空压机节能群控系统概述.doc

空压机节能控制解决方案空压机节能群控系统概述（一）空压机改造前的缺点：空压机是工厂的耗能大户之一，占大型工业设备(风机、水泵、锅炉、空压机等)耗电量的15%，经过我公司多年的实战调研改造，目前很多企业空压机存在以下缺点：1. 空压机工频启动时电流是正常电流的7倍，对电网冲击大，电机轴承磨损大，设备维护量大，成本过高。2. 电机的额定功率和最大功率之间都有一个余量，日常运行时存在严重浪费能源3. 空车时，严重浪费能源4. 电机易频繁的启动、停止，影响电机的使用寿命，大量能源浪费。5. 输出压力的调节是靠人为调节阀的开度来实现的，调节速度慢，波动大，不稳定，精度低，也造成大量能量浪费 6. 工作条件恶劣，噪音大;自动化程度低针对这些问题，我公司凭借北京机械工业自动化所50年工业自动化的技术优势，加上与燕京啤酒14年的合作经验，我们设计出采用PLC和变频器实现对螺杆式或活塞式空压机的节能改造方案，可使空压机节电15-50%，系统压力控制精度达到0.1kg/cm，投资小，回报周期短，实际案例分析，该方案自动化程度高，实用性好，无论是小到37KW还是大到250KW的螺杆空压机或是活塞空压机，实际案例的节能效果都相当明显，目前在很多工厂得到了广泛应用（二）、空压机节能改造后的效果？压缩机的运行成本由三项组成：采购成本、维护成本和电费成本（如上图9）其中电费成本大约占压缩机运行成本的70%。改造后可把电费成本降低30%左右，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，因此，运行成本将大大降低。延长压缩机的使用寿命并节能变频器从0HZ起动压缩机，启动平滑（如图一），起动加速时间可以调整，减少了起动时对压缩机电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时的电流波动，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。压力控制精度高并节能变频闭环控制系统实现了精确的压力控制，使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩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0.1kg/cm范围内，有效地提高了系统工况的质量又达到节能功率因数大大提高并节能变频器可以大大提高设备的功率因数，达到0.9以上，大大减少没必要的损耗它能降低空压机的噪音吗？根据压缩机的工况要求，变频调速改造后电机运转速度明显减慢，因此有效地降低了空压机运行时的噪音。PLC自动化控制并节能采用PLC控制技术实现工厂空压站自动化群控，无人值守降低人力成本，同时降低了人为因素干扰引起的能源损耗。信息自动化管理；自动化技术及网络技术可以方便地将空压站的运行状况和参数纳入工厂能源计量信息化管理系统。（三） 3种解决方案分析1、 方案A： 空压机（单台）变频改造方案方案简述：压缩空气储气罐或供气母管上安装远传压力表，提供新型空压机控制柜，安装小型PLC/触摸屏，配套控制程序。选择主要供气的空压机为其安装变频器。运行过程为PLC下达指令由变频器自动启动空压机运行，系统检测压缩空气压力，根据压缩空气压力自动调节变频器转速，使其保持在设定压力以维持系统平衡。同时具有手自动功能，变频器平时变频运行，变频器故障时可工频启动运行。实现双向无扰动切换。并具备故障压力报警功能、系统空气压力/变频器频率等参数可根据需要修改，具有设备状态监视，数据存储/报表功能，并可上传计算机联入企业能源计量信息系统。该方案主要有三个特点：第一，投资小；第二，安装操作简单；第三，保护设备，节约能源。节能效果分析:该方案系统节电15-30%左右。例如：XX企业1台空压机，功率为55kw,空压机配备变频器。24小时满负荷运行。节电效果启动节电10%；运行时节电25%；其它人为因素节电5%。综合节电效果达到20%左右。变频改造前：因频繁启动每天用电1300度左右。变频改造后：为130080%=1040度左右。系统节电：20%左右。优点：一次投资最少，回收最快。缺点：由于采用对固定空压机配套变频器，使得该空压机处于常开状态，不能间歇运行，造成设备磨损大维护费用升高，节能效率亦不是最佳。2、方案B 空压机（一拖多台）变频改造方案方案简述：压缩空气储气罐或供气母管上安装远传压力表，提供新型空压机控制柜，安装小型PLC/触摸屏，配套控制程序。选择最大功率的空压机为其安装变频器。运行过程：PLC下达指令由变频器自动启动第1台空压机运行，系统检测空气压力，当变频器频率上升到工频时，如空压未达到设定的压力值，系统自动将第1台风机切换至工频运行，并由变频器拖动第2台风机运行，如变频器运行到工频状态时压力仍未达到设定压力值系统自动将第2台风机切换至工频运行，再由变频器拖动第3台运行，依次类推，直至压力达到设定值。若需要的风量减少，变频控制系统可自动降低变频器的运行频率，如变频器的频率到零仍不能满足要求，则变频器自动切换至前1台风机进行变频运行，依次类推。变频器平时变频运行，变频器故障时可工频启动运行。能够实现手动/自动双向无扰切换；具备控制供油压力和冷却水压力功能，实现压力超低、超高时报警及联锁停机。系统压缩空气压力/变频器频率等参数可根据需要修改。具有设备状态监视数据存储/报表功能并可上传计算机联入企业能源计量信息系统。节能效果分析： 该方案系统节电20-50%例如：XX企业4台空压机，功率分别为1*55kw；3*37kw。配备一台55KW变频器。24小时满负荷运行。节电效果启动节电15%；运行时节电25%；其它人为因素节电10%。综合节电效果达到30%左右。变频改造前：用电2000度/天。变频改造后：用电200070%=1400度/天左右。系统节电：30%左右。优点：性能价格比高。由于采用不对固定空压机配套变频器，使得各台空压机均可轮换运行，提高了设备的使用寿命，维护费用少，节能效率亦较佳。缺点：由于需选定最大功率的空压机配套变频器，且需要拖动每台空压机工频/变频运行，一次投资比方案A稍高。3、方案C 空压机（每台皆配）变频改造方案方案简述：压缩空气储气罐或供气母管上安装远传压力表。提供新型空压机控制柜，安装小型PLC/触摸屏，配套控制程序。为每台空压机安装变频器。运行过程：PLC下达指令由变频器自动启动第1台空压机运行，系统检测空气压力，当变频器频率上升到工频时，如空压未达到设定的压力值，系统自动将第1台风机仍维持变频运行，指令第2台风机变频运行，如变频器运行到工频状态时压力仍未达到设定压力值系统自动将第3台风机变频运行，直至压力达到设定值。若需要的风量减少，变频控制系统可自动降低变频器的运行频率，如变频器的频率到零仍不能满足要求，则变频器自动切换至前1台风机进行变频运行，依次类推。变频器平时变频运行，变频器故障时可工频启动运行；能够实现手动/自动双向无扰切换；具备控制供油压力和冷却水压力功能，实现压力超低、超高时报警及联锁停机。系统压缩空气压力/变频器频率等参数可根据需要修改。具有设备状态监视数据存储/报表功能并可上传计算机联入企业能源计量信息系统。系统空气压力/变频器频率等参数可根基需要修改。具有设备状态监视数据存储/报表功能并可上传计算机联入企业能源计量信息系统。节能效果分析：该方案系统节电30-50%例如：XX企业4台空压机，功率分别为1*55kw, 3*37kw；为每台空压机配备变频器。24小时满负荷运行。节电效果启动节电40%；运行时节电30%；其它人为因素节电10%。综合节电效果达到45%左右。变频改造前：用电2000度/天变频改造后：用电200055%= 1100度/天系统节电：45 %优点：由于采用针对不同空压机功率配套变频器，使得各台空压机均在最佳状态下轮换运行，提高了设备的使用寿命，维护费用少，节能效率为最佳。缺点：由于需要为所有空压机配套变频器，一次投资为最高。四典型案例分析客户名称：北京青岛三环啤酒有限公司（项目完工2008年7月20日）项目内容：4*37kw活塞式空压机节能变频控制系统改造。系统功能：空压机变频恒压控制。系统组成：控制系统采用小型PLC西门子S7-200配套液晶触摸屏控制，变频器采用1台韩国LG 37kw，由远传压力变送器、电磁阀、PLC控制柜、变频柜组成。采用方案B。节能分析空压机节能改造一般节电率都可以达到20-45%左右，主要是客户在当选型时都基本加大了需要用气量的20%左右，因此节能范围在20%-45%，满负荷工作的空压机节能效果相当明显。青岛啤酒改造后数据分析：设备名称功率(kw)平均电流（A）消耗功率(kw)全年节能（万度）全年节约（万元）改造前改造后改造前改造后空压机3760 4535251818投资回报分析：若变频改造投资12万。空压站改造前每月用电约为：