捷豹空壓機在冶金、機械制造、礦山、電力、紡織、石化、輕紡等行業(yè)有廣泛的應用,是許多工藝流程的核心設備,其裝機容量一般取決于生產(chǎn)所需的非常大氣量并另外增加10%~20%的余量。由于生產(chǎn)中用氣量的不均衡,當氣體壓力達到一定值時(shí),空壓機一般采用卸荷空載運行或者停止空氣壓縮機這兩種方式。其中卸荷空載運行時(shí)的用電量為滿(mǎn)負載的30%~60%,這部分電能被白白的浪費掉,而停止空氣壓縮機運行會(huì )帶來(lái)電動(dòng)機的頻繁啟停,對電網(wǎng)及其它設備的沖擊較大,同時(shí)空氣壓縮機的壽命也會(huì )縮短。
因此,如何設計出節能、穩定和自動(dòng)化程度高的控制方案,是空壓機使用及制造企業(yè)所面臨的首要問(wèn)題。隨著(zhù)近幾年來(lái)國家對節能設備的大力支持,同時(shí)企業(yè)對節能降耗、降低成本的需求日益迫切,加上近幾年電力電子技術(shù)的發(fā)展,空壓機變頻改造技術(shù)被逐步引入空壓機領(lǐng)域,并且得到了迅速發(fā)展。
目前,有很多空壓機設備制造廠(chǎng)家都在生產(chǎn)變頻驅動(dòng)式的空壓機。傳統的空壓機變頻驅動(dòng)系統一般由變頻器、控制器、操作面板、變壓器、空開(kāi)、接觸器、端子、銅排等構成,由于元器件繁雜,且需要人工配線(xiàn),故在安裝及維護時(shí)普遍存在著(zhù)以下弊端:控制回路接線(xiàn)復雜,安裝費時(shí)費力,出現故障也不方便查找原因,而且控制柜的整體美觀(guān)性不足。
捷豹壓縮機械專(zhuān)注為全球特種工況環(huán)境的大型空壓機用戶(hù)提供性能杰出,專(zhuān)業(yè)可靠,量身定制的空壓機節能變頻改造解決方案、離心式空壓機維修解決方案、空壓機節能潤滑解決方案和工業(yè)環(huán)保節能清洗解決方案,成為全球機械設備商優(yōu)選的大型空壓機節能改造和節能潤滑的空壓機整體解決方案供應商,動(dòng)力的空壓機節能降耗產(chǎn)品在各類(lèi)工業(yè)設備領(lǐng)域已得到廣泛應用和認可。
通過(guò)工程師大量的實(shí)際測試以及合作客戶(hù)案例應用發(fā)現空壓機變頻改造方案具有:運行壓力穩定,對電網(wǎng)沖擊小、運行安全,在一定范圍內節能的優(yōu)點(diǎn)。
動(dòng)力空壓機變頻改造原理:
由變頻器,壓力變送器、電機、螺旋轉子組成壓力閉環(huán)控制系統自動(dòng)調節電機轉速,使儲氣罐內空氣壓力穩定在設定范圍內,進(jìn)行恒壓控制。 反饋壓力與設定壓力進(jìn)行比較運算,實(shí)時(shí)控制變頻器的輸出步,從而調節電機轉
速,使儲氣罐內空氣壓力穩定在設定壓力上。
非常近去某客戶(hù)空壓機站進(jìn)行交流和拜訪(fǎng)后,發(fā)現該客戶(hù)空壓機啟動(dòng)比較頻繁,工作效率比較低,從而增加了運行成本,增加了空壓機的能源消耗,降低了空壓機的使用壽命。因此對于該用戶(hù)的空壓機進(jìn)行變頻改造是一個(gè)迫在眉睫的工作。針對該廠(chǎng)空壓機的運行狀況動(dòng)力工程師專(zhuān)門(mén)設計了一套空壓機變頻改造方案,具體項目背景,實(shí)施措施及經(jīng)濟效益詳見(jiàn)如下:
1.1螺桿式空壓機空載率:在設定的氣壓范圍內工作,在低于設定壓力時(shí)負載運行,高于設定壓力時(shí)空載運行,從上表可知空壓機有40%的時(shí)間是處于空載狀態(tài),這樣既浪費能源又降低了系統的功率因數?,F狀A棟螺桿式空壓機總運行時(shí)間為11340小時(shí)、負載運行時(shí)間為6416小時(shí),因此實(shí)際空載率應為:
空載率=(11340-6416)÷11340 =0.434
1.2 年空載損耗W (年總運行時(shí)間取 8000小時(shí))
Ue—電源電壓,取380V;
W= √3×Ue×I0×COSφχηΧ年總運行時(shí)間×空載率 η——電機效率,取0.872;
=1.732×380×10×0.88÷0.872×8000×0.434 I0—空載電流,取10A;
=23061KWh COSφ—功率因數,取0.88;
1.3 年空載損耗費用F
F=W×0.63 =23061×0.63 =14528元
通過(guò)以上計算可見(jiàn)空載損耗費用是比較多的,對此,動(dòng)力工程師從節約空載損耗著(zhù)眼分析螺桿式空壓機工作原理,就降低空載功率提出如下改造方案。
4.1年節約空載損耗W1
W1=(P50- P30)×年總運行時(shí)間×空載率
= 50.31×8000×0.434
=184360KWh
4.2年節約空載損耗費用F1
F1= W1×0.63
=184360×0.63
=116150元
變頻改造后節能效果及經(jīng)濟效益
變頻改造后:該客戶(hù)一號空壓站設備卸載電流65A,直接節電約30 %;二號空壓站設備卸載電流70A,直接節電約40 %。同時(shí)降低了無(wú)功損耗與維護費用;減少了機械磨損;提高了功率因數和設備整體使用壽命,由此產(chǎn)生的間接經(jīng)濟效益不另行計算。