氣體系所需的氣量相匹配
。變頻控制空壓機的輸出氣量跟著電機轉(zhuǎn)速的改動而改動
。因為變頻控制電機速度的精度前進,所以它能夠使管網(wǎng)的體系壓力改動保持在安穩(wěn)的改動范圍
,有用地前進了工況的質(zhì)量




4.4 延伸空壓機的運用壽數(shù)



    變頻器從0Hz起動空壓機,它的起動加速時間能夠調(diào)整
,然后減少起動時對緊縮機的電器部件和機械部件所形成的沖擊
,增強體系的可靠性,使緊縮機的運用壽數(shù)延伸
。此外
,變頻控制能夠減少機組起動時電流不堅定,這一不堅定電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電
,變頻器能夠有用的將起動電流的峰值減少較少的程度




4.5
、下降了空壓機的噪音



根據(jù)緊縮機的工況要求,變頻調(diào)速改造后
,電機工作速度顯著減慢
,因此有用地下降了空壓機工作時的噪音。
臺航永磁變頻空壓機
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