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  • 空壓機變頻節能改造


    來源: | 發布時間:2017-11-08 17:12:20

    一、空壓機的工作原理

    空壓機的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容積變化,空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側,實現螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。

    二、特點及分類

    1.常見的壓縮機的種類根據使用場合的不同,壓縮機大致有以下幾類:
    ①空氣壓縮機用于為有關的設備提供壓縮空氣;
    ②冷凍壓縮機用于冷凍、冷藏及制冰等場合;
    ③空調壓縮機用于制冷、循環及鼓風等;
    ④特殊氣體壓縮機如氧氣、氮氣及氨氣壓縮機;
    ⑤專用壓縮機

    2.壓縮機的結構形式歸納起來,壓縮機的結構形式大致有以下幾種:
    ①單缸單電動機式
    ②多缸多電動機式
    ③單電動機渦輪式
    ④單電動機透平式

    3.拖動系統的特點:

    ①機械特性具有恒轉矩性質,故電動機的軸功率P與轉速成正比。

    ②大多處于長時間連續運行狀態,但負載大小常有變動,為連續變動負載。

    ③飛輪力矩大,故要求有較大的啟動轉矩。

    ④啟動次數少,對升、降速時間無要求。

    ⑤大多有自動卸載與加載裝置,在自動卸載或裝載時,負載將突變。

    4.壓縮機的主要控制對象是空氣的壓力,在冷凍或冷卻系統中,常常以溫度作為控制參量。常見的控制方式有:
       ①手動調節輸入或輸出口的閥門開度;
       ②用機械方式進行自動卸載與加載控制;
       ③通過改變葉片的角度來調節壓力或流量等等。

    5.壓縮機的原拖動系統大多采用單電動機拖動,電動機本身不調速。

    三、存在的主要問題

    原系統由于電機不允許頻繁啟動,導致在用氣量少的時候電機仍然要空載運行,浪費電能。經常卸載和加載導致整個氣網壓力經常變化,不能保持恒定的工作壓力。

    四、變頻改造的必要性

    1.從節能的角度看:
    ①由于壓縮機不能排除在滿負載狀態下長時間運行的可能性,所以,只能按最大需求來決定電動機的容量,故設計容量一般偏大。在實際運行中,輕載運行的時間所占的比例是非常高的。如采用變頻調速,可大大提高運行時的工作效率。因此,節能潛力很大。
    ②有些調節方式(如調節閥門開度和改變葉片的角度等),即使在需求量較小的情況下,也不能減小電動機的運行功率。采用了變頻調速后,當需求量較小的情況下,可降低電動機的轉速,減小電動機的運行功率,從而進一步實現節能。

    2.從運行質量的角度看:
    單電動機拖動系統大多不能根據負載的輕重連續地調節。而采用了變頻調速后,則可以十分方便地進行連續調節,能保持壓力、流量、溫度等參數的穩定,從而大大提高壓縮機的工作性能。

    五、系統改造基本原理:

    壓縮機的變頻調速系統通常以輸出壓力作為控制對象,由壓力傳感器取出的反饋信號,接至PI調節器,與預制的壓力給定信號相比較,經PID調節后控制變頻器的頻率輸出,從而決定電動機的工作轉速。因為變頻調速器本身具有PID調節功能,所以可以不用外接PID調節系統,這樣更能保持系統的穩定性。

    六、改造后的效益

    1.節能
    變頻器控制壓縮機與傳統控制的壓縮機比較,能源節約是最有實際意義的,根據用氣量需求來供給的壓縮機工況是經濟的運行狀態。一般節能效果在15%以上,全部投資在618個月就能全部收回。

    2.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,有效地提高了工況的質量。儲氣罐壓力波動范圍可以穩定在0.1MPa,大大提高給現場的供氣質量。

    3.延長壓縮機的使用壽命
    變頻器對壓縮機實行完全的軟起動,且起動加速時間隨時調整,大大減少起動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。


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