空压机节能改造的应用
随着社会的不断进步与科学技术的不断发展,人们越来越关心我们赖以生存的地球,世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施改善环境,减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题,要从根本上解决能源问题,除了寻找新的能源,节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施 ,在最近几年,通过努力,人们在节能技术的研究和产品开发上都取得了巨大的成果。节能是指加强用能管理,采用技术上可行,经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加高效合理地利用能源。按照世界能源委员会1979年提出的定义:采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施,来提高能源资源的利用效率。有效地利用能源,提高用能设备或工艺的能量利用效率。例如空压机节能改造在空压机行业的应用越来越广泛了。
1.空气压缩机的概况及变频原理:
1.1空气压缩机的工作原理
压缩机是一种将气体压缩从而提高气体压力或输送气体的机器,例如:活塞式空压机是由电动机带动皮带轮通过联轴器直接驱动曲轴,带动连杆与活塞杆,使活塞在压缩机气缸内作往复运动,完成吸入、压缩、排出等过程,将无压或低压气体升压,并输出到储压罐内。其中,活塞组件,活塞与汽缸内壁及汽缸盖构成容积可变的工作腔,在曲柄连杆带动下,在汽缸内作往复运动以实现汽缸内气体的压缩。
空气压缩机在国民经济和国防建设的许多部门中应用极广,特别是在石油、化工、动力等工业领域中已成为必不可少的关键设备,是许多工业部门工艺流程中的核心设备。提供自动化生
产所需的压缩空气足够的供气压力,是生产流程顺畅之要素,瞬间的压降,即会影响产品品质。
1.2原系统存在的问题
由于空压机不能排除在满负荷状态下长时间运行的可能性,所以只能按最大需要来决定电动机的容量,设计余量一般偏大。工频起动设备时的冲击大,电机轴承的磨损大,所以设备维护
量大。虽然都是降压启动,但起动时的电流仍然很大,会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全,而且大多数是连续运行,由于一般空气压缩机的拖动电机本身不能调速,因此就不能直
接使用压力或流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配,电机不允许频繁启动,导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行,电能浪费巨大。
经常卸载和加载导致整个气网压力经常变化,不能保持恒定的工作压力延长压缩机的使用寿命。空压机的有些调节方式(如调节阀门或调节卸载等方式)即使在需要流量较小的情况下,由
于电机转速不变,电机功率下降幅度比较小。
综上所述,若能采用变频调速技术,当流量需要量减少时,就可降低电动机的转速,从而较大幅度减小电动机的运行功率,便可以实现节能的目的。
2、空压机变频改造方案设计要求
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)主电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定,压力波动范围不超过±0.02Mpa;
2)系统应具有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;
3)在用电气量小的情况下,变频器处在低频运行时,应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。
3、空压机变频改造的注意事项
1)空压机是大转动惯量负载,这种启动特点就很容易引起V/F控制方式的变频器在启动时出现跳过流保护的情况,建议选用具有高启动转矩的无速度传感器矢量变频器,保证即能实现恒
压供气连续性,又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,当空压机的转速过低,一方面将使空压机的工作稳定性变差,另一方面也使缸体的润滑变差,会加快磨损。所以工作的下限频率应不低于20Hz;
3)为了有效滤除变频器输出电流中的高次谐波分量,减小因高次谐波引起的电磁干扰,建议选用输出交流电抗器,还可以减小电机运行噪音和温升,提高电动机的稳定性。
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