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新闻动态 - 行业资讯

空压机节能变频技术哪家好?

1、配置方案:

空压机节能变频技术
针对空压机行业电能浪费严重,节能需求迫切的现状,公司经过深入研究,结合空压机专用变频器,推出了完整的空压机变频控制解决方案。

1.1 、空压机行业分析
据中国对空压机调查:
空压机一般按工厂最大负荷加10-20%余量设计,另外工厂实际需求存在季节性及时间性波动,也导致用气量波动较大,所以空压机多数时间并非满载运行,节能空间很大。
空压机的用电量约占全部工业用电设备的9%,节能降耗利国利民。
国家提供专项资金大力扶持节能降耗,这也进一步推动了空压机等产业的升级。变频空压机也越来越为广大用户接受,已经成为未来的主流发展方向。

1.2 、普通空压机存在的问题

普通空压机存在的问题:
1、普通的加、卸载式空压机电能严重浪费,能量主要浪费在以下几方面:
1)、加载时电能消耗 :
在压力达到所需工作压力后,普通控制方式决定其压力会继续上升直到卸载压力。在加压过程中一定会产生更多的热量和噪音,从而导致电能损失。另一方面,高压气体在进入气动元件或设备前,其压力需要经过减压阀减压,这一过程同样需耗能。
2)、卸载时电能消耗 :
当达到卸载压力时,空压机自动打开卸载阀,使电机空转,造成严重的能量浪费。空压机卸载时的功耗约占满载时的30%~50%,可见传统空压机有明显的节能空间。
2、工频启动电能消耗 :
空压机主电机虽然采用Y-△减压起动,但起动电流仍然很大,对电网冲击力易造成电网不稳定以及威胁其它用电设备的运行安全。对于自发电工厂,数倍的额定电流冲击,可能导致其他设备异常。
3、压力不稳,自动化程度低
传统空压机自动化程度低,输出压力的调节是靠对加卸载阀、调节阀的控制来实现的,调节速度慢,波动大,精度低,输出压力不稳定。
4、设备维护量大
空压机工频启动电流大,高达5~8倍额定电流,工作方式决定了加卸载阀必然反复动作,部件易老化,工频高速运行,轴承磨损大,设备维护量大。

5、噪音大
持续工频高速运行,超过所需工作压力的额外压力,反复加载、卸载,都直接导致工频运行噪音大。

1.3 、变频器空压机的优点:

节能原理:

空压机变频调速系统以输出压力作为控制对象,由变频器、压力传感器、电机组成恒压闭环控制系统,工作压力值可由操作面板直接设置,现场压力由传感器来检测,转换成电流信号后反馈到变频器,从而调节其输出频率,达到空压机恒压供气和节能的目的。

变频节能效果:
1、变频器通过调整电机的转速来调整气体流量,使电机的输出功率与流量需求成正比,保持电机高效率工作,功率因数高,功损耗小,节电效果明显;
2、按标准设计采用了高效的失量控制法,使得变频器谐波失真和电机的电能损耗为最小化;
3、自动快速休眠使得空载时间变短,电机完全停止足以最大程度节能。无冲击启动及低频特性保证变频器随时带载起停。

4、启动电流小,对电网无冲击
变频器可使电机起动、加载时的电流平缓上升,没有任何冲击;可使电机实现软停,避免产生电流造成的危害,有利于延长设备的使用寿命;
5、输出压力稳定
采用变频控制系统后,可以实时监测供气管路中气体的压力,使供气管路中的气体的压力保持恒定,提高生产效率和产品质量;
6、设备维护量小
空压机变频启动电流小,小于2倍额定电流,加卸载阀无须反复动作,变频空压机根据用气量自动调节电机转速,运行频率低,转速慢,轴承磨损小,设备使用寿命延长,维护工作量变小。
7、噪音低
变频根据用气需要提供能量,能量损耗小,电机运转频率低,机械转动噪音因此变小;由于变频以调节电机转速的方式,不用反复加载、卸载,频繁加卸载的噪音也没有了,持续加压,气压不稳产生的噪音也消失了。总之,采用变频恒压控制系统后,不但可节约一笔数目可观的电力费用,而且可延长压缩机的使用寿命,还可实现恒压供气的目的,提高生产效率和产品质量。

1.4 、变频方式存在的优、缺点及对策

空压机的变频控制原理都是相同的。如果用户要求保留原有的工频控制方式,则可以采用工变

频切换方式。

1、工变频切换方式存在的问题及解决对策:
用户需要在原空压机系统的基础上,加装交流接触器以实现工变频控制的切换。采用压力传感器

替换原来的压力开关,将排气压力转换成4~20mA电流信号,反馈回变频器端子,实现恒压闭环控制。

在变频器输入电源则加装交流接触器,保证按下急停按钮后立刻切断变频器电源,实现对空压机及人

身安全的保护。由于空压机采用变频控制方式运行时,系统能根据用户设定压力和压力反馈,自动调

节电机转速,实现恒压控制,所以当用户的用气量较小的时候,空压机主电机可能将长时间处于低速

加载状态,不利于电机自冷风扇的散热,从而导致电机温升过高甚至烧毁电机线圈。

解决该问题有以下4种对策,可根据情况选择:
1)合理设置空压机专用变频器的电机过载保护时间,变频器将根据电机电流累积效应保护电机。

2)设置电机传感器保护值,采用电机温度传感器方式保护电机。
3)设置较短的空压机空久停机(休眠)时间及较短的启动时间,进入休眠后,电机停止运转。

4)在空压机内安装主电机冷却风扇,并通过交流接触器进行控制,保证空压机电机正常运转。

2、变频控制方式优点:

纯变频控制方式,是对传统工频控制方式的完全改进。由于取消了Y-△切换、工变频切换,用户甚至不用加装交流接触器,只需将电机直接接到变频器输出端,即可实现变频改造。空压机主电机绕组采用△连接方式,压力反馈同样采用4~20mA的压力传感器,同时推荐用户将2个多余的交流接触器分别改装成变频器急停控制和风机冷却风扇控制,提高空压机系统的安全性和可靠性。 许多空压机用户已经适应了传统的工频控制方式,对纯变频控制方式多少存在着些怀疑,因此在进行空压机变频器改造时,希望仍保留传统的工频控制方式,以保证当变频控制出现故障的时候,空压机仍然可以切换到工频方式继续运行。其实,随着工控领域的不断发展,变频控制技术的日益完善,变频器的稳定性和可靠性已经达到了较高的要求。变频器已经广泛应用于机械、纺织、风机、水泵等各个场合,并且实现了相当稳定的控制效果。因此,变频器也能完美地适用于空压机的控制需要。每一台正弦变频器,在其出厂之前,都经过严格的测试,保证产品的质量和可靠性。

1.5 、改造方案

针对客户的要求,我们采用如下控制方案:

对于贵公司我方给出一托二方式,即工、变可互换之方案;也就是一台变频器连接了两台同等型号的37kW空压机,可达到两者的任何一台工作变频使用,避免了空压设备出现故障无法达到变频节能。并且两台空压机中任何一台均可根据工作需要选择工频、变频工作转换,当变频器故障时,不会影响生产用气要求。

人机界面+变频器控制解决方案:

1、人机界面+变频器

2、系统功能与控制方案:

系统功能如下:

⑴、系统通过PID闭环控制实现压力流量双调节,空压机的运行频率根据用气需求自动调节,当气压低于用气压力时,系统自动提高电机运行频率,产气量逐渐提高;压力到达后,系统自动降低电机运行频率,产气量逐渐减少;压力控制比较平稳,正常情况下,储气罐出口压力波动±0.02Mpa。

⑵、空压机实现变频启动、加载、卸载及停机,避免空压机启动时对设备的冲击,提高了电机、压缩机的寿命,极大的降低了设备维护费用。

⑶、两台空压机均具有节能/市电两套控制方式(两台同时用时,只允许1台节能运行),节能/市电可以自由却换,方便保养维修;节能模式出现故障后,也可以手动切换为原来的市电运行,不影响正常生产。

⑷、系统通过彩色人机界面动态实时监控管网压力和变频器运行状态,并在高分辨率的人机界面上显示出来,客户能快速预览系统状态。

人机界面可监控数据的内容:

a、实时供气压力(曲线图)

b、电机实时运行电流

c、电机实时运行频率

d、电机实时消耗功率(曲线图)

e、电网电压

f、变频器故障

g、累计运行时间

3、工程接线

应用此方案时将压力传感器信号和空压机运行信号连接于变频器上(看以下接线图),人机界面与变频器通过屏蔽双绞线连接, RS485通讯控制。
方案实现了空压机系统的平滑软启动,供气压力由变频器内置PID控制,真正做到按需供给。

4、空压机控制柜

我公司专为空压机控制方案做的一体柜,现场需要把电源、电机、运行信号、压力传感器信号接入控制柜,空压机原有系统控制电源独立出来即可。

1.6 变频改造投资效益分析
直接经济效益:
采用传统工频控制方式的空压机,在低于设定压力时加载运行,高于设定压力时空载运行。但

不管是加载还是卸载,电机始终保持高速运转,空载损耗非常大。
1)工频控制下的空载损耗 :
已知空压机的总运行时间为1小时X,加载运行时间为0.45小时Y,

则空压机空载率=(X-Y)/X=(1-0.45)/1 =0.55
假设电源电压为Ue,取380V;空载电流为I0;功率因数为COSφ,取0.9;空压机年总运行时间取

24H*330天=7920小时,则年空载损耗W:
W=√3 ×Ue×I0×COSφ×年总运行时间×空载率 =(1.732×380×KW×0.9)/1000

×7920×0.55
2)变频控制下的节能分析 :
采用变频控制方式,当空压机空载时,主电机降到20Hz运行。
电机20Hz空载运行和50Hz空载运行时的电流大小基本相同,而定子绕组所承受的相电压与运行频

率成正比关系,即U=Ue×(f设/f工)=152V。
电机功耗P=√3 ×U×I0×COSφ,因此,我们可以近似地认为,电机功率与运行频率成正比,

电机空载损耗也与运行频率成正比。则采用变频控制方式.

通过以上计算,当空压机由工频控制改为变频控制时,仅空载损耗一项,空压机采用变频控制方式时,系统能根据用户设定

工作压力和当前压力反馈信号,自动进行闭环调节,实现恒压控制。这样当用户用气量减小的时候,

空压机自动降低输出功率,而不必像传统控制方式那样全负荷加载运行,从而也大大降低了空压机的能

耗成本,并提高了供气质量。
综上所述,将空压机由工频控制方式改造成变频控制方式后,很大程度地降低了空压机的电能

损耗,带来的直接经济效益是相当客观的。对于大多数的用户,一般在进行了空压机变频节能改造后一

年内,即可将投资成本全部收回,实现良好的节能效果。

(注:此效益分析数据为估算,实际数据以每台机实际运行数为准)

1.7项目实施计划进度表:

1、材料准备15个工作日;

2、现场改造,试运行,调试3—5个工作日。

(备注:在安装改造过程中,用户必须允许空压机可以停机。)

1.8保修承诺:

产品质量问题,保修期12~18个月;终身提供技术支持、维修服务。

1.9售后联系方式:

24小时服务响应服务热线:18688835418

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