空压机如何应用变频器？ 点击：17312 | 回复：184
发表于：2006-09-12 14:22:00
84楼
变频节能改造对空压机不会有影响。以下是我公司为无锡一家企业做的空压机节能改造方案。（图片没法上传，请给我你的EMAIL，我给你传这份报告的电子版）
无锡市XX有限公司
空气压缩机变频节能改造方案
一、 现状
无锡市XX有限公司是江苏省民营高科技股份制企业，设备先进，管理严格。目前该公司生产车间配备英格索兰等各类空气压缩机4台，由于该类系统在运行过程中所耗电费占经营成本的比重比较大，现我公司建议对该系统实施变频节能改造。
二、改造目的
1、 节能
空压机的节能空间很大，主要是因为电机的输出功率和实际用气量不匹配，用气量和电机输出功率关系如下图示意：
图中可以看出电机的输出功率和实际用气量是不匹配的。若空压机采用变频工作方式后，就可以根据实际用气量来调节电机的转速，从而使电机的输出功率和实际用气量基本吻合，从而达到节能的目的。图中的阴影部分就是可以节能的空间。
在空压机卸载过程中，由于电机功率大，不能频繁起动，电机只能做空转，造成了能源的浪费。我们对贵公司37KW空压机进行了现场观测，卸载时间要大于加载时间，电机空转电流有30A左右。变频改造后，电机由于可以软启动，卸载过程中就可以让电机停下来，或维持一个较低的基频运行，这样就可以节约下空压机卸载时浪费的这部分能量。
2、改善用气质量
空压机采用变频工作方式后，可以根据生产工艺的不同要求，任意调节管网气压，使管网气压基本稳定在一个很小的范围内，满足更高的生产工艺要求。
3、保养设备减小维修量
空压机采用变频工作方式后，电机起动方式变为软起动，电机起动电流大大减小，使电机和电网设备减少了冲击。变频器对电机加了多种保护功能，电机长期在工频以下工作，工作电流大大减小，延长了其使用寿命。
4、降低噪音
电机随着用气量的大小改变转速，将大部分时间运行在额定转速以下，所有的传动部件都降低了转速，摩擦减少，运行更平稳，噪音自然降低。
三、空压机工作原理及系统中存在的不足
1、工作原理
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齿被主电机驱动而旋转。
原空压机的主电机运行方式为星-三角或自藕减压起动。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。如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，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，压缩机满载运行。
2、原系统工况中存在的不足
主电机虽然星-三角减压起动，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；主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重；主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大；主电机工频起动对设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护时工作量大。
四、空压机变频节能改造原理
企业在设计空压机的装机容量时，都是按照厂里的最大生产工况来考虑的，而普通情况下，由于各方面原因，只能用到产能的50%-80%。在此种状况下，空压机一直都是全速运行，正常情况空压机设计时将这部分多余的能量通过溢压阀放掉了，溢压阀放的能量越多，那么浪费的电能就越多；新型的空压机虽已采用自动控制，当气压到达设定值时通过调节进气量来调整做功量，当到达最大设定值时关闭进气阀让电机空转，这样虽可节约一部分电能，但据我们实测，空转时的电流只是降到打压时的一半电流（如一台37KW空压机，打压时电流为70A到75A，空转时电流也有30A左右），都存在电能的浪费。
既然有浪费那么就有了节能的空间。我公司生产的空压机专用变频器就解决了这个问题。变频节能改造工作原理如图：
上图中，采用闭环控制，不管车间用气情况如何，始终保持管网气体压力基本恒定。通过压力传感器，采集空压机运行压力，给出信号给变频器，调节空压机的转速和输出功率，形成一闭环反馈系统，自动依实际需要调节空压机供气量，并保持压力的恒定，以达到节能的目的。当用气量增加，管网气压降低，压力变送器将检测信号送给变频器，变频器把此信号与给定的目标压力值比较，压力差值增大，变频器再对其压力差值进行PID控制，提高电动机运行频率，使空压机增加出气量；当用气量减少时，实际管网压力大于给定压力时，变频器就自动降低电机转速，使空压机减少出气量，减小了能耗。当卸载时，电机以空载运行时，电机转速维持在较低的下限频率下运行，能更进一步降低能耗。一般经过改造以后，节电率可达到20%-50%。
五、 空压机变频节能改造原理接线图
1、工频、变频切换原理图
注：空压机经变频改造后，可很方便地进行原工作方式和变频工作方式的任意切换
2、反馈控制信号的原理接线图
六、空压机变频节能改造后的益处
1、节约能源
变频器控制空压机与传统控制的空压机比较，能源节约是最有实际意义的，根据空气量需求来供给的空压机工况是最经济的运行状况。
2、运行成本降低
传统空压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空压机运行成本的70%。通过节能改造后能源成本降低20%以上，再加上变频改造后起动对设备的冲击减少，维护和维修量也随之降低，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，使空压机的压力输出与用户系统所需的气量相匹配。变频控制空压机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于变频控制电机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在3pisg变化范围，也就是0.2bar范围内，有效地提高了工况的质量。
4、延长空压机的使用寿命
变频控制从0Hz起动电机，同时起动的加速时间可以调整，从而减少起动时对空压机的电气部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使空压机的使用寿命得到延长。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用电设备，变频技术则能够有效的将起动电流的峰值减小到最低程度。
5、降低了空压机的噪音
根据空压机的工况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减缓，因此有效地降了空压机运行时的噪音。现场测定表明，噪音与原系统比较下降约5至10分贝。
七、理论投资回报分析
八、具体实施方案
九、质量保证及售后服务
质量保证：安装验收完成后正常使用的空压机专用变频器提供一年免费保修；对于保修期以外的服务按实价收取维修成本费用。
售后服务包括：对贵公司相关技术人员进行使用、维护、保养等专题培训；保修期内每2-3个月对用户回访一次，并对设备进行必要的松紧和保养；对出现的故障，48小时提供合理有效的解决方案；提供终身技术支持。
无锡瑞尔特科技有限公司
2006年7月24日
无锡瑞尔特科技有限公司
0510-85344088-8009
0510-85344788
13861866646毛先生maoweijiang@vip.sina.com
www.cnrtt.com
无锡市XX有限公司
空气压缩机变频节能改造方案
一、 现状
无锡市XX有限公司是江苏省民营高科技股份制企业，设备先进，管理严格。目前该公司生产车间配备英格索兰等各类空气压缩机4台，由于该类系统在运行过程中所耗电费占经营成本的比重比较大，现我公司建议对该系统实施变频节能改造。
二、改造目的
1、 节能
空压机的节能空间很大，主要是因为电机的输出功率和实际用气量不匹配，用气量和电机输出功率关系如下图示意：
图中可以看出电机的输出功率和实际用气量是不匹配的。若空压机采用变频工作方式后，就可以根据实际用气量来调节电机的转速，从而使电机的输出功率和实际用气量基本吻合，从而达到节能的目的。图中的阴影部分就是可以节能的空间。
在空压机卸载过程中，由于电机功率大，不能频繁起动，电机只能做空转，造成了能源的浪费。我们对贵公司37KW空压机进行了现场观测，卸载时间要大于加载时间，电机空转电流有30A左右。变频改造后，电机由于可以软启动，卸载过程中就可以让电机停下来，或维持一个较低的基频运行，这样就可以节约下空压机卸载时浪费的这部分能量。
2、改善用气质量
空压机采用变频工作方式后，可以根据生产工艺的不同要求，任意调节管网气压，使管网气压基本稳定在一个很小的范围内，满足更高的生产工艺要求。
3、保养设备减小维修量
空压机采用变频工作方式后，电机起动方式变为软起动，电机起动电流大大减小，使电机和电网设备减少了冲击。变频器对电机加了多种保护功能，电机长期在工频以下工作，工作电流大大减小，延长了其使用寿命。
4、降低噪音
电机随着用气量的大小改变转速，将大部分时间运行在额定转速以下，所有的传动部件都降低了转速，摩擦减少，运行更平稳，噪音自然降低。
三、空压机工作原理及系统中存在的不足
1、工作原理
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齿被主电机驱动而旋转。
原空压机的主电机运行方式为星-三角或自藕减压起动。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。如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，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，压缩机满载运行。
2、原系统工况中存在的不足
主电机虽然星-三角减压起动，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；主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重；主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大；主电机工频起动对设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护时工作量大。
四、空压机变频节能改造原理
企业在设计空压机的装机容量时，都是按照厂里的最大生产工况来考虑的，而普通情况下，由于各方面原因，只能用到产能的50%-80%。在此种状况下，空压机一直都是全速运行，正常情况空压机设计时将这部分多余的能量通过溢压阀放掉了，溢压阀放的能量越多，那么浪费的电能就越多；新型的空压机虽已采用自动控制，当气压到达设定值时通过调节进气量来调整做功量，当到达最大设定值时关闭进气阀让电机空转，这样虽可节约一部分电能，但据我们实测，空转时的电流只是降到打压时的一半电流（如一台37KW空压机，打压时电流为70A到75A，空转时电流也有30A左右），都存在电能的浪费。
既然有浪费那么就有了节能的空间。我公司生产的空压机专用变频器就解决了这个问题。变频节能改造工作原理如图：
上图中，采用闭环控制，不管车间用气情况如何，始终保持管网气体压力基本恒定。通过压力传感器，采集空压机运行压力，给出信号给变频器，调节空压机的转速和输出功率，形成一闭环反馈系统，自动依实际需要调节空压机供气量，并保持压力的恒定，以达到节能的目的。当用气量增加，管网气压降低，压力变送器将检测信号送给变频器，变频器把此信号与给定的目标压力值比较，压力差值增大，变频器再对其压力差值进行PID控制，提高电动机运行频率，使空压机增加出气量；当用气量减少时，实际管网压力大于给定压力时，变频器就自动降低电机转速，使空压机减少出气量，减小了能耗。当卸载时，电机以空载运行时，电机转速维持在较低的下限频率下运行，能更进一步降低能耗。一般经过改造以后，节电率可达到20%-50%。
五、 空压机变频节能改造原理接线图
1、工频、变频切换原理图
注：空压机经变频改造后，可很方便地进行原工作方式和变频工作方式的任意切换
2、反馈控制信号的原理接线图
六、空压机变频节能改造后的益处
1、节约能源
变频器控制空压机与传统控制的空压机比较，能源节约是最有实际意义的，根据空气量需求来供给的空压机工况是最经济的运行状况。
2、运行成本降低
传统空压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空压机运行成本的70%。通过节能改造后能源成本降低20%以上，再加上变频改造后起动对设备的冲击减少，维护和维修量也随之降低，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，使空压机的压力输出与用户系统所需的气量相匹配。变频控制空压机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于变频控制电机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在3pisg变化范围，也就是0.2bar范围内，有效地提高了工况的质量。
4、延长空压机的使用寿命
变频控制从0Hz起动电机，同时起动的加速时间可以调整，从而减少起动时对空压机的电气部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使空压机的使用寿命得到延长。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用电设备，变频技术则能够有效的将起动电流的峰值减小到最低程度。
5、降低了空压机的噪音
根据空压机的工况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减缓，因此有效地降了空压机运行时的噪音。现场测定表明，噪音与原系统比较下降约5至10分贝。
七、理论投资回报分析
八、具体实施方案
九、质量保证及售后服务
质量保证：安装验收完成后正常使用的空压机专用变频器提供一年免费保修；对于保修期以外的服务按实价收取维修成本费用。
售后服务包括：对贵公司相关技术人员进行使用、维护、保养等专题培训；保修期内每2-3个月对用户回访一次，并对设备进行必要的松紧和保养；对出现的故障，48小时提供合理有效的解决方案；提供终身技术支持。
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2006年7月24日
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