空压机节能改造案例
MCD500变频调速系统将管网压力作为控制对象。压力值由变频器面板给定,可根据用气设备的实最高允许工作压力内自由设定。装在储气罐出气口的压力变送器将储气罐的压力转变为4~20mA电流信号送给MCD500内置PID调节器,与压力给定值进行比较,并根据差值的大小控制变频器的输出频率,调整电动机的转速,从而使实际压力始终维持在给定压力。
空压机节能改造案例


1.空压机工作原理

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。在工业生产中有着及其广泛的应用,在各种行业中它担负着为工厂中所有气动元件,各种气动阀门提供气源的职责。因此,空压机运行状况的好坏直接影响工厂的生产工艺。空压机的的种类很多(主要分为螺杆式,活塞式,其中螺杆式应用最广),供气的控制方式都是采用加、卸载的方式。



2.空压机改造的必然性

①传统空压机都采用星三角降压启动,工频启动时电流仍然能达到额定电流的2~3倍,冲击大,会影响到电网的稳定性。且大多数空压机是连续运行,由于一般空压机的电机本身不能根据压力需求的变动来实现降速,使电机输出功率与现场实际压力需求量相匹配,导致在用气量少的时候仍然要空载运行,造成巨大的电能浪费。

②气压超过上限压力时空压机卸载及卸载后电机空转浪费大量的电能。

③频繁加卸载造成对电网的冲击,同时也造成机械的磨损加大,缩短机械寿命。

④气量无法保持恒压。当用气量不断变化时,供气压力不可避免产生波动,使用气精度达不到工艺要求,影响生产效率及产品品质。

综上所述:若能采用变频调速技术,当流量需要量减少时,就可以降低电动机的转速,从而较大幅度减小电动机的运行功率,实现节能的目的。


3.变频恒压控制系统


MCD500变频调速系统将管网压力作为控制对象。压力值由变频器面板给定,可根据用气设备的实最高允许工作压力内自由设定。装在储气罐出气口的压力变送器将储气罐的压力转变为4~20mA电流信号送给MCD500内置PID调节器,与压力给定值进行比较,并根据差值的大小控制变频器的输出频率,调整电动机的转速,从而使实际压力始终维持在给定压力。



4.节能效果:

采用该系统改造后,压缩机组的供气量与系统所需量动态匹配,压缩机电机转速会随着系统用气量的不同而进行调节,避免了电机空转以及频繁的加卸载所带来的能量损耗,电机的输入功率大大降低,节电效果显著。对于对空气机来说,供气量Q 与转速N 成正比,气压F与转速N的二次方成正比,而轴功率与转速N 的三次方成正比,见下表:

频率值Hz

50

45

40

35

30

25

供气量Q%

100

90

80

70

60

50

气压F%

100

81

64

49

36

25

轴功率P%

100

73

51

34

22

13

理论节电率N%

0

27

49

66

78

87


对于连续用气的空压机系统,随用气量的变化,电动机运行频率在25-50Hz 之间动态调节,除去电机及其它损耗,系统的节电率可达18%~35%。


5.综合效益
①运行成本降低:空压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70%。通过降低能源成本30%,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。
②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。通过使空压机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配,可以使管网的系统压力保持恒定,有效地提高了供气的质量。
③延长压缩机的使用寿命:变频器有软启动功能,可减少起动时对压缩机和机械部件所造成的冲击,增强系统可靠性,延长压缩机使用寿命。同时减少空压机启动对电网的冲击。

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