各类型空压机专用变频改造方案

1、专业空压机系统工程服务商顺丰特工业设备(武汉)有限公司空压机变频恒压供气在节能改造中的应用1引言空气压缩机是一种利用电动机将气体在压缩腔内进行压缩并使压缩的气 体具有一定压力的设备。作为基础工业装备，空压机在冶金、机械制造、矿 山、电力、纺织、石化、轻纺等几乎所有的工业行业都有广泛的应用。空压 机占大型工业设备（风机、水泵、锅炉、空压机等）耗电量的15%由于结构原 理的原因，大部分空压机自身存在着明显的技术弱点。当输出压力大于一定 值时，自动打幵泄载 阀，使异步电动机空转，严重浪费能源；异步电动机易频 繁的启动、停止，影响电机的使用 寿命，压机工频启动电流大，对电网冲击 大，电机轴承磨损大，设

2、备维护量大；工作条件恶劣，噪音大；自动化程度低， 输出压力的调节是靠人为调节阀的幵度来实现的，调节速度慢，波动大，不 稳定，精度低针对以上存在的问题，设计采用PLC和变频器实现对螺杆式 空气压缩机 的节能改造方案，经分析，该方案自动化程度高，节能效果显著，实用性好02电机原理及空压机加、卸载供气控制方式存在的电能浪费2（ 1）交流异步电动机的转速公式为：n=60f（1 -s）/p其中n 电机转速 f运行电频率；p电机极对数 s 转差率；2（2）空压机加、卸载供气控制方式存在的问题2.1 能耗分析力口、卸载控制方式使得压缩气体的压力在 PminPmax之间来回变化。Pmin 是最低压力值，即能够

3、保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，Pmax Pmin之间关系可 以用下式来表示:Pmax = （1 + 5 ）Pmin3是一个百分数，其数值大致在15%30%之间。在加、卸载供气控制方式下的空压机，所 浪费的能量主要在2个部分:（1）加载时的电能消耗在压力达到最小值后，原控制方式决定其压力会继续上升直到最 大压力 值。在加压过程中，一定要向外界释放更多 的热量，从而导致电能损失。另一 方面，高于压力最大值的气体在进 入气动元件前，其压力需要经过减压阀减 压,这一过程同样是一个耗能过程。卸载时电能的消耗当压力达到压力最大值时，空压机 通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀 使电机处于空转状态，

4、同时将分离罐中多余的压缩空气 通过放空阀放空。这 种调节方法要造成很大的能量浪费。据我们测算，空压机卸载时的能耗约占 空压机满载运行时的10%-25%(这还是在卸载时间所占比例不大的情况下)。 换言之，该空压机20%勺时间处于空载状态，在作无用功。很明显在加卸载供 气控制方式下，空压机电机存在很大的节能空间。2.2其它不足之处(1) 靠机械方式调节 进气阀，使供气量无法连续调节，当用气量 不断变 化时，供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。用气精度达不到工艺要求。 再加上频繁调节 进气阀，会加速进气阀的磨损，增加维修量和维修成本。(2) 频繁采用打幵和关闭放气阀，放气阀的耐用性得不到保障。3空

5、压机变频节能原理螺杆式空压机基本运行方式是加载、减载方式。减载时电机空转,能源白 白的浪费，如果利用变频器通过改变电机频率来调节转速，变频控制即通过 改变电动机的转速来控制空压机 单位时间的出风量，从而达到 控制管路的压 力，具有明显的 节能效果。空压机变频节能系统原理如下:通过压力变送器测 得的管网压力值与压力的设定值 相比较，得到偏差，经PID调节器计算出变 频器作用于异步电动机的频率值。由变频器输出的相应频率和幅值的交流电, 在电动机上得到相应的转速。那么空压机输出 对应的压缩空气输出 至储气罐, 使之压力变化，直到管网压力与给定压力值相同。3.3变频改造注意事项(1) 空压机是大转动惯

6、量负载，这种启动特点很容易引起变频器在启动 时出现跳过流保护的情况，建议采用具有高启动转矩的无速度矢量变频器， 保证既能实现恒压供气的连续性，有可保证设备可靠稳定的运行。(2) 空压机不允许长时间在低频下运行，工作 下限应不低于25Hz。(3) 建议功率选用比空压机功率大一等级的变频器，以免空压机启动出 现频繁跳闸的情况。(4) 为了有效的滤除变频器输出电流中的高次谐波分量，减少因高次谐 波引起的电磁干扰，建议选用输出交流电抗器，还可以减少电机运行的噪音。(5) 设计的系统应具备变频和工频两套控制回路，确保变频出现异常跳 保护时，不影响生产。4基于PLC的空压机变频控制系统4.1系统原理设计控

7、制系统由以下部分组成:变频器、可编程控制器、变频柜、电抗器、压 力变送器、震荡传感器等。基于PLC的变频控制系统原理系统改造时，在保留原工频系统情况下，增加变频系统，做到了工频/变频互锁切换。 通过外部控制电路，使空压机 起停操作步骤仍然如前，操作简单，安全可靠。本系统采用 第2页共7页PDF 文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建 专业空压机系统工程服务商顺丰特工业设备（武汉）有限公司压力闭环调节方式，在原来的压力罐上加装一个压力传感器，将压力信号转换成0-10V的 电信号，送到变频器内部的PID调节器，调节器将信号与压力设定值进行 比较运算后输出 控制信号

8、，变频器根据该信号输出频率，改变电动机的转速，调节供气压力，保持压力的 恒定，使空压机 始终处于节电运行状态。PLC由触摸屏、电源、CPU模拟量输出模块等组成。其中采用PLC来实现电气部分的 控制。包括五部分：起动、运行、停止、切换、报警及故 障自诊断。(1) 起动:可以通过转换开关选择变频/工频启动运行：正常情况，电机处于变频调速 状态，现场压力变送器检测管网出口压力，并与给定值比较，经PID指令运算，得到频率信号，动动调节转速达到所需压力。(2) 停止：按下停止按钮，PLC控制所有的接触器断开，变频器停止 工作。(3) 切换:可以实现工频、变频相互切换。(4) 报警及故 障自诊断:空压机内

9、部一 般有四个需要监测的量:冷却水压力监测、润滑 油监测、机体温度监测、储气罐压力监测。5恒压供气控制方案的设计针对原有供气控制方式存在的诸多问题，可应用变频调速 技术进行恒 压供气控制。采用这一方案时，我们可以把管网压力作为控制对象，压力变 送器YB将储气罐的压力P转变为电信号送给PID智能调节器，与压力设定值 P0作比较，并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算，产生控制信 号送变频调速器 vvvf通过变频器控制电机的工作 频率与转速，从而使实际 压力p始终接近设定压力P0。同时，该方案可增加工频与变频切换功能，并 保留原有的控制和保护系统，另外，采用该方案后，空压机电机 从静止到旋

10、 转工作可由变频器来启 动，实现了软启动，避免了启动冲击电流和启动给空 压机带来的机械冲击。6变频改造方案设计原则根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机 变频改造后系统应 满足以下要求：1、电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超 过土 0.02Mpa。2、系统应具有变频和工频两套控制回路。3、系统具有开环和闭环两套控制回路。4、一台变频器可以控制两台及以上空压机组，可用转换开关切换。5、根据空压机的工 况要求，系统应保障电动机具有 恒转矩运行特性一。6、为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁 干扰的有效措施。7、 在用电气量 小的情况下，变频器处

11、在低频运行时，应保障电机绕组 温度和电机的噪音不超过允许的范围。8、考虑到系统以后扩展问题，变频器应满足将来工况扩展的要求。7空压机变频改造后的效益1、节约能源变频器控制压缩机与传统控制的压缩机 比较，能源节约是最有实际意义的， 根据空气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状。2、运行成本降低传统压缩机的运行成本由三项组成：初始采购成本、维护成本和能源成本。 其中能源 成本大约占压缩机 运行成本的77%通过能源成本降低44.3%，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，所以运行成本 将大大降低。3、提高压力控制精度变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出

12、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3pisg变化范围，也就是0.2bar范围内，有效地提高了工况的质 量。4、延长压缩机的使用寿命变频器从OHZ起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对 压缩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。5、降低了空压机的噪音根据压缩机的工 况要求，变频调速改

13、 造后，电机运转速度明显减慢，因此有 效地降了空压机运行时的噪音。现场测定表明，噪音与原系统比较下降约3 至7分贝。8结束语综上所述，随着变频器应用普及时代的来临，我公司已将变频器节能改 造的应用扩展到传统空压机改造的领域，由于变频调速 技术的介入，空压机 将真正地进入经济运行时代。本说明书表述之内容仅供阅读参考，每个空压站项目的节能改造都不尽 相同，我公司根据每个用户的空压站房内的实际设备运行状况会做出不同的 设计改造方案，欢迎来电来函咨询！公司为客户提供立项预算、系统方案设计、合理选型配置、设备节能方 案制定、管线安装、机组调试、空压机 及后处理设备的定 期维护保养和应急第4页共7页PDF

14、 文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建 专业空压机系统工程服务商顺丰特工业设备（武汉）有限公司维修等多方面的服务。尤其在为用户提供设备节能方案、空压站系统设计及 安装、气源质量改善等方面具有独到的优势。联系方式：地址：武汉市江汉北路 34号九运大厦赏荷居1802室TEL:85496551AX :系人：蒋先生13307102901公司网站： E-mail:sfdata相关图片（部分工程实例）第5页共7页PDF 文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创

15、建 专业空压机系统工程服务商顺丰特工业设备（武汉）有限公司第#页共7页PDF 文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建 专业空压机系统工程服务商顺丰特工业设备（武汉）有限公司第#页共7页PDF 文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建 专业空压机系统工程服务商顺丰特工业设备（武汉）有限公司第#页共7页PDF 文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建 专业空压机系统工程服务商顺丰特工业设备（武汉）有限公司上图示-复盛（FS） 75KW空压机单机组变频图例第#页共7页PDF 文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建 专业空压机系统工程服务商顺丰特工业设备（武汉）有限公司上图示-阿特拉斯（ATLASCOPCO75KW空压机双机组变频图例PDF 文件