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在空壓機中的應用

發布時間:2015-09-16 瀏覽次數:1053

一、空壓機工作大原理工況簡述

工作原理是由一對相互平行齒合的陰陽轉子(或稱螺桿)在氣缸內轉動。使轉子齒槽之間的空氣不斷地產生周期性的空積變化,空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送出側,實現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。空壓機的進氣品和出氣口分別位于殼體的兩端,陰轉子的槽,陰轉子的槽也陽轉子齒被主電機驅動而旋轉。 原空壓機的主電機功率為45KW,共三臺。運行方式為星一角減壓起動于后全壓運行體。具體操作程序為:按下啟動按鈕,控制系統接通啟動器線圈并打開斷油閥,空壓機在卸載模式下啟動,這時進氣閥處于關閉位置,而放氣閥打開以排放油氣分離器內的壓力。等降壓2秒后空壓機開始加載運行,系統壓力開始上升。若一臺氣壓不夠啟動第二臺,再不夠啟動第三臺。如果系統壓力上升到壓力開關上限值,即起跳壓力,控制器使氣閥關閉,油氣分離放氣,壓縮機空載運行,直到系統壓力跌到壓力開關下限值后,即回跳壓力下,控制器使進氣閥打開,油氣分離器放氣閥關閉,壓縮機打開,油氣分離器放氣閥關閉壓關閉,壓縮機滿載運行。

二、原系統工況存在的問題

1.主電機雖然星一角減壓起動,但起動時的電流仍然很大,會影響電網的穩定及其它用電設備的運行安全。

2.主電機時常空載運行,屬非經濟運行,電能浪費嚴重。

3.主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大。

4.主電機工頻起動設備的沖擊大,電機軸承的磨損大,所以設備維護工作時對機械量大。

三、變頻改造方案

1、改造方案原理 由變頻器,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步,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

2、變頻改造方案設計原則 根據原工況存在的問題并結合生產工藝要求,空壓機變頻改造后系統有如下功能:

(1.)電機變頻運行狀態保持儲氣罐出口穩定,壓力波動范圍不能超過±0.02Mpa;

(2.)系統應具有變頻和工頻兩套控制回路;

(3.)系統具有開環和閉環兩套控制回路;

(4.)一臺變頻器能控制三臺空壓機組;

(5.)根據空壓機的工況要求,系統應保障電動機具有恒轉矩運行特性一;

(6.)為了防止非正弦波干擾空壓機控制器,變頻器輸入端應有抑制電磁干擾的有效措施;

(7.)在用電氣量小的情況下,變頻器處在低頻運行時,應保障電機繞組溫度和電機的噪音不超過允許的范圍;

(8.)考慮到系統以后擴展問題,變頻器選55KW以滿足將來工況擴展的要求;

3、系統調試

調試工作分成兩部分:

第一、先根據工藝要求、電機參數、負載特性預調變頻器參數。

第二、系統聯動調試。 在完成變頻器設定參數調數及空載運行后,進行系統聯動調試 。

調試的主要步驟:

(1.)將變頻器接入系統。

(2.)進行工頻旁路的運行。

(3.)進行變頻回路的運行,其中包括開環與閉環控制兩部分調試:

開環:些時主要觀察變頻器頻率上升的情況,設備的運持聲音是否正常,空壓機的壓力上升是否穩定,壓力變器顯示是否正常,設備停機是否正常等。如一切正常,則可進行閉環的調試。

閉環:主要依據變頻器頻率上升與下降的速度和空壓機壓力的升降相匹配,不要產生壓力振蕩,還要注意觀察機械共振點,將共振點附近的頻率跳過去。

四、空壓機變頻改造的效益

1.節約能源 變頻器控制壓縮機與傳統制的壓縮機比較,能源節約是最有實際意義的,根據空氣量需求來供給的壓縮機工況是經濟的運持狀。

2.運行成本的降低 傳統壓縮機的運行成本由三項組成:初始采購成本,維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機成本的70%。通過能源成本降低30%以上,再加上變頻起動后對設備的沖擊減少,維護和維修量也跟隨降低,所以運行成本將大大降低。

3.提高壓力控制精度 變頻控制系統具有精確的壓力控制能力。使壓縮機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機的輸出氣量隨著電機轉速的改變而改變。由于變頻控制機電速度的精度提高,所以它可以使管網的系統壓力變化保持在要求范圍內,有效地提高了工況的質量。

4.延長壓縮機的使用壽命 變頻器從OHZ起動壓縮機,它的起動加速時間可以調整,從而減少超導勸時對壓縮機的電器部件和機械部件所造成的沖擊,增強系統的可靠性,使壓縮機的使用壽命延長。此外,變頻控制能夠減少機組起動時電流波動,這一波動電流會影響電網和其它設備的用電,變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。

5.低了空壓機的噪音 根據壓縮機的工況要求,變頻調整改造后,電機運轉速度明顯減慢,因此有效地降了空壓機運行時的噪音,據以往現場經驗測定表明,噪音與原系統比較下降約3至7分貝。

五、設備投資

序號 設備名稱    規格型號           產地    單位    數量    單價(元) 合價(元)

1    變頻系統柜  2200*1200*600GGD   長沙    臺套      1     總計

特別說明:

1.該控制柜內有一臺科潤ACD320系列55KW變頻器;

2.該控制系統為空壓機的核心控制系統,其采用科潤ACD320系列變頻器一拖三控制大大節約一次投資成本,投資實惠、收效大。該系統在各類調速系統中使用時,是其節能效果可達20-50%,在未受到其他因素的影響下一般可取上限。

六、投資回收期

1.空壓機節省電費 45KW的風機以運行頻率40Hz為例,其工作轉速的80%,電機消耗的軸功率為Pz=0.83Pn=0.512Pn每年按12月計,每月按30天計,每天按24小時計,考慮各種損耗后以節電30%計算: W=45×12×30×24×30%=116640千瓦時 以每千瓦時0.5元電價計算,每年可省電費116640×0.5=58320元 。

2.節約維修費用若干;

3.投資回報周期=12(月)*41500/58320=12÷152%=8.5(月) 變頻器的使用壽命可達10年以上,僅算電機節電部分,8個月左右可收回全部投資,一次投入,長期受益。變頻調速技術是一項新的技術,在電機拖動方面有非常好的節能效果,采用變頻調速技術,可以大力推動企業的技術進步,全方位地提高企業的綜合效益。

七、科潤變頻器在空壓機上的應用實例

用戶單位            使用功率范圍            項目名稱

長沙福萊格藥業  ACD320-4T-90KW、160KW      高壓機節能恒壓控制系統

長沙肉聯廠        ACD320-4T-132KW兩臺        高壓機節能恒壓控制系統

武漢啤酒廠        ACD320-4T-132KW、160KW     高壓機節能恒壓控制系統

黃麥嶺磷化集團    ACD320-4T-55KW四臺        空壓機節能恒壓控制系統

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