空壓機變頻恆壓供氣節能方法

2022-06-14 23:12:04 字數 2328 閱讀 9614

空壓機在工業生產中有著廣泛地應用。它擔負著為所有氣動元件,包括各種氣動閥門,提供氣源的職責。因此它執行的好壞直接影響生產工藝。

空壓機的種類主要有活塞式、螺桿式,但其供氣控制方式幾乎都是採用加、解除安裝控制方式。

一、電機原理及空壓機加、解除安裝供氣控制方式存在的電能浪費

1、交流非同步電動機的轉速公式為:

n=60f(1-s)/p

其中 n—電機轉速   f—執行電頻率;

p—電機極對數     s—轉差率;

2、空壓機加、解除安裝供氣控制方式存在的問題

(1) 能耗分析

加、解除安裝控制方式使得壓縮氣體的壓力在pmin~pmax之間來回變化。pmin是最低壓力值,即能夠保證使用者正常工作的最低壓力。一般情況下,pmax、pmin之間關係可以用下式來表示:

pmax=(1+δ)pmin

δ是乙個百分數,其數值大致在15%~30%之間。

在加、解除安裝供氣控制方式下的空壓機,所浪費的能量主要在2個部分:

1) 載入時的電能消耗

在壓力達到最小值後,原控制方式決定其壓力會繼續上公升直到最大壓力值。在加壓過程中,一定要向外界釋放更多的熱量,從而導致電能損失。另一方面,高於壓力最大值的氣體在進入氣動元件前,其壓力需要經過減壓閥減壓,這一過程同樣是乙個耗能過程。

2) 解除安裝時電能的消耗

當壓力達到壓力最大值時,空壓機通過如下方法來降壓解除安裝:關閉進氣閥使電機處於空轉狀態,同時將分離罐中多餘的壓縮空氣通過放空閥放空。這種調節方法要造成很大的能量浪費。

據我們測算,空壓機解除安裝時的能耗約佔空壓機滿載執行時的10%~25%(這還是在解除安裝時間所佔比例不大的情況下)。換言之,該空壓機20%的時間處於空載狀態,在作無用功。很明顯在加解除安裝供氣控制方式下,空壓機電機存在很大的節能空間。

(2)其它不足之處

1)靠機械方式調節進氣閥,使供氣量無法連續調節,當用氣量不斷變化時,供氣壓力不可避免地產生較大幅度的波動。用氣精度達不到工藝要求。再加上頻繁調節進氣閥,會加速進氣閥的磨損,增加維修量和維修成本。

2) 頻繁採用開啟和關閉放氣閥,放氣閥的耐用性得不到保障。

二、恆壓供氣控制方案的設計

針對原有供氣控制方式存在的諸多問題,可應用變頻調速技術進行恆壓供氣控制。採用這一方案時,我們可以把管網壓力作為控制物件,壓力變送器yb將儲氣罐的壓力p轉變為電訊號送給pid智慧型調節器,與壓力設定值p0作比較,並根據差值的大小按既定的pid控制模式進行運算,產生控制訊號送變頻調速器vvvf,通過變頻器控制電機的工作頻率與轉速,從而使實際壓力p始終接近設定壓力p0。同時,該方案可增加工頻與變頻切換功能,並保留原有的控制和保護系統,另外,採用該方案後,空壓機電機從靜止到旋轉工作可由變頻器來啟動,實現了軟啟動,避免了啟動衝擊電流和啟動給空壓機帶來的機械衝擊。

三、系統元器件的選配及系統的安裝與除錯

(1) 安裝

控制櫃安裝在空壓機房內,與原控制櫃分離,但與壓縮機之間的主配線不要超過30m。控制迴路的配線採用遮蔽雙絞線,雙絞線的節距在15m以下。另外控制櫃上裝有換氣裝置,變頻器接地端子一定不能與動力接地混用,以上措施增強了系統的穩定性、可靠性。

(2) 除錯

a) 變頻器功能設定(不同的工況及控制方式,功能設定可能不同)

01-00=1設定為1:執行指令由外部端子控制

01-05=20加速時間:設定為20s,具體數值根據工況及生產要求

01-06=20減速時間:設定為20s

01-10=50最大頻率:設定為50hz(等於電機額定頻率)

01-24=1 (設為標準電機)

01-25=100-105 電機過載保護水平:具體數值根據工況及生產要求

05-00=1 pi控制方劍荷櫛行?i>

05-01=0 pi調節誤差極性:設為正極

05-02=0 pi給定訊號選擇:設為0

05-03=72% (給定壓力值) pi數字給定值 (100%對應10kg)

05-04=1或2 pi反饋訊號選擇

05-07=5-10 積分時間 5-10秒

05-09=25 pi調節執行最小頻

(3) 除錯中其他事項

增加變頻器裝置,整套改造裝置並不改變空壓機原有控制原理,原空壓機系統保護裝置依然有效。並且工頻/變頻切換採用了電氣及機械雙重聯鎖,大大的提高了系統的安全、可靠性。

在除錯過程中,將變頻器下限頻率調至40hz,然後用紅外線測溫儀對空壓機電機的溫公升及管路的油溫進行了長時間、嚴格的監測,電機溫公升約2-4℃之間,屬正常溫公升範圍,油溫基本無變化,排氣溫度下降5℃。所以40hz下限頻率執行對空壓機機組的工作很安全。

(4)節電資料

四、結束語

經過一系列的反覆調整,最終系統穩定在39.5-42.5hz的頻率範圍,管線壓力基本保持在0.

69mpa,供氣質量得到提高。改造後空壓機的執行安全、可靠,同時達到了工廠用氣的工藝要求。

空壓機變頻恆壓供氣方案的設計

1 引言 空壓機在工業生產中有著廣泛地應用。在供水行業中,它擔負著為水廠所有氣動元件,包括各種氣動閥門,提供氣源的職責。因此它執行的好壞直接影響水廠生產工藝。空壓機的種類有很多,但其供氣控制方式幾乎都是採用加 解除安裝控制方式。例如我廠使用的南京三達活塞式空壓機 美國壽力螺桿壓縮機和atlas螺桿式...

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