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空压机节能改造

【空压机节能改造原理】

一、有关空压机节能改造的优点有目共睹,现作简单介绍:

空压机主电机运行方式为星--角降压起动后全压运行,供气系统具体工作流程为:当按下启动按钮,控制系统接通启动器线圈并打开断油阀,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(由时间继电器控制)后空压机开始加载运行,系统压力开始上升。如果系统 压力上升到压力开关上限值,即起跳压力,控制器使进气阀关闭,油气分离器放气,压缩机空载运行,直到系统压力降到压力开关下限值后,即回跳压力下,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。

1、螺杆空压机工作原理介绍:空压机的工作原理是由一对相互平行啮合的阴阳转子(或称螺杆)

在气缸内转动,使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化,空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧,从而实现空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端,阴转子的槽及阳转子齿被主电机驱动而旋转。传统的活塞式压缩机靠压力继电器进行启停控制,压缩电机一般采取直接启动或传统的降压启动方式,启动存在较大的电气和机械冲击,且压缩机存在供气压力波动大、压缩电机启停频繁易损坏、噪音大、机件磨损快、维护量大、维护成本高等实际应用缺陷。

2、空压机系统工况的问题分析:

a) 主电机功率较大,起动电流很大,会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。

b)工作压力不够时需人工启动其他备用空压机。实时性不够,且浪费人力。

c)主电机工频起动设备的冲击大,电机轴承的磨损大,所以对设备的维护量大。

d)各电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。

d)管道系统经常超压卸载,浪费严重。

3、空压机节能改造的必要性:鉴于以上对空压机的原理说明以及目前的工况分析,我们认为对空压机的节能改造是必要的,这样不仅能够节约大量的运行费用,降低生产成本,同时还可以降低空压机运行时产生的噪音,减少设备维护费用。

二、节能改造应用优化分析

根据贵司现有二台空压机使用状况,并针对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±0.2bar。

② 系统应具有变频和工频两套控制回路。

③根据贵司空压机工艺要求。空压机宜采用变频1拖动2方案,保证管道系统的压力。

④为了防止非正弦波干扰空压机控制器,

变频器输出端应有抑制电磁干扰的有效措施。⑤在用气量小的情况下,变频器处在低频运行时,保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。⑥考虑到系统以后扩展问题,变频器满足将来工控扩展的要求。⑦在该变频器上端选装输入电抗器,有效的抑制了变频器对电网的干扰。

三、空压机节能改造的优点

1、节能器控制压缩机与传统控制的压缩机比较,能源节约是最有实际意义的。根据空气量需求来供给的压缩机工控是经济的运行状况。节省电费约20%----40%或更多,约半年多即可回收投入的资金。

2、运行成本降低。传统压缩机的运行成本由三项组成:初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运行成本的77%。通过能源成本降低44、3%,再加上变频起动后对设备的冲击减少,维护和维修量也跟随降低,所以运行成本将大大降低。

3、提高压力控制精度,节能控制系统具有精确的压力控制能力,使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。节能控制系统控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。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,有效地提高了工况的质量。

4、延长压缩机的使用寿命。节能控制器从0Hz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电器部件和机械部件所造成的冲击,增强系统的可靠性,使压缩机的使用寿命延长。

5、降低了空压机的噪音。根据压缩机的工况要求,变频调速改造后,电机运转速度明显减慢,因此有效地降了空压机运行时的噪音。现场测定表明,噪音与原系统比较下降约5至12分贝。

6、此外,节能控制系统能够减少机组起动时电流波动,这一波动电流会影响电网和其它设备的用电,节能控制系统能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。  

四、节能效果分析

空压机电动机为132+110=242kw,如果每天10小时开机,每月工作22天,电费为0.75元/kw.h。按变频改造后最底节能20%计算,则每月可节省电费:242*10*22*0.75*20%=7986

一般情况下,所有投资可于8-16个月内通过电费节省回收 。

【节能变频改造产品介绍】

专业致力于空压机等变频节能改造,节能20%以上,一年内收回成本。

一、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。

二,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。

三,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,维护工作量变校

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。

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【空压机变频节能】

关键字:空压机;变频;节能

一、概述

我国风机、水泵、空气压缩机总量约4200万台,装机容量约1.1亿千瓦。但这些大功率耗能系统实际运行效率仅为30~40%,其损耗电能占总发电量的 38%以上。这是由于许多风机、水泵、空气压缩机的拖动电机都是处于恒速运转状态,而生产中的风、水流量以及气压要求却处于变工况运行状态;还有许多企业在进行系统设计时,容量选择得比较大,系统匹配不合理,因而造成大量的能源浪费。

二、空压机节能改造分析

1、空压机工作原理介绍

空压机的工作原理是:由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动, 使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化,空气则沿着转子轴线由吸 入侧输送至输出侧,从而实现空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端,阴转子的槽及阳转子齿被主电机驱动而旋转。

空压机运行的具体程序为:按下启动按钮,控制系统接通启动器线圈并打开断油阀,空压机在卸载模式下启动,这时进气阀处于关闭位置,而放气阀则打开以排放油 气分离器内的压力。等降压2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压力开关上限值,即起跳压力时,控制器使进气阀关闭,油气分离 器放气,压缩机空载运行。当系统压力下降至压力开关下限值,即回跳压力时,控制器使进气阀打开,油气分离器放气阀关闭,压缩机满载运行。

2、原空压机系统工况的问题分析

a)主电机虽然以星-角降压起动,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。

b)主电机时常空载运行,属非经济运行,电能浪费最为严重。

c)主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。

d)主电机工频起动设备的冲击大,电机轴承的磨损大,所以对设备的维护量大。

3、空压机节能改造的必要性

鉴于以上对空压机的原理说明以及目前的工况分析,我们认为对空压机的节能降噪改造是必要的,这样不仅能够节约大量的运行费用,降低生产成本,同时还可以降低空压机运行时产生的噪音,减少设备维护费用。

三、变频节能改造应用优化分析

1、节能改造设计要求

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:

◆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。

◆系统应具有变频和工频两套控制回路。

◆系统具有开环和闭环两套控制回路。

◆ 一台变频器能控制两台空压机组,可用转换开关切换。

◆ 根据空压机的工控要求,系统应保障电动机具有恒转矩运行特性。

◆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。

◆在用电气量小的情况下,变频器处在低频运行时,保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。

◆考虑到系统以后扩展问题,变频器满足将来工控扩展的要求。

◆系统设计了变频和工频两套主回路。

◆使用转换开关可使变频器任意控制两台空压机组中的一台。

◆在该变频器上端加装输入电抗器,有效的抑制了变频器对电网的干扰。

◆该变频器下端加装输出电抗器,保障了低频运行时电机温度噪音不超过允许范围。

2、节能改造方案

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,到达节能的目的。

3、控制框图

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四、空压机变频改造的优点

1、节约能源

变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较,能源节约是最有实际意义的,根据空气量需求来供给的压缩机工控是经济的运行状。节省电费约20%以上,约半年即可回收投入的资金。

2、运行成本降低

传统压缩机的运行成本由三项组成:初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运行成本的77%。通过能源成本降低44、3%,再加上变频起动后对设备的冲击减少,维护和维修量也跟随降低,所以运行成本将大大降低。

3、提高压力控制精度

变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。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3pisg变化范围也就是0、2bar范围内,有效地提高了工况的质量。

4、延长压缩机的使用寿命

变频器从0HZ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电器部件和机械部件所造成的冲击,增强系统的可靠性,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,这一波动电流会影响电网和其它设备的用电,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

根据压缩机的工况要求,变频调速改造后,电机运转速度明显减慢,因此有效地降了空压机运行时的噪音。现场测定表明,噪音与原系统比较下降约3至7分贝。

五、节能改造效益

变频器节能改造效果十分明显,经过我公司实验,空压机在改造前的空载电流在100A左右,而改造后空载电流只有12A左右。其综合节电率在40%以上。例 如:一台75KW空压机,每天工作12小时,按电费0、6元 /度计算,那么在变频改造后每月将节省电费75*12*30*0、6*40%=6480元,每年节约将近80000元RMB。

六、售后服务

1、服务期限

提供一年免费保养、维修服务;

一年免费保养期满后,按本合同总工程费的10%作为当年设备维护保养服务费;我公司定期对该设备进行维护、保养;若需要进行维修或更换零部件,不再收取任何费用(最长时间不超过10年)。也可根据维护、保养实际发生金额作有偿服务。

2、服务响应

系统故障时,接到通知后4小时响应,派人到现场维护。

3、技术支持

建立并保存完整的系统文档,我公司在系统调试交接时,将提供完整的完工图纸,软、硬件文档,操作、维护手册,设备清单等,并帮助建立系统的运行、管理和维护文档,以便在发生故障时能及时提供资料,迅速找到并排除故障,将损失减至最小。

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青岛尚邦机电设备有限公司是瑞典阿特拉斯.科普柯集团的全资公司广州凌格风螺杆压缩机山东青岛地区代理。公司集青岛空压机整机销售、空压机备件供应、售后服务、信息反馈于一体,可为用户提供从设计选型到安装等一系列系统解决方案。拥有全型号空气压缩机产品:螺杆式空压机、永磁变频空压机、螺杆空压机、静音空压机、小型空压机、无油静音空压机、空压机配件、空压机油,能够满足青岛空压机使用企业不同工况的用气需求。咨询服务热线: 0532-82560800      http://www.shangbangjidian.com
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