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空压机节能改造方案

  • 产品名称:节能空压机方案
    品 牌:朗压压缩机
    功 率:
    排气量:
    压 力:
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  空压机节能改造方案

  一、节能改造方案概述

  空压机是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气体具有一定压力的设备。作为基础工业装备,空压机广泛的用于驱动各种风动机械、风动工具,在冶金、机械制造、矿山、电力、纺织、石化、轻纺等行业有广泛的应用,是许多工艺流程中的关键设备。

  传统的螺杆式空压机存在一些明显的技术弱点:如供气量无法连续调节,气压容易产生大幅的波动;卸载时严重浪费能源;频繁的启停,影响电机的使用寿命,设备维护量大等等。

  近年来,通过变频调速技术改变空压机电机的转速,而且空压机的供气流量随着用气流量的改变自行调节,达到真正的供需平衡,在节能的同时,也可使整个系统达到最佳工作效率,变频螺杆式空压机成为空压机市场的发展趋势。

  二、螺杆式空压机节能原理

  螺杆空压机的工作原理:由一对相互平行啮合的阴阳转子在气缸内转动,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。阴转子的槽及阳转子齿被主电机驱动而旋转。

  螺杆式空压机基本运行方式是加载、卸载方式。卸载时电机空转,能量白白的浪费,如果利用变频器通过改变电机频率来调节转速,变频控制即通过改变电动机的转速来控制空压机单位时间的出风量,从而达到控制管路的压力,具有明显的节能效果。

  空压机节能系统原理如下:变频调速系统以输出压力作为控制对象,由变频器,压力传感器、电机组成闭环恒压控制系统,工作压力值可直接设置,现场压力由传感器来检测,转换成4~20mA电流信号后反馈到变频器,变频器通过内置PID进行比较计算,从而调节其输出频率,达到空压机恒压供气和节能的目的。

  传统空压机工作图

  

 

  变频空压机工作图

  

 

  三、螺杆空压机节能改造的优点

  1、节约能源。

  传统的控制方式,空压机在加载时:从设定压力到卸载压力的加压过程中,电能白白浪费掉,而经过减压阀减压的过程,也是在浪费能量;空压机卸载时:关闭电磁阀使电机一直在空转,这种调整方法同样是极大的能力浪费,卸载时的功耗约占满载的20%~40%。

  在变频控制方式下,变频驱动系统通过控制电机转速来控制气压,使输出压力始终维持在设定压力,输出压力保持恒定,避免频繁加卸载导致的电能浪费。

  2、启动电流小、对电网无冲击。

  传统的空压机主电机采用Y-△减压起动,起动电流约为额定电流3倍,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。

  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;电机实现软启停,避免冲击电流造成的危害,有利于延长设备的使用寿命。

  3、供气压力稳定。

  传统的空压机,通过设定“工作压力上限”和“工作压力下限”将气压稳定在一定的范围,这就导致,气压必定是不稳定的,而且有很大的浪费。

  变频器可以闭环实时监测供气管路中气体的压力,PID调节器比较当前压力与设定压力差值比较,保证输出压力始终维持在设定压力,输出压力保持恒定,提高生产效率和产品工艺质量。

  4、延长空压机的使用寿命。

  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和机械部分所造成的冲击,增强系统的可靠性,使压缩机的使用寿命延长。

  5、噪音低。

  变频器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。

  四、改造方案

  改造时,可以提供一个独立的变频控制柜,内置所有变频改造所需要的部件,包括变频器、操作面板、交流接触器、控制按钮等等。空压机改造时,只需要将用户原来的空压机系统的主电路和控制电路信号,接到对应的控制柜接线端子上,即可完成对空压机的变频改造工程。该过程不需要对原先的空压机内部构造做任何的改动,改造方便、快捷,同时也便于日后的保养和维修。

  朗压空压机节能控制系统

  节能系统采用工频/变频切换的回路,采用压力传感器替换原来的压力开关,将排气压力转换成4~20mA电流信号,反馈回变频器端子,系统能根据用户设定压力和压力反馈,自动调节电机转速,实现恒压闭环控制。

  系统电气图如下:

  

  五、节能效益分析

  空压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空压机运行成本的80%。

  假设实际用气压力为7Bar,工频机组设定“工作压力上限”和“工作压力下限”分别为6bar和8bar。压力就在8bar和6bar之间浮动,而电磁阀在8bar时卸载,6bar时加载,2bar压差就带来了高负荷电流损耗。以55KW的普通机组算,平均产气只占额定排气量的70%,一年运行8000小时,电费0.7元/度,与变频机组相比,普通机组将产生两个损耗: A、空载损耗 B、压差损耗,

  其中:

  A、空载损耗:

  30%卸载时间×卸载时所产生的空载电流损耗(45%×55KW/小时)×8000小时/年×0.7元/度=41580元/年。

  B、压差损耗:

  70%加载时间×高出2bar压差所带来的损耗(14%×55KW/小时)×8000小时/年×0.7元/度=30184元/年。

  综上所述,变频机组比工频机组节能41580+30184=71764元/年。

 

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