空压机变频恒压供气节能
引言 空压机工业生产中有着广泛应用。它担负着为所有气动元件,包括各种气动阀门,提供气源职责。它运行好坏直接影响生产工艺。空压机种类主要有活塞式、螺杆式,但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。 2 电机原理及空压机加、卸载供气控制方式存电能浪费 2(1)交流异步电动机转速公式为: n=60f(1-s)/p 其中 n—电机转速 f—运行电频率; p—电机极对数 s—转差率; 2(2) 空压机加、卸载供气控制方式存问题 2.1 能耗分析 加、卸载控制方式使压缩气体压力Pmin~Pmax之间来回变化。Pmin是最低压力值,即能够保证用户正常工作最低压力。一般情况下,Pmax、Pmin之间关系可以用下式来表示: Pmax=(1+δ)Pmin δ是一个百分数,其数值大致15%~30%之间。 加、卸载供气控制方式下空压机,所浪费能量主要2个部分: (1) 加载时电能消耗 压力达到最小值后,原控制方式决定其压力会继续上升直到******压力值。加压过程中,一定要向外界释放更多热量,导致电能损失。另,高于压力******值气体进入气动元件前,其压力需要减压阀减压,这一过程同样是一个耗能过程。 (2) 卸载时电能消耗 当压力达到压力******值时,空压机如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态,同时将分离罐中多余压缩空气放空阀放空。这种调节方法要造成很大能量浪费。据我们测算,空压机卸载时能耗约占空压机满载运行时10%~25%(这卸载时间所占比例不大情况下)。换言之,该空压机20%时间处于空载状态,作无用功。很明显加卸载供气控制方式下,空压机电机存很大节能空间。 2.2 其它不足之处 (1)靠机械方式调节进气阀,使供气量无法连续调节,当用气量不断变化时,供气压力不可避免产生较大幅度波动。用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀,会加速进气阀磨损,增加维修量和维修成本。 (2) 频繁采用打开和关闭放气阀,放气阀耐用性不到保障。 3 恒压供气控制方案设计 针对原有供气控制方式存诸多问题,可应用变频调速技术进行恒压供气控制。采用这一方案时,我们可以把管网压力作为控制对象,压力变送器YB将储气罐压力P转变为电信号送给PID智能调节器,与压力设定值P0作比较,并差值大小按既定PID控制模式进行运算,产生控制信号送变频调速器VVVF,变频器控制电机工作频率与转速,使实际压力P始终接近设定压力P0。同时,该方案可增加工频与变频切换功能,并保留原有控制和保护系统,另外,采用该方案后,空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动,实现了软启动,避免了启动冲击电流和启动给空压机带来机械冲击。 4 系统元器件选配及系统安装与调试 4.1 用户:台湾统一集团下属企业深圳市宝安区长营电器厂 系统压力要求:最小压力6.2KG,******压力7.8KG. 空压机:75KW 4极电机转速1470r/min 变频器: 日业牌”SY3200-G-075T4系列通用型变频器 压力传感器1 只(10KG) 4.2 系统安装与调试 (1) 安装 控制柜安装空压机房内,与原控制柜分离,但与压缩机之间主配线不要超过30m。控制回路配线采用屏蔽双绞线,双绞线节距15m以下。另外控制柜上装有换气装置,变频器接端子一定不能与动力接混用,以上措施增强了系统稳定性、可靠性。 (2) 调试 a) 变频器功能设定(不同工况及控制方式,功能设定可能不同) 01-00=1设定为1:运行指令由外部端子控制 01-05=20加速时间:设定为20S,具体数值工况及生产要求 01-06=20减速时间:设定为20S 01- 10=50******频率:设定为50Hz(等于电机额定频率) 01- 24=1 (设为标准电机) 01-25=100-105 电机过载保护水平:具体数值工况及生产要求 05-00=1 PI控制方式:设为有效 05-01=0 PI调节误差极性:设为正极 05-02=0 PI给定信号选择:设为0 05-03=72% (给定压力值) PI数字给定值 (100%对应10KG) 05-04=1或2 PI反馈信号选择 05-07=5-10 积分时间 5-10秒 05-09=25 PI调节运行最小频率 (3) 调试中其他事项 增加工变频装置,整套改造装置并不改变空压机原有控制原理,原空压机系统保护装置依然有效。工频/变频切换采用了电气及机械双重联锁,大大提高了系统安全、可靠性。 调试过程中,将下限频率调至40Hz,然后用红外线测温仪对空压机电机温升及管路油温进行了长时间、严格监测,电机温升约2-4℃之间,属正常温升范围,油温基本无变化,排气温度下降5℃。40Hz下限频率运行对空压机机组工作很安全。 (4)节电数据 没安装变频前每天用电量安装变频后每天用电量 24小时用电量17281417 每天节电311 节电率18% 5 结束语 一系列反复调整,最终系统稳定39.5-42.5Hz频率范围,管线压力基本保持0.69Mpa,供气质量到提高。改造后空压机运行安全、可靠,同时达到了工厂用气工艺要求 |