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歐瑞變頻器在英格索蘭空壓機(jī)上的應(yīng)用

來源:歐瑞傳動 瀏覽量: 時間:06.11/2012

一、引言
  空氣壓縮機(jī)是一種利用電動機(jī)將氣體在壓縮腔內(nèi)進(jìn)行壓縮并使壓縮的氣體具有一定壓力的設(shè)備,主要有吸氣、壓縮、作功輸送和排氣四個主要過程。已有幾百年的應(yīng)用歷史,在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面也經(jīng)過了100年的發(fā)展,原理是成熟的,但大容量的空壓機(jī)在工作過程的帶載啟動和泄載一直是一個難題。在結(jié)構(gòu)上分常見有活塞式、螺桿式、和離心式等。它的用途廣泛,可以用于冶金、機(jī)械制造、礦山、電力、紡織、石油化工等各個行業(yè)??諌簷C(jī)占大型工業(yè)設(shè)備(風(fēng)機(jī)、水泵、鍋爐、空壓機(jī)等)耗電量的15%。經(jīng)考察,大部分空壓機(jī)自身存在著以下幾個缺點(diǎn):
  (1) 當(dāng)輸出壓力大于一定值時,自動打開泄載閥,使異步電動機(jī)空轉(zhuǎn),屬非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。
  (2) 異步電動機(jī)易頻繁的啟動、停止,影響電機(jī)的使用壽命;
  (3) 工作條件惡劣,自動排空放氣時噪音極大,造成環(huán)境污染。
  (4) 自動化程度低,輸出壓力的調(diào)節(jié)是靠人為調(diào)節(jié)閥的開度來實(shí)現(xiàn)的,調(diào)節(jié)速度慢,波動大,不穩(wěn)定,精度低;
  (5) 空壓機(jī)工頻啟動電流大,對電網(wǎng)沖擊大,電機(jī)軸承磨損大,設(shè)備維護(hù)量大。
  (6)上下限壓力不易調(diào)節(jié)。壓力調(diào)得太小則易造成不斷的起停而燒毀電機(jī)及電磁開關(guān);調(diào)節(jié)的太大則易造成管路的高壓力、高的傳送損失、漏氣、管路破裂的危險,而且壓力范圍太大也無法滿足現(xiàn)代化工藝要求。
  綜上所述,可用VVVF對現(xiàn)用的空壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改造,以建立恒壓供氣系統(tǒng),從而達(dá)到節(jié)電、減少噪音、降低設(shè)備磨損、減少電網(wǎng)沖擊、提高功率因數(shù)、起到穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的效果。
二、空壓機(jī)變頻改造原理介紹(以螺桿機(jī)為例)
  變頻調(diào)速技術(shù)近年來發(fā)展迅速,并在許多領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。
  由于許多螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行方式是加載、減載方式。減載時電機(jī)空轉(zhuǎn),那么能源都被白白的浪費(fèi)了,而電動機(jī)轉(zhuǎn)速自身不能改變,只能通過改變電機(jī)頻率來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。變頻控制即通過改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制空壓機(jī)單位時間的出風(fēng)量,從而達(dá)到控制管路的壓力。原理如下:通過壓力變送器測得的管網(wǎng)壓力值與壓力的設(shè)定值相比較,得到偏差,經(jīng)PID調(diào)節(jié)器計算出變頻器作用于異步電動機(jī)的頻率值。由變頻器輸出的相應(yīng)頻率和幅值的交流電,使電動機(jī)上得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。那么空壓機(jī)輸出相應(yīng)的壓縮空氣至儲氣罐,使之壓力變化,直到管網(wǎng)壓力與給定壓力值相同。
三、空壓機(jī)變頻改造后的效益
  3.1 節(jié)約能源
  變頻器控制壓縮機(jī)與傳統(tǒng)控制的壓縮機(jī)比較,能源節(jié)約是最有實(shí)際意義的,根據(jù)空氣量需求來供給的壓縮機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀況。
  3.2 運(yùn)行成本降低
  傳統(tǒng)壓縮機(jī)的運(yùn)行成本由三項(xiàng)組成:初始采購成本、維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機(jī)運(yùn)行成本的77%。通過能源成本降低44.3%,再加上變頻起動后對設(shè)備的沖擊減少,維護(hù)和維修量也跟隨降低,所以運(yùn)行成本將大大降低。
  3.3 提高壓力控制精度
  變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。使壓縮機(jī)的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配。變頻控制壓縮機(jī)的輸出氣量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變。由于變頻控制電機(jī)速度的精度提高,所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在3pisg變化范圍,也就是0.2bar范圍內(nèi),有效地提高了工況的質(zhì)量。
  3.4 延長壓縮機(jī)的使用壽命
  變頻器從0HZ起動壓縮機(jī),它的起動加速時間可以調(diào)整,從而減少起動時對壓縮機(jī)的電器部件和機(jī)械部件所造成的沖擊,增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,使壓縮機(jī)的使用壽命延長。此外,變頻控制能夠減少機(jī)組起動時電流波動,這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電,變頻器能夠有效的將起動電流的峰值減少到最低程度。
  3.5 低了空壓機(jī)的噪音
  根據(jù)壓縮機(jī)的工況要求,變頻調(diào)速改造后,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度明顯減慢,因此有效地降了空壓機(jī)運(yùn)行時的噪音。
四、結(jié)束語
  綜上所述,由于空壓機(jī)可以在保證生產(chǎn)所需要的最低壓力下運(yùn)行,電機(jī)輸入功率大大下降,輔以壓力閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的供氣壓力與轉(zhuǎn)速的動態(tài)匹配,減少了電機(jī)的實(shí)際輸入功率,達(dá)到節(jié)能目的。即電機(jī)的轉(zhuǎn)速由供氣壓力來控制,壓縮機(jī)需要多大的功率,電機(jī)就輸出多大的功率,而不必做無用功,從而取得良好的節(jié)能效果,節(jié)能的第二方面是空壓機(jī)停止了空轉(zhuǎn),電機(jī)不存在輕載運(yùn)行,這部分能量很可觀。相應(yīng)帶來的其它好處是:供氣壓力穩(wěn)定,通過壓力調(diào)節(jié)器,可使空壓機(jī)保持在設(shè)定的壓力值下工作,壓力穩(wěn)定可靠性高,而且壓力可以無級設(shè)定,隨時可調(diào)。電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動,壓縮機(jī)的使用壽命及檢修周期都將得到大大延長??諌簷C(jī)排氣量由空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制,氣缸內(nèi)氣閥片不再反復(fù)地開啟和關(guān)閉,閥座、彈簧等工作條件大大改善,避免了高溫、高壓氣體急劇的流動與沖擊,維修工作量減少。

關(guān)閉

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