節能技術培訓資料
一、 空壓機節能專題
1.1裝置知識
裝置概況：
據不完全統計，在我國，電能的60％是被各行各業中廣泛使用的風機、水幫浦所消耗，而空壓機則佔了60％中的15％左右，可想而知其年耗電量有多大。而空壓機不能排除在滿負荷狀態下長時間執行的可能性，所以只能按最大需要來決定電機容童，設計冗餘量一般偏大。在執行中，輕載執行時間所佔的比例是很高的。
同時空壓機是結構複雜的通用裝置，工作時間長，配備電機功率較大，儘管我們加強日常執行管理如減少洩漏、合理潤滑、定期維護，但是其蘊藏的節能潛力遠未被挖掘出來。如果採用變頻調速，可大大提高輕載執行時的工作效率，降低空壓機的功耗。
裝置分類：
空壓機主要結構型別：活塞式，螺桿式，離心式。螺桿式空壓機運用最廣泛。
活塞空壓機工作原理：是電動機通過聯軸器直接驅動曲軸，帶動連桿與活塞桿，使活塞在壓縮機氣缸內作往復運動，完成吸入、壓縮、排出等過程，將無壓或低壓氣體公升壓，並輸出到儲壓罐內。其中，活塞元件，活塞與汽缸內壁及汽缸蓋構成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內作往復運動以實現汽缸內氣體的壓縮。
螺桿空壓機的工作原理：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週期性的容積變化，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。空壓機的進氣口和出氣口分別位於殼體的兩端，陰轉子的槽和陽轉子的齒被主電機驅動而旋轉。
離心式空壓機的工作原理：離心式空壓機是一動力型空壓機，他通過旋轉的渦輪完成能量的轉換，轉子通過改變空氣的動能和壓力來實現以上的轉換。由靜止的擴壓器降低空氣的流速來實現動能向壓力的變換。
離心式空壓機是無油空壓機，運動齒輪的潤滑油由軸密封和空氣隔離。離心式是連續工況式壓縮機，移動件很少，特別適用於大氣量無油的要求。離心式空壓機是水冷式的，典型機組包括後冷卻器和所有的控制裝置。
活塞式壓縮機與螺桿壓縮機的效能對比：
活塞機的噪音大，且維修不便，維修．大多數活塞機使用過程中經常會出問題，所以給使用者帶來極大的不便。而用高效率高可靠性的螺桿壓可以降低工廠的生產成本，增加經濟效益，方便裝置管理，美化公司環境，提高公司形象，高效率高可靠性的螺桿壓縮機淘汰現有的活塞式空壓機是必然趨勢。
活塞式空壓機是廣大使用者非常熟悉的一種機型，在很早期是一種大家都認同的產品，但老式的活塞空壓機，其執行的經濟性、可靠性差，隨著技術的不斷革新，新型空壓機的出現，活塞式空壓機的缺點越來越突出，下面就其效能作乙個對比：
a、活塞式空壓機有氣閥、活塞、活塞環、連桿瓦等諸多易損件，連續執行的可靠性差，一方面會影響生產，另一方面會增加維護管理的費用。
b、與螺桿空壓機相比，活塞式空壓機的效率低，特別是長期連續執行，其經濟性更差。由於活塞式空壓機所形成的壓縮腔內很多都是易損件，這些易損件的磨損和損壞都將造成氣體壓縮時候更大的洩漏，最終導致壓縮機效率的降低。由於螺桿壓縮機中不存在影響機器效率的易損件，進行壓縮的一對轉子由於自身結構的特點不會出現磨損。
因此長期連續執行的經濟性要遠遠優於活塞式空壓機。
c、活塞式空壓機為往復式運動機構，存在著不可消除的慣性力，因此執行時振動大，噪音高，較大的活塞式空壓機安裝時需要專門的固定基礎。螺桿空壓機為迴轉式運動機構，平衡性很好，其振動小，噪音低，無需安裝基礎，同時也避免了對工作環境的汙染。
d、活塞式空壓機是往復間斷性供氣，執行時氣流脈動大，螺桿壓縮機轉速高，輸氣平穩，無氣流脈動，能夠滿足要求較高氣量使用者的需求。
e、活塞式空壓機基本沒有自動控制系統，螺桿壓縮機有完善的自動控制與保護系統，屬於機電一體化產品，方便了裝置的維護管理，同時也最大限度地降低了能耗。
f、螺桿空壓機是一種整體結構高度集中化產品，占地面積小，沒有了活塞式空壓機複雜的管路系統，可以美化公司的生產環境。
1.2工作原理及現狀
空壓機主電機執行方式為星-角降壓起動後全壓執行，供氣系統具體工作流程為：當按下啟動按鈕，控制系統接通啟動器線圈並開啟斷油閥，空壓機在解除安裝模式下啟動，這時進氣閥處於關閉位置，而放氣閥開啟以排放油氣分離器內的壓力。等降壓n秒（由時間繼電器控制）後空壓機開始載入執行，系統壓力開始上公升。
如果系統壓力上公升到壓力開關上限值，即起跳壓力，控制器使進氣閥關閉，油氣分離器放氣，壓縮機空載執行，直到系統壓力降到壓力開關下限值後，即回跳壓力下，控制器使進氣閥開啟，油氣分離器放氣閥關閉，壓縮機開啟，油氣分離器放氣閥關閉，壓縮機滿載執行。
傳統空壓機使用現狀及特點：
1、具有恆轉矩性質，電動機的軸功率pl與轉速n成正比。
2、大多處於長時間連續執行狀態，但負載大小常有變動，為連續變動負載。
3、工頻啟動電流大約是額定電流的5~7倍，對裝置時的衝擊大，電機軸承的磨損大，所以裝置維護量大。
4、大多有自動解除安裝與裝載裝置，在自動解除安裝或裝載時，負載將突變，導致整個氣網壓力經常變化，不能保持恆定的工作壓力。
5、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執行，空載狀態下不產生壓縮空氣，但其用電量為滿負荷的30% -60%左右，這部分電能被白白浪費掉。
6、由於空壓機不能排除在滿負荷狀態下長時間執行的可能性，所以只能按最大需要來決定電動機的容量，設計餘量一般偏大。
7、氣站壓力不穩定，波動較大。當壓力過小時影響生產工藝，降低了產品的合格率，加大了生產成本。
8、一些企業為了保證產品的合格率，加大了氣站的壓力，這過高的氣站壓力導致能量的大量損耗。
1.3變頻節能原理
由於空壓機基本上屬於恆轉矩負載，採用調整電機轉速的方法調整供氣量，能使電機的輸出功率基本與轉速（供氣量）成正比關係。系統採用壓力閉環調節方式，並採用專業節能控制模組，調節空氣壓力，保持壓力恆定，實現輸出功率與工況的精確匹配。不但可以提高送氣質量，還能收到非常好的節電效果。
根據不同的工況節電率可以達到15%~40%。
變頻調速系統以輸出壓力作為控制物件。由壓力感測器取出的反饋訊號，接到pid調節器，與預置的壓力給定訊號相比較，經pid調節後的綜合訊號接到變頻器的輸入給定端，從而按壓力的變動量決定電動機的工作頻率和轉速的大小，實現自動調節方式。如果變頻器本身pid調節功能時，則不需外加pid調節器。
整個控制過程如下：
用氣需求↑ —— 管路氣壓↓—— 壓力設定值與返饋值的差值↑ —— pid輸出↑ —— 變頻器輸出頻率↑ —— 空壓機電機轉速↑ —— 供氣流量↑—— 管路氣壓趨於穩定。
根據空壓機執行特性知：
q1 / q2 = n1 / n2
h1 / h2 =（ n1 / n2）2
p1 / p2 =（ n1 / n2）3
式中 q———空壓機供給管網風量；
h———管網壓力；
p———電機消耗功率；
n———空壓機轉速。
由上式可知，當電機轉速降至額定轉速的80%，則空壓機供給管網風量降為80%，管網壓力降為（80%）2，電機消耗功率則降為（80%）3，即51.2%，去除電機機械損耗和電機銅、鐵損耗等影響，節能效率也接近40%，這就是調速節能的原理所在。
1.4變頻改造注意事項
空壓機變頻改造注意事項
1）空壓機是大轉動慣量負載，這種啟動特點就很容易引起v/f控制方式的變頻器在啟動時出現跳過流保護的情況，建議選用具有高啟動轉矩的無速度感測器向量變頻器，保證即能實現恆壓供氣連續性，又保證裝置可靠穩定的執行。
2）空壓機不允許長時間在低頻下執行，當空壓機的轉速過低，一方面將使空壓機的工作穩定性變差，另一方面也使缸體的潤滑變差，會加快磨損。所以工作的下限頻率應不低於20hz。
3）為了有效濾除變頻器輸出電流中的高次諧波分量，減小因高次諧波引起的電磁干擾，建議選用輸出交流電抗器，還可以減小電機執行噪音和溫公升，提高電動機的穩定性。
4）建議功率選用比空壓機功率大一等級的變頻器，以免空壓機啟動出現頻繁跳閘的情況。
5）設計時，系統應具備變頻和工頻兩套控制迴路，確保變頻出現異常跳保護時，不影響生產。
1.5餘熱**節能原理
螺桿空壓機的工作原理是由一對相互平行嚙合的陰陽轉子(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週期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，從而實現空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程。螺桿空氣壓縮機在長期連續的執行過程中，把電能轉換為機械能，機械能轉換為風能，在機械能轉換為風能過程中，空氣得到強烈的高壓壓縮，使之溫度驟公升，這是普通物理學機械能量轉換現象，機械螺桿的高速旋轉，同時也摩擦發熱，這些產生的高熱由空壓機潤滑油的加入混合成油、氣蒸汽排出機體，這部分高溫油、氣的熱量相當於空壓機輸入功率的25-30%，它的溫度通常在80℃（冬季）—100℃（夏秋季）。由於機器執行溫度的要求，這些熱能通過空壓機的散熱系統做為廢熱排往大氣中。
螺桿空壓機節能系統就是利用熱能轉換原理，把空壓機散發的熱量**轉換到水裡，水吸收了熱量後，水溫就會公升高。使空壓機組的執行溫度降低，不僅提高了空壓機執行效率，延長空壓機潤滑油使用壽命，**的熱水還可用於員工熱水洗澡、辦公室及生產車間採暖、鍋爐補充水、金屬塗裝清潔處理、無塵室恆溫恆濕車間及其他需要使用熱水的地方，從而降低了企業為福利生活用熱水、工業用熱水而長期支付的經營成本。
1.6餘熱**系統特點簡要介紹
空壓機原有冷卻系統與餘熱利用技術是兩套完全獨立的系統，使用企業無須擔心由於我方系統的原因而影響空壓機的執行。兩套系統的切換由電磁閥控制，在餘熱利用系統未啟用時，空壓機使用機身自帶冷卻系統；當餘熱利用系統啟動時，電磁閥自動切換至餘熱利用系統；當我方系統出現故障時，切斷我方系統電源，即可使用空壓機原有冷卻系統。本餘熱利用技術是全自動控制系統，無需人為操作，控制系統會根據溫度、水位的情況做出判斷，自行決定換熱方式以及空壓機的冷卻方式。
水管全部用pp-r熱水管及外包保溫層，安裝1臺空壓機熱水器，水幫浦全部採用高溫熱水幫浦，控制用智慧型化裝置，在控制面板上即可監測到水箱溫度、水箱水位、系統工作狀態、故障指示等功能，自動化控制，完全不用人工作業，提高管理人員工作效率；
空壓機節能改造方案
一 前言 目前，在玩具廠，發泡廠，注塑廠等廠礦企業空壓機用量很大，一般從幾千瓦到上百千瓦不等。而隨著產品生產進入微利時代，在競爭日趨激烈的今天，由於諸多不利因素導致產品 居高不下，利潤降低，廠家急需有一種新的方法，在同業中保持質量與 均佔優勢，以維持收益，那就是節能增效，降低產品的消耗，提高裝置的效...
空壓機節能改造方案
空壓機系統節能 改造方案 菲達 節能 杭州菲達環保技術研究院 空壓機節能專案可行性報告 經現場勘查,原空壓機執行存在以下問題 1 浪費電能 空壓機長時間處於高速運轉,即使是解除安裝時電機仍為全速執行,浪費大量的電能。如汽車在停車時，掛了空檔，但油門不松，仍然處於高速運轉，勢必大量浪費燃油。2 氣壓不...
空壓機節能改造方案
南京茂鼎食品 目錄1使用者概況 2 1.1壓縮空氣系統執行概況 2 1.2目前系統現狀分析 2 1.3系統裝置及引數 2 2系統組建原則 3 3節能系統實施方案 3 3.1空壓機節能原理 3 3.2節能控制系統 4 3.3空壓機節能改造帶來的益處 4 3.4系統節能方法及裝置連線 5 3.5節電經濟...