對壓縮機進行變頻改造的好處
空壓機運行中自身存在的問題
主電機雖然采用Y-△降壓起動,但起動時的電流仍然很大,并且有一定的啟動時間,這段時間消耗的電能不容忽視。另外,啟動時大電流的沖擊會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其它用電設備的運行安全。
主電機時常工作在滿負荷上,但能量浪費在出口閥門上,屬非經(jīng)濟運行,電能浪費嚴重。
主電機工頻運行致使空壓機運行時噪音很大。
主電機工頻起動設備的的沖擊大,電機軸承的磨損大,所以設備維護工作時機械量大。
當卸荷運行時那部分電流不是做有用功的,而是機械在額定轉速下的空轉損耗。這種機械式調節(jié)裝置雖然也能起到壓力調節(jié)作用,但是壓力調節(jié)精度低,壓力波動大;壓縮機總是在額定轉速下工作,機械磨損大、電耗高。
空壓機變頻節(jié)能原理
由于許多空壓機運行方式是加載、卸載方式。卸載時電機空轉,造成能源浪費。變頻控制即通過改變電動機的轉速來控制空壓機單位時間的出風量,從而達到控制管路的壓力。
控制原理是:通過壓力變送器測得的管網(wǎng)壓力值與壓力的設定值相比較,得到偏差,經(jīng)PID調節(jié)器計算出變頻器作用于異步電動機的頻率值。由變頻器輸出相應頻率和幅值的交流電,調節(jié)馬達的轉速,空壓機輸出相應的壓縮空氣至儲氣罐,使之壓力變化,直到管網(wǎng)壓力與給定壓力值相同。
空壓機變頻改造后的效益
節(jié)約能源。變頻器控制壓縮機與傳統(tǒng)控制的壓縮機比較,能源節(jié)約是最有實際意義的,根據(jù)空氣量需求來供給的壓縮機工況是經(jīng)濟的運行狀況。
運行成本降低。傳統(tǒng)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運行成本的77%。通過能源成本降低24.3%,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。
提高壓力控制精度。變頻控制系統(tǒng)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(tǒng)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。由于變頻控制電機速度的精度提高,所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在3pisg變化范圍,也就是0.2bar范圍內,有效地提高了工況的質量。
延長壓縮機的使用壽命。變頻器從0HZ起動壓縮機,它的起動加速時間可以調整,從而減少起動時對壓縮機的電氣部件和機械部件所造成的沖擊,增強系統(tǒng)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(wǎng)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較低程度。
降低了空壓機的噪音。根據(jù)壓縮機的工況要求,變頻調速改造后,電機運轉速度明顯減慢,因此有效地降低了空壓機運行時的噪音?,F(xiàn)場測定表明,噪音與原系統(tǒng)比較下降約3-7dB。
變頻器改造要求
設計要求:主電機變頻器運行狀態(tài)保持儲氣罐出口壓力穩(wěn)定,壓力波動范圍不超過±0.01MPa;保持原有的工頻控制系統(tǒng),以確保變頻器出現(xiàn)異常保護時,可以直接切入工頻,不影響生產;在用氣量較小的情況下,變頻器處于低頻運行或者進入休眠狀態(tài),應保障電機繞組溫度不超過允許的范圍。
首先,由于空壓機可以在保證生產所需要的較低壓力下運行,電機輸入功率大大下降,輔以壓力閉環(huán)控制,實現(xiàn)空壓機的供氣壓力與轉速的動態(tài)匹配,減少了電機的實際輸入功率,達到節(jié)能目的。即電機的轉速由供氣壓力來控制,壓縮機需要多大的功率,電機就輸出多的功率,而不必做無用功,從而取得良好的節(jié)能效果;
其次,空壓機停止了運轉,電機不存在輕載運行,這部分能量很可觀。相應帶來的其他好處是:供氣壓力穩(wěn)定,通過壓力調節(jié)器,可使空壓機保持在設定的壓力值下工作,壓力穩(wěn)定可靠性高,而且壓力可以無級設定,隨時可調。
電機實現(xiàn)軟啟動,壓縮機的使用壽命及檢修周期都將得到大大延長??諌簷C排氣量由空壓機的轉速來控制,氣缸內氣閥片不再反復地開啟和關閉,閥座、彈簧等工作條件大大改善,避免了高溫、高壓氣體急劇的流動與沖擊,維修工作量減少。