空压机变频节能改造方案

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一、空压机工作大原理工况简述
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空积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气品和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽，阴转子的槽也阳转子齿被主电机驱动而旋转。
, Q' b9 \" M7 O  M原空压机的主电机功率为45KW，共三台。运行方式为星一角减压起动于后全压运行体。具体操作程序为：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。若一台气压不够启动第二台，再不够启动第三台。如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力，控制器使气阀关闭，油气分离放气，压缩机空载运行，直到系统压力跌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关闭，压缩机满载运行。
5 W2 F. n; U0 o二、原系统工况存在的问题
1.主电机虽然星一角减压起动，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。
+ _) c6 p" @3 M, K  f$ u2.主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重。
6 x& G, M  l. o, n0 @: X2 [. I3.主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。
4.主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作时对机械量大。
三、变频改造方案
0 I8 }% |5 h$ g  n+ W) l（一）、改造方案原理
$ C  K3 z! o9 W7 p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，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。
（二）、变频改造方案设计原则
9 J+ j3 W) t) N5 T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有如下功能：
1.电机变频运行状态保持储气罐出口稳定，压力波动范围不能超过±0.02Mpa；
2.系统应具有变频和工频两套控制回路；
3.系统具有开环和闭环两套控制回路；
8 J% K' P6 W" W" t2 V1 d  Y* Y4.一台变频器能控制三台空压机组；
5.根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一；
6.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；
1 i& g# g# H8 D8 w7.在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围；
8.考虑到系统以后扩展问题，变频器选55KW以满足将来工况扩展的要求；
: D, Y* [! J9 \* _% G（三）、系统调试
  M1 X/ b" N9 A6 ]& e调试工作分成两部分：
第一、先根据工艺要求、电机参数、负载特性预调变频器参数。
5 X, L' K- d+ s) w3 W第二、系统联动调试。
& [/ }0 ]# ~" ]在完成变频器设定参数调数及空载运行后，进行系统联动调试 。调试的主要步骤：
% v# N/ X1 H  v2 E$ T, c+ w: i/ k1.将变频器接入系统。
2.进行工频旁路的运行。
) |7 j$ u' v* w: d: D$ s2 A3.进行变频回路的运行，其中包括开环与闭环控制两部分调试：
- M$ `8 ]5 k9 c6 i) t, g开环：些时主要观察变频器频率上升的情况，设备的运持声音是否正常，空压机的压力上升是否稳定，压力变器显示是否正常，设备停机是否正常等。如一切正常，则可进行闭环的调试。
# F$ ~- X1 ^! Q$ l: V0 @- Q; \闭环：主要依据变频器频率上升与下降的速度和空压机压力的升降相匹配，不要产生压力振荡，还要注意观察机械共振点，将共振点附近的频率跳过去。
( W% n: X: h9 w6 ~" H0 l* I四、空压机变频改造的效益
1.节约能源
变频器控制压缩机与传统制的压缩机比较，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况是经济的运持状。
2.运行成本的降低
7 X+ B" B# d9 h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成本的70%。通过能源成本降低30%以上，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。由于变频控制机电速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在要求范围内，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OHZ起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少超导劝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，变频调整改造后，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，据以往现场经验测定表明，噪音与原系统比较下降约3至7分贝。
+ J% C5 u5 R' O* L# X, U五、设备投资
: C! Q$ g* n! c1 o5 z7 c序号 设备名称 规格型号 产地 单位 数量 单价（元） 合价（元）
1 变频系统柜 2200*1200*600GGD 长沙 台套 1
& {" \, y( U" E6 P2 \0 y总计
6 b  J) ~  ~: i/ B特别说明：
% v# e& A0 y, }1 I1.该控制柜内有一台伟创AC60-T3-55KW变频器；
2.该控制系统为空压机的核心控制系统，其采用伟创AC60系列变频器一拖三控制大大节约一次投资成本，投资实惠、收效大。该系统在各类调速系统中使用时，是其节能效果可达20-50%，在未受到其他因素的影响下一般可取上限。
) @- c0 J" ^6 |9 d; w1 S六、投资回收期
& ?& i3 I) Z5 a& ^1 u6 |+ u1.空压机节省电费
# }( D  n9 Y" N$ I9 b) P45KW的风机以运行频率40Hz为例，其工作转速的80%，电机消耗的轴功率为Pz=0.83Pn=0.512Pn每年按12月计，每月按30天计，每天按24小时计，考虑各种损耗后以节电30%计算：
W=45×12×30×24×30%=116640千瓦时
以每千瓦时0.5元电价计算，每年可省电费
116640×0.5=58320元
9 }* C3 L. n& k4 n! Q2.节约维修费用若干；
3 u/ v8 n* c/ G4 b( W0 a, m3.投资回报周期=12（月）*41500/58320=12÷152%=8.5（月）
变频器的使用寿命可达10年以上，仅算电机节电部分，8个月左右可收回全部投资，一次投入，长期受益。变频调速技术是一项新的技术，在电机拖动方面有非常好的节能效果，采用变频调速技术，可以大力推动企业的技术进步，全方位地提高企业的综合效益。
七、伟创变频器在空压机上的应用实例
9 Z7 z7 n! t# a/ e- x用户单位 使用功率范围 项目名称
长沙福莱格药业 AC60-T3-90KW、160KW 高压机节能恒压控制系统
长沙肉联厂 AC60-T3-132KW两台 高压机节能恒压控制系统
武汉啤酒厂 AC60-T3-132KW、160KW 高压机节能恒压控制系统
' a# A7 h( L/ M; K& l7 K# c. z* h黄麦岭磷化集团 AC60-T3-55KW四台 空压机节能恒压控制系统

06张伟

了解一下
' `7 U; y7 _" A+ ^8 C1 D谢谢楼主

qjs0906

长知识了，谢谢楼主