电力行业QC空压机使用变频器降低能耗20070312

1、 QC小组成果汇报材料集团公司公用工程QC小组2006年12月28日目 录第一部分 概 况第二部分 选题立项第三部分 制订对策第四部分 对策实施第五部分 成果汇报公司简介扬子江药业集团创建于1971年，是一家产学研相结合、科工贸一体化的中国大型医药企业集团。总部位于长江之滨、“长三角”名城江苏省泰州市，现有员工5000余人，总资产50亿元，总占地面积约200万平方米。2004年集团销售收入、利税指标双双跃居全国医药企业第一名，成为中国制药企业的新科状元，并跻身中国最大企业集团500强和全国纳税500强。随着集团在泰、宁、沪、川、京、广等地战略布点的成功实施，扬子江参与国际市场竞争的步伐将迈得更

2、加坚实。奋进中的扬子江药业集团，像生生不息的滔滔扬子江那样，以产业报国的情怀，竭诚为全人类的健康服务。第一部分 概 况一、车间介绍公用工程作为辅助车间，设备种类较多。车间承担着向所有的生产车间供应合格的工艺用水、真空、压缩空气等介质及保证电梯、水、电等公用设施正常运行、供应的任务。由于设备多、功率大且大都连续运转，所以一直以来公用工程都是公司的能耗大户。二、小组介绍1、小组简介：小组名称“工到功成”QC小组课题类型攻关型成立时间06年2月活动时间06年3月06年8月组 长姚 智出勤率964%课题指导朱 宇活动课题降低空压机耗电量序号姓 名年龄文化程度小组分工1姚 智27本科组织协调2徐小明27

3、大专方案编制3许继平28中专组织实施4栾建国25高中操作实施5陈恒飞23中专操作实施6朱 宇30本科统筹策划7孙明明25本科论文发表制表人：徐小明 日期:2、活动制度：有计划、有对策、有措施、有记录、有检查、定时间、定内容、定责任人：每月一次1、有关TQC知识教育学习讨论、找问题、找材料、有总结、有措施、有落实日期、有负责人、有记录、有检查2、检查上月活动的成果3、讨论解决活动中出现的问题4、总结本月QC活动情况5、提出下阶段活动目标措施随机活动特殊情况，随时活动现场讨论，得出结论制表人：徐小明 日期:3、培训情况：QC小组成员均参加过厂级以及质量管理部门组织的TQC知识学习，能熟练的掌握和运

4、用TQC的有关常用数理统计工具，从而使技术改进等方面有了明显进步。4、本课题活动时间及程序:制表人：徐小明 日期:表示计划进度表示实际进度每项满分为5分第二部分 选题立项一、选题理由降本增效上级要求42039662116917985660996808731405903475646.5%23.4%10.9%11%8%车间现状  56208521169171524964420396613.4%50.4%36.3%  678528342856199526487458408549211691732%16.2%13.4%9.4%19.3%咨询厂家降低空压机耗电量制表人：徐小明 日期:

5、06.3.15二、现状调查1、空压机系统概述本公司共有三台LW22/7型无润滑空气压缩机，功率为132kw,其特点是气缸内无须注油，从而获得洁净的压缩空气(气体)，使用压力，排气量为22(20)m3/min，其型式为 L型二级双缸复动水冷式。排气压力一级、二级0.7（0.8）(表压Mpa)冷却水消耗4.8m3/h。具体供气流程及空压机结构如下图所示：制表人：许继平 日期:当启动装置开启后，电动机进入正常运转通过三角皮带轮带动压缩机曲轴，再通过连轩和十字头，使活塞在气缸内作往复直线运动，当活塞由外止点向内止点，开始移动时，气缸内活塞外侧处于低压，气体通过进气阀进入气缸，当活塞由内止点向外止点移动

6、时，进气阀关闭，气缸内的气体则被压缩而提高压力，当压力超过排气阀钋气体压力时，排气阀打开，开始排出压缩气体 ，当活塞达到外止点时，排气完毕，到此完成一个工作循环，气体经过一级气缸压缩每经中间冷却器冷却后进入二级气缸，同样再次压缩后和、进入储气罐中，以备使用。2、主电机以星三角降压起动起动时的电流很大，影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。公司现有空压机全部工作在工频状态。生产的工作状况决定了用气量的时常变化，这样就导致了空压机频繁的卸载和加载，对电动机、空压机和电网造成很大的冲击。由于电机不允许频繁启动，空压机卸荷运行时虽然不产生压缩空气，但电机仍然要空载运行，其用电量为满负载的60%左右，

7、这部分电能被白白的浪费。3、耗电情况表（380×240）/1000×16H×360=525312度（380×140）/1000×8H×360=153216度525312+153216=678528度制表人：徐小明 日期:06.4.15三、设定目标根据公司污水处理站罗茨风机变频改造经验，改造后可以节能20%以上，故我们的设定目标为 ： 降低空压机耗电量20% ！四、目标可行性分析依据实现此次QC活动的目标，我们主要有以下四个方面的保证：1、经验依据：根据污水处理站罗茨风机变频改造经验，改造后可以节能达到20%以上，故我制定的节能目标为2

8、0%是可行的。2、技术保障：小组成员均具有实际生产经验，能够正确的分析解决实际问题，而且随着电力电子技术的发展，各种节能降耗的方法越来越多、越来越成熟，应用越来越广泛。3、领导重视：公司领导非常重视降本增效，为QC小组提供充足的资金支持。因此可以确信，我们所确定的目标是切实可行的！五、原因分析小组采用了头脑风暴法详细地分析了影响空压机耗电量的各种因素，如以下树状图所示：系统泄漏培训不到位操作不规范人员素质差润滑方法不当空载时间长润滑油质量差润滑周期不当润滑不好空压机耗电量大星三角启动启动电流大工频运行 制表人：徐小明 日期:06.4.22针对上图根据关联图原理我们小组全体同志经过认真分析和讨论

9、，初步判定的因素为：1、工频运行2、星三角启动；3、空载时间长；4、润滑周期不当；5、润滑油质量差；6、润滑方法不当；7、人员素质差；8、系统泄漏9、培训不到位。六、要因确认根据关联图原理我们小组全体同志经过认真分析和讨论，对影响空压机耗电量的原因制订了要因确认计划表，并按计划进行确认：星三角启动现场调查系统启动方式对耗电量的影响栾建国工频运行现场调查工频方式运行对耗电量的影响陈恒飞空载时间长连续检测确认空载时间许继平润滑周期不当现状调查确认操作方法徐小明润滑油质量差现状调查确认润滑油质量许继平润滑方法不当现场调查润滑方法是否正确陈恒飞人员素质差现状调查人员素质情况徐小明系统泄漏现场调查系统是

10、否存在泄漏孙明明培训不到位现状调查调查培训情况许继平制表人：徐小明 日期:06.4.251、系统启动为星三角方式空压机系统主电机采用星三角方式启动，启动时电流较大，小组调查了4月26日至4月30日五天的空压机启动情况，如下表：3923953903983957秒8秒9秒8秒8秒制表人：栾建国 日期:06.4.28从上表可以看出，虽然空压机启动时电流很大，要消耗一部分电，但由于启动时间很短，对空压机整体耗电影响不大！结论：非要因2、系统采用工频运行方式目前国内输电网供电方式都采用50HZ工频方式，在满载时设备总电流约为240A，在空载的状况下，由于设备仍工作在50HZ工频状态，其电流约为140A，

11、所以对设备耗电量影响较大。结论：要因3、空载时间长 从2006年4月13至15日，我小组首先抽查了空压机主要供气的5个车间非生产时使用压缩空气的设备的台数，如下表：配料罐胶塞机洗瓶机冻干机灭菌柜贴标机胶塞清洗机2台灭菌柜2台配料罐2台加湿机2台贴标机2台洗瓶机3台灌装机3台杀菌干燥机3台灭菌柜6台配料罐贴标机5台洗瓶机5台贴标机3台灭菌柜3台配料罐颗粒机胶囊充填机5台包装机7台包衣机3台压片机3台博士联动线69台1台1.45%制表人：陈恒飞 日期:06.4.28从上表看出，我厂在夜班时由于只有极少设备需要压缩空气，所以空压机处于连续运行状态，这样耗电量大大增加！另外我小组调查了5月5日至5月9

12、日五天空压机的运行情况，如下表：8:3624:0092439542.75%00:0024:00144059541.32%7:1824:00100243143.01%7:0824:00101245945.36%00:0024:00144057640%制表人：许继平 日期:06.5.10空压机满载电流约为240A、工作时间约为空压机工作周期的42.49%；而空载电流约为140A、工作时间约为空压机工作周期的57.51%，由饼形图显示：从上图可以看出，空压机平均满载比只有42.49%，平均空载时间为57.51%，这部分电能浪费较大！空压机空、满载对比饼分图制图人：许继平 日期:06.5.10从上图可

13、以看出，各车间生产时空压机平均满载比只有42.49%，平均空载时间为57.51%，再加上非生产时空压机更是在大部分时间处于空载状态，所以空载所导致的电能浪费较大！结论：要因4、润滑周期不当目前采用的润滑周期是按照设备说明书，并参照其他设备的润滑周期设定的，对空压机接近润滑周期的润滑部位检查发现，润滑情况依然良好，所以目前采用的润滑周期比较合理。结论：非要因5、润滑油质量不好经过对空压机使用的润滑油的调查，空压机一直使用润滑油油为中国石油化工股份有限公司润滑油分公司生产的迅能中负荷空气压缩机油，型号为L-DAB150，为空气压缩机专用油，质量较好。结论：非要因6、润滑方法不当目前采用的润滑方法是

14、按照设备厂家要求，并参照其他设备的润滑方法确定的，并纳入空压机维护规程中，操作工完全按照规程进行操作，所以目前采用的润滑方法比较合理。结论：非要因7、人员素质差目前空压机操作人员有100%都是大、中专以上学历，而且都经过岗前培训、岗前素质综合教育，并通过四级上岗考试合格后方可上岗，从而人员素质也很高。结论：非要因8、系统泄漏对目前空压机系统的制备、输送到终端使用进行排查，确认系统各位置密封良好，不存在泄漏点。结论：非要因9、培训不到位厂和车间每年均通过多种方法对职工进行质量教育培训，每月最少一次岗位知识教育培训。据05年培训档案统计空压机操作人员人均培训时间达40小时，受教育培训合格率达95以

15、上。培训内容培训时间参加人数出勤率合格率操作SOP15910098维护SOP15910095现场操作129100100制图人：许继平 日期:06.5.12由以上分析可知，主要原因有：1）系统采用工频运行方式2）空载时间长第三部分 制订对策一、 制定对策二、根据上述影响空压机耗电量的原因，小组成员经过认真分析、讨论，对每一条原因提出了解决对策，具体内容如下表：主要原因对策（what）目标（why）措施（how）负责人（who）地点（where）完成时间（when）1系统工频运行采用变频器控制降低空载运行时频率加装变频器，修改电路许继平动力房2006-5-302空载时间长提高利用率降低夜班能耗夜班

16、不用的车间停机，并使用购买小功率空压机供气徐小明冻干粉针车间2006-6-10 第四部分 对策实施一、变频控制根据以上分析、讨论，统一认识，并根据现场实际情况，我们用一台变频器来控制两台空压机(如下图)，通过电气控制相互转换两台空压机的变频运行；当一台空压机出现故障时，可以转换到另一台空压机上运行，不会影响生产的正常进行。这样，即节省了设备投资，又能满足生产工艺的需要。接触器接触器接触器压力设定变频器压力传感信号接触器接触器M2M1压力传感器储气罐1#空压机2#空压机至用气车间制图人：许继平 日期:06.5.26如下图所示，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

17、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。空压机电机进气接触器变频调速控制柜380VAC可编程控制器原软启动系统变频器断路器接触器空压机主控制系统380VAC压缩机制图人：许继平 日期:06.5.28二、提高利用率由于夜间只有冻干车间冻干机需要使用压缩空气，且耗电量很少，故购买一台WW-1.8/10全无油润滑空气压缩机，功率为2×7.5kw。将小空压机连接在冻干压缩空气储罐出口管道上（如下图所示），在白天车间生产时，将小空压机和连接小空压机管道上的阀门关闭，将压缩空气储罐出口的阀门打开，利用动力中心变频控制的大空压机供气；夜里非生产时段，将大空压机和冻

18、干压缩空气储罐出口的阀门关闭，打开空压机和连接小空压机管道上的阀门，利用小空压机对冻干机进行供气。制图人：徐小明 日期:06.6.2我们实施过程中遇到如下问题：序号问题导致的后果1电动机经过变频器变频后，转速降低电机风扇的散热效果也相应的降低2在满足生产工艺的要求下，压力设定越低越好，车间用气设备对压力的需求不一致空压机排气压力越高，所需的电机轴功率越大，电机耗电也就越多制图人：许继平 日期:06.5.28针对以上问题，我们综合节能效果和空压机的机械特性，采取了如下措施，使问题得到了解决：将变频器运行频率下限设定为30HZ，避免转速过低使电机发热综合各设备生产要求情况，将压力设定为0.65MP

19、a制图人：许继平 日期:06.6.10第五部分 成果汇报一、 效果检查抽样检查：2006年6月的未使用变频时空压机日耗电量（连续抽取九天）与6月份项目实施后的耗电量（连续抽取九天：）的对比，具体数据如下：日期6.216.226.236.246.256.266.276.286.29未用变频器155791560115620156411565815679156981571815740日耗电（15740-15579）×120÷9=2147日期6.216.226.236.246.256.266.276.286.29使用变频器158271584315857158681588115894

20、159061591615926日耗电（15926-15827）×120÷9=1485节电率（2147-1485）÷2147=30.8% 注：表中数值为每日7：00表记录，空压机电机倍率为600/5。制图人：徐小明 日期:06.7.1阶段耗电量攻关前平均值2147度攻关后平均值1485度攻关后耗电量降低比例30.8%21471718148505001000150020002500攻关前目标值攻关后日平均耗电量对比表30.8%制图人：孙明明 日期:06.7.10通过上图可以看出，经过改造后日耗电量达到降低20%的预定目标！ 二、效益1、经济效益通过本次QC小组活动，将空压机的耗电量降低了20%以上，达到并超过预期目标值。活动前后日耗电量、电费及活动期间06年6月至06年8月三个月（以90天计）节约的电费具体数值见下表：0.6元/度2147度2075×0.6=1245元1485度1485×0.6=891元1245-891=354元活动期间共节约电费354×90=31860元制图人：许继平 日期:06.7.142、无形效益1）保证车间生产：通过本次QC攻关后，压缩空气压力波动范