变频器用在空压机节能控制系统中的可行性分析 点击:270 | 回复:1



duxiake

    
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发表于:2013-08-03 17:43:52
楼主

让不让通过啊!!!!




duxiake

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发表于:2013-08-03 17:51:04
1楼

摘要

通过采用空压机节能控制系统,在不影响正常生产及工艺要求的情况下,可以有效的节电20%~60%。同时,能够很好的对于电气回路进行保护,延长设备的使用寿命,降低设备的维护费用。

 

一、传统空压机控制系统技术弱点分析

螺杆空压机的工作原理:由一对相互平行啮合的阴阳转子在气缸内转动,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有吸入侧输送到输出侧,从而实现空压机的习气、压缩和排气的全过程。阴转子的槽机阳转子齿被主电机驱动而旋转。

但是,传统的螺杆空压机存在一些明显的技术弱点:

(1)启动电流冲击大

传统的空压机主电机采用Y-△减压启动,启动电流约为额定电流3倍左右,仍然很大,对电网冲击大,易造成电网不稳定以及威胁其他用电设备的运行安全。

(2)加、卸载调节供气的控制方式严重浪费能源

传统的控制方式,空压机在加载时:从设定压力到卸载压力的加压过程中,电能白白浪费掉,而经过减压阀减压的过程中,也是在浪费能量;空压机卸载时:关闭电磁阀使电机一直在空转,这种调整方式同样是极大的能量浪费,卸载时的功耗约占满载的20%~40%。

(3)供气压力稳定性差,生产工艺难保证

在产品生产环节,气压的稳定性对产品质量的影响是很大的,用户对供气压力精度都有一定要求,传统的空压机为避免气压不足,供气压力较要求值要偏高一些,但这样会使成本高、能耗大,同事频繁的加载卸载也很难保证气压精度。

变频器可以闭环实时缉拿侧供气管路中气体的压力,PID调节器比较当前压力与设定压力差值比较,保证输出压力始终维持在设定压力,输出压力保持恒定,提高生产效率和产品工艺质量。

 

二、空压机节能控制系统特色优势简介

采用空压机节能控制系统,通过长时间的理论及实践经验的结合,发现采用空压机节能控制系统与传统单独使用空压机将具有以下的优势:

(1)启动电流平稳,延长设备寿命

空压机节能控制系统则采用变频器启动主电机。变频器可使电机启动、加载时的电流平缓上升,没有任何冲击;电机实现软启停,避免冲击电流造成的危害,有利于延长设备的使用寿命。

(2)恒定压力控制,避免频繁启停,节电效果明显

在变频控制方式下,变频驱动系统通过控制电机转速来控制气压,使输出压力始终维持在设定压力,输出压力保持恒定,避免频繁加载卸载导致电能的浪费。

空压机属于恒转矩负载,但就输出功率而言,采用变频调节节能效果远不如风机泵类二次负载显著。但空压机大多处于长时间连续运行状态,由于设计时都是按最大绣球来选择排气量的,而实际工作中,空压机经常会运行在非满载状态,非满载运行过程有着巨大的节能空间。

(3)供气压力稳定性好,确保产品工艺品质

变频器可以闭环实时缉拿侧供气管路中气体的压力,PID调节器比较当前压力与设定压力差值比较,保证输出压力始终维持在设定压力,输出压力保持恒定,提高生产效率和产品工艺质量。

 

三、空压机节能控制系统改造方案

在传统的螺杆空压机的控制回路中,增加空压机恒压控制系统,只需要将原有线路做简单的处理。其改造线路如线图所示:

 

改造方案在最大限度的不更改原来系统参数下进行:

第一,从原系统引入系统运行信号。

第二,从原系统引入压力信号。

通过空压机节能控制系统内部参数的运算及处理,根据实际用气量来调节电机转速,最大限度的节省能源。

 

三、空压机节能控制系统的节能效果

(1)采用空压机节能控制系统节能效果实例分析

目前我公司共有三台螺杆空压机,分别为美国寿力WS3708-37KW空压机一台、美国寿力WS3008-30KW空压机一台、安庆卡特尔LSD-50A 37KW空压机一台。下面以美国寿力WS3708-37KW空压机为例,分析其节能效果。

通过根据观察,空压机组的实际供气压力为7Bar,工频机组设定的“加载压力”和“卸载压力”分别为6.8Bar和8Bar。压力就在6.8Bar和8Bar之间浮动,1.2Bar压差就带来了高负荷电流损耗。公司目前采用24小时不间断工作模式,正常情况下,其加载时间在110秒左右,卸载时间为20秒。则加载时间占85%,卸载时间占15%。按照一年运行4000h,工业用电价格按照0.8元/度,与变频恒压控制系统相比,普通机组电能损耗主要为两个方面:A、空载损耗B、压差损耗。

其中:空载损耗:

15%卸载时间×卸载时所产生的空载电流损耗(25%×37KW/小时)×4000小时/年×0.8元/度=4440元/年。

压差损耗:

85%加载时间×高出1.2Bar压差所带来的损耗(10%×37KW/小时)×4000小时/年×0.8元/度=10064元/年。

综上所述,采用变频恒压系统比工频机组节能4440+10064=14504元/年。

 

四、分析结论

通过采用恒压控制系统控制空压机将会具备以下几个方面的优点:

(1)恒压气源对于数控机床、机械等生产起到品质稳定和效率提高的作用。

(2)由于不进行频繁的启停,使得电机的使用寿命增加,对电网也起到了保护的作用。

(3)节省电能。通过分析可以发现,在空载损耗和压差损耗的节约是非常明显。用于购买空压机节能控制系统的费用,最多不超过一年将收回。

所以,采用空压机变频恒压控制系统对于企业的效益是非常明显的。不仅能够节省电能的损耗、提高设备的使用寿命,同时也符合当前环保、绿色的发展理念,是将来必要的发展趋势。

 

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