空压机智能变频工频技术方案.doc

空压机智能变频/工频控制技术方案空压机智能变频/工频系统不仅能够节约大量的运行费用，降低生产成本，同时还可以降低空压机运行时产生的噪音，减少设备维护费用。一、变频空压机控制系统最大优点就是节约能源： 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，根据空压空气需求量来控制空压机的产气量。节能效果十分显著，在某些特定工况（如用气量波动剧烈）下，实测的节电效果可达35%以上，平均也在15%以上。本系统中螺杆空压机功率为90KW，到目前总的运行时间为10280小时，负载时间2679，加载率,26%；空载率，74%。1、年空载损耗费用分析：1） 空压机功率数据：空压机轴功率（主电机90kw0.93系数=97kw）空压机每小时实际用电量：轴功率加载率+轴功率空载率45%（空载电流系数）=用电量/h97kw26%+97kw74%45%=57.5kw根据题目1所提供的数据：26%的加载率计算出空压机每小时用电量为57.5度电；年空载损耗W (年总运行时间取 8000小时)；空载电流：66A；W= 3Ue66COS年总运行时间空载率 Ue电源电压moc.861ehcoaz.www,取380V； =1.73238066(空载电流)0.80.8780000.74 -电机效率,取0.87=178980KWh COS功率因数www.IIA,取0.8； 年空载损耗费用F，电费取平均值0.8元/度。F=W0.8=1789800.8=143184元 通过以上计算可见空载损耗是相当可观的,基于此从节约空载损耗着眼，通过分析螺杆式空压机工作原理从而降低空载功率，提出如下改善方案。 2、增加一台变频空压机的节能数据分析。变频空压机受到厂家的大力推荐及用户广泛关注,据统计，在工业上空压机的用电量占全部用电设备的15-20%，传统的空压机主要采用三相异步电动机Y-启动方式，工频恒速运行，压力和流量的调节靠阀门和旁通完成。由于工业设计时，压缩空气供应系统必须按工厂负荷最大时设计，并且留10-20%的余量，事实上很多空压机是不会一直运行在满负载状态下的，并且随着工厂实际生产需求的波动，存在较大的浮动，所以节能的空间很大。 变频空压机的使用已经成功实施了无数案例，应用的数据表明根据用气负荷进行变频实时调速，节能效果非常明显，而且调节范围越大，节能效果越显著，在采用变频改造后，一般能节能15%至35%。假设变频改造后的工况如下：1）变频空压机的变频范围30Hz50Hz（60%-100%的供应压缩空气量）。2）加载率：26% 通过以上原理分析知道，设想改变空压机空载时的工作方式，由工频50HZ空载运行改为变频30HZ空载运行（或者干脆空载时设置为停机）以达到节能的目的。 1) 加装变频后的空载功率节省（空载时不停机）：工频50HZ空载运行改为变频30HZ空载运行节能的原理分析（变频器工作方式恒压频比） 当电机由工频50HZ空载运行改为变频30HZ空载运行后，定子绕组所承受的相电压U=Uef（变频空压机是30-50Hz,所以f=0.6）=228V，我们都知道电压的平方正比于电机输出力矩，故工频50HZ空载运行改为变频30HZ空载运行后电机输出力矩变成接近原来的1/3，变频空载节能功率可按以下公式计算： 工频时的空载功率：P50=3UeI Ue电源电压取380V； = 1.73238066 66空载电流，取66A；= 43KW 变频时的空载功率：P30=3Uef66= 1.7323800.666=25.8KW P3030HZ时输出空载功率；通过以上计算，工频50HZ空载运行改为变频30HZ空载运行能节约P50- P30=43-25.8=17.2KW 2) 年节约空载损耗W1 （空载时不停机） W1=(P50- P30)年总运行时间空载率 =17.280000.76 =104576KWh 卸载后不停机模式年节约空载损耗费用F1 F1= W10.8=1045760.8=83660.8元 注：实际运行时，由于变频器变频时对电流有一定的抑制能力，故实际空载电流比理论值会低一点。总上所述：本台空压机变频改造后，一年大约节电83660.8元。有很大的节能空间。二、空压机智能变频/工频控制系统1、空压机智能变频/工频系统具有以下优点： 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，根据空压空气需求量来控制空压机的产气量。节能效果十分显著，在某些特定工况（如用气量波动剧烈）下，实测的节电效果可达25%以上，平均也在15%以上。 综合运行成本降低能源成本降低效果显著，再加上变频起动后对设备的机械冲击减少（启动时转速平缓上升），加卸载次数减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。 提高压力控制精度本系统由变频器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环PID控制系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，到达精确的压力控制与节能的目的。结合空压机自身的加卸载保护功能，使空压机的空气压力输出与用户空气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，所以它可以使管网的系统压力变化保持在稳定的数值，有效地提高了供气的质量。 延长空压机的使用寿命变频器从0HZ起动空压机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对空压机的电器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设备的用电，变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到最低程度。由于变频控制空压机的输出气量随着电机转速的改变而改变，这样就极大地减少了设备的加卸载频率，使空压机的使用寿命延长。2、由于空压机系统的特殊工况，以及对于可靠性的极高要求，要求配接的变频控制柜需具备以下特殊配置： 空压机一般都是用户的重要装备，要求可靠性极高，加装变频后整个系统的可靠性会有所下降，为弥补这一不足，需采用变频/工频双回路结构。 由于空压机的负载为剧烈变化的，故主回路中的电流变化也非常剧烈，因而系统安装变频器之后会产生大量谐波，对设备以及电网的危害极大，严重的会导致系统不能正常工作（主要是电机绝缘等级降低，性能下降），故系统中必须要安装消除谐波的电抗器。 由于空压机的过载系数（服务系数）较大，故变频器在选型时需要比空压机的标定功率放大一档，否则在用气负荷较大时可能会产生过载停机的现象。三、配置表1、90KW空压机变频/工频控制柜明细：序号品 名供应商型 号数量单价总价1工/变频控制柜三菱FR-110KW154000540002