卷烟厂空压机的节能改造-论文.pdf

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1、节能2014年第7期ENERGYCONSERVATION(总第382期)卷烟厂空压机的节能改造付跃军(贵州中烟工业有限责任公司铜仁卷烟厂，贵州铜仁554300)摘要：卷烟厂空压机的电能消耗占企业总电耗的12％左右，属于主要耗能设备。目前，大多数空压机采用自动加载、卸载的控制方式，频繁加栽和卸载对设备及电网产生冲击，导致设备磨损加快，且电能浪费较大。通过对空压机进行恒压控制节能改造，减少了启动冲击和供气管网的压力波动，提高了供气质量，延长设备使用寿命。经过测算，改造后节电率通常在20％以上，节电效果明显；投资

2、回收期较短，一般情况下，在1—2a即可收回投资，具有良好的经济效益和社会效益。关键词：空压机；节能；恒压控制中图分类号：11{45文献标识码：B文章编号：1004—7948(2014)07—0074—03doi：l03969／j．issn．1004—7948．2014．07．0221．2恒压控制的原理引言恒压控制是比较节能和理想的一种控制方式。空气压缩机是将机械能转换成气体压力能的通过变频调速系统来确保供气压力的稳定。它将装置，广泛应用于钢铁、电力、冶金、造船、纺织、烟供气管网压力作为控制对象。压力变送器将

3、供气草等行业⋯。管网的压力信号转变为电信号，传给变频器内部的在卷烟生产企业中，装机容量一般都比较大，PID调节器。调节器将该信号与设定值进行比较，通常是三班制运行，连续运行时间比较长，电能消并根据差值的大小产生控制信号，去控制变频器的耗比较大，占企业总电耗的12％左右。因此，采用输出电压和逆变频率，调整电动机的转速，控制空先进的控制技术，对空压机进行节能改造，对于降压机的产气量，从而达到稳定供气管网压力的目低卷烟生产企业的综合能耗具有重要的意义。的。实现按需供气，避免浪费u3J。与自动加卸载控制方式相比，空

4、压机恒压控制在节约电能方面具1恒压控制原理有明显的效果。目前，应用较多的空气压缩机有活塞式空气压1．3恒压控制的调节过程缩机和螺杆式空气压缩机，其控制方式主要有自动当用气需求上升时，则供气管网压力下降，设加卸载控制和恒压控制2种。大部分采用的是自定压力与反馈压力的差值增大，PID调节器输出增动加卸载控制方式J。加。此时，变频器输出频率增大，空压机电机转速1．1自动加卸载控制的缺点上升，空压机产气量增加，管网压力上升。当管网压对于采用自动加卸载控制方式的空压机来说，力在容差范围内波动时，用气需求与空压机产气量

5、趋当空压系统管网压力大于设定压力时，空压机进入于平衡，变频器输出频率保持不变，如图1所示lo。卸载状态，空压机电机空转，约浪费10％～20％的2理论节电率的计算电能消耗。随着压缩空气的不断消耗，管网压力开始下对于空压机来说，供气量Q与转速n成正比，降。当管网压力降到加载压力时，空压机进入加载气压F与转速n的二次方成正比，而轴功率则与运行，开始向管网中输送压缩空气。随着管网压力转速n的三次方成正比，其计算式如下：的波动，空压机不断重复卸载和加载过程，缩短了a1n1压缩机的使用寿命，同时产生电能浪费。O，n22

6、014年第7期节能(总第382期)ENERGYC0NSERVATION一75一1台10m／min空压机进行了变频器恒压控制节能改造。力容差3．1变频器选择10m／min空压机电机功率为55kW。选用时间PTI—GK4T0550一B型空压机变频一体柜，功率为155kW。额定输入电压380V±15％，输入频率45～55Hz，输入方式为380V工频，输出方式为正弦F＼／设定频率波脉宽调制输出(矢量控制)。3．2电气控制时间在空压机电机的供电电路上安装了“市电”和图1变频器恒压控制调节过程“节电”两个控制开关QF1

7、和QF2，空压机可以选择“市电运行”与“节电运行”2种工作模式之一。=()(2)在“市电”运行模式下，变频器不工作，整套系统按原有控制方式进行工作。在“节电运行”模式=()(3)下，空压机由变频器控制，系统根据用气量的变化，式中：Q一空压机产气量；自动调节空压机电机转速，保持管网供气压力的稳一管网压力；定，避免浪费，从而达到节能的目的。变频器电气P一电机消耗功率；控制图如图2所示。，z一空压机电机转速。3．3节电率测试根据上述计算公式，不同频率下的理论节电率在相同条件下，正常生产时，分别统计了在如表1所示。

8、“市电”和“节电”两种状态下，同一台10m／min表1不同频率下的理论节电率空压机的用电量，通过单位时间用电量来计算节电率，其计算公式如下：Ⅳ=⋯％(4)式中：Ⅳ_一节电率；Q一市电状态下空压机单位时间用电量；Q一节电状态下空压机单位时间用电量。经测试，节电率在20％以上，其测试结果表2所示。从表1可知，当电机频率从50Hz下降到40Hz4经济效益分析时，频率下降了20％，供气量下降了20％，气压下降了36％，而