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  空压机恒压供气节能技术  

  

       空压机原理介绍及种类划分   

      空压机,即空气压缩机。它是将原动机(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置,是压缩空气的气压发生装置。空压机运行状况的好坏直接影响工厂的生产工艺,其种类很多,主要分为活塞式、螺杆式和离心式,其中螺杆式空压机应用最广泛。螺杆空压机的工作原理是由一对相互平行啮合的阴阳转子(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容积变化,空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧,实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端,阴转子的槽和阳转子的齿被主电机驱动而旋转。空压机供气的控制方式都是采用加、卸载的方式。


  空压机电能浪费的原因   

      空压机在工作时,由于空压机不能排除在满负荷状态下长时间运行的可能性,所以只能按最大需要来决定电动机的容量,设计余量一般偏大。工频起动设备时的冲击大,电机轴承的磨损大,所以设备维护量大。虽然都是降压启动,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,而且大多数是连续运行,由于一般空气压缩机的拖动电机本身不能调速,因此就不能直接使用压力或流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配,电机不允许频繁启动,导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行,电能浪费巨大。
  螺杆空压机供气工作时采用加载--卸载的运行方式,加载状态下,空压机是满负荷工作并产气,此时效能最高;卸载状态下,空压机则是电动机空转且不产气,此时空压机电机转速不变,电能白白浪费。空压机节电原理则是采用恒压供气技术,在加载卸载交替变化的情况下,通过系统智能控制电路和压力传感器信号反馈来改变电动机转速,从而达到控制管路压力来满足单位时间内出风量的目的,进而实现了电能节约。


  节能潜力有多大?   
  对于供气压力波动比较大,加卸载比较频繁的螺杆空压机可采用恒压供气节能技术进行改造,综合节电率在15-40%。一台90KW的空压机在满足条件的情况下可节约电费10万元以上。


  空压机恒压供气改造原理    

      空压机工作过程中最理想的工况是工作压力的稳定,因此我公司采用由节能控制柜、压力变送器等设备组成压力闭环控制系统,使储气罐内空气压力稳定在设定范围内,进行恒压控制,即:通过压力传感器测得管网压力值与设定压力值相比较,得到压力差经PID调节器计算出节能控制柜作用于电动机的频率值。反馈压力与设定压力进行PID比较运算,由节能控制柜输出相应频率和幅值的交流电,使电动机得到相应转速,实时控制节能控制柜的输出,空压机输出相应压缩空气到储气罐,以达到管网压力与给定值相等,使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。使用过程中压力基本是恒定的,偶尔的波动也控制在±0.01mpa之内。

  整个控制过程如下

      用气需求↑ —— 管路气压↓—— 压力设定值与返馈值的差值↑ —— PID输出↑ —— 节能控制柜输出频率↑ —— 空压机电机转速↑ —— 供气流量↑—— 管路气压趋于稳定


  正常情况下,空压机在变频调速控制方式下工作。节能控制柜一旦出现故障,生产工艺不允许空气压缩机停机,因此,系统设置了工频与变频切换功能,这样当节能控制柜出现故障时,可由工频电源通过接触器直接供电,使空压机照常工作,不会对生产造成任何影响。另外,采用该方案后,空压机电动机从静止到稳定转速可由节能控制柜实现软启动,避免了启动时的大电流和启动给空压机带来的机械冲击。


  恒压供气节能改造的优势和特点   

      1.有功节电明显

      由于空压机基本属于恒转矩负载,在转速降低的情况下,有功节电(有功节电的意义在于可以直接节约电费开支,降低生产成本)明显节电率通常在15%-40%之间;

      2.提高功率因数

      无功节电明显,无功节电的意义在于降低车间供电母线的线路损耗,降低车间配电变压器的二次电流,节约的无功电流可以出让给电网中新安装的设备,从而化解了新增设备后的车间配电变压器增容问题。同时,无功电流的减少可以降低电力变压器的运行温升,从而延长电力变压器的使用寿命,达到节电和优化供电的目的;

      3.适用重载启

      动平稳的重载启动,设备低频响应好,加上功率裕量大,完全可以满足甚至胜任低频运转时的转矩需求。因此完全适用于“重载启动”;

      4.延长机械寿命 减轻环境污染

      延长机械寿命,空压机转速的降低,液压泵运行磨损减少,具有延长液压泵寿命的效果;同时,机床液压管路的泄漏大为减少,减轻对环境污染的压力;

      5.降低液压油温

      液压油温明显降低,这对于在夏天高温环境长期工作的空压机工作压力降低的缺点是一种很好的应对措施;

      6.降低作业噪音

      降低噪音,可明显改善现场作业环境,为职业卫生管理中环境噪音污染治理提供有效手段。减少噪音带来的危害;

      7.启停保护机器

      优越的软启动、软停止特性,这样可以将空压机启停时产生的冲击减少至最小;

      8.降低维修成本 减少劳动强度

      降低机组检修维护成本,减少维修人员劳动强度。