文冲船厂压缩机变频技术改造方案

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1、整改方案项目分析1.1空压机能耗分析我们知道，空压机加、卸载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin～Pmax之间来回变化。Pmin是最低压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，Pmax、Pmin之间关系可以用下式来表示:Pmax＝(1＋δ)Pmin，δ是一个百分数，其数值大致在10%～25%之间。而若采用变频调速技术可连续调节供气量的话，则可将管网压力始终维持在能满足供气的工作压力上，即Pmin附近。由此可知，在加、卸载供气控制方式下的空压机较之变频系统控制下的空压机，所浪费的能量主要在2个部分:Ø压缩空气压力超过Pmin所消耗的

2、能量在压力达到Pmin后，原控制方式决定其压力会继续上升(直到Pmax)。这一过程中必将会向外界释放更多的热量，从而导致能量损失。另一方面，高于Pmin的气体在进入气动元件前，其压力需要经过减压阀减压至接近Pmin。这一过程同样是一个耗能过程。Ø卸载时调节方法不合理所消耗的能量通常情况下，当压力达到Pmax时，空压机通过如下方法来降压卸载:关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。关闭进气阀使电机空转虽然可以使空压机不需要再压缩气体作功，但空压机在空转中还是要带动螺杆做回转运动

3、，据我们测算，空压机卸载时的能耗约占空压机满载运行时的10%～15%(这还是在卸载时间所占比例不大的情况下)。换言之，该空压机10%的时间处于空载状态，在作无用功。很明显在加卸载供气控制方式下，空压机电机存在很大的节能空间。Ø其它不足之处A、靠机械方式调节进气阀，使供气量无法连续调节，当用气量不断变化时，供气压力不可避免地产生较大幅度的波动。用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀，会加速进气阀的磨损，增加维修量和维修成本。B、频繁采用打开和关闭放气阀，放气阀的耐用性得不到保障。第-10–页共10页整改方案1.2空压站目前的运行方式1号空

4、压站有两台10KV/1119KW空压机和一台10KV/500KW空压机，2号空压站目前有三台10KV/1119KW空压机和两台380V/250KW空压机。目前两个空压站的运行方式基本一致，那就是根据实际的用气量及压力开停空压机。据实地考察用气压力基本要保持0.62MPa；低于0.62MPa后就要加开一台电机，高于0.62MPa就要泄气或停掉一台电机。目前的运行模式除了存在降压卸载存在的大量能耗损失外还存在电机开停频繁造成的能量损耗；电机的频繁开停容易缩短空压机系统的使用寿命，而且也加强了操作人员的劳动强度。1.3空压机节能原理经常卸载和加载导

5、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。根据空气压缩理论，压缩机的轴功率、排气量和轴转速符合下列公式：N=Mr×n/9553（KW）Vd1＝K×Vh1×n2（m3/min）式中：N－压缩机的轴功率（kw）Mr－压缩机输入的平均轴转矩（N.m）n－压缩机的轴转速（r/min）Vd1－在n2转速下的排气量（（m3/min）K－与汽缸容积、压力、温度和泄漏有关的系数Vh1－一级缸容积（m3）n2－调节后

6、的压缩机转速（r/min）根据上述理论分析，在空气压缩机的汽缸容积不能改变的条件下，只有调节压缩机的转速才能改变排气量；空气压缩机是恒转矩负载，压缩机轴功率与转速呈正比变化。在压缩机总排气量大于总用气量时，通过降低压缩机转速调节供风压力，是达到压缩机经济运行的有效方法。1.4变频改造的原理设计第-10–页共10页整改方案针对原有供气控制方式存在的诸多问题，经过上述对比分析，应用变频调速技术进行恒压供气控制。采用这一方案时，可以把管网压力作为控制对象，压力变送器YB将储气罐的压力P转变为电信号送给PID智能调节器，与压力设定值P0作比较，并根据

7、差值的大小按既定的PID控制模式进行运算，产生控制信号送变频调速器（VVVF），通过变频器控制电机的工作频率与转速，从而使实际压力P始终接近设定压力P0。同时，该方案可增加工频与变频切换功能，并保留原有的控制和保护系统。具体的控制系统流程图如图1所示。图1恒压供气控制系统图1.5空压机具体的控制方法由于贵厂采用的是空压机并联运行，所以要考虑整个空压站的经济可靠运行发挥空压站的最大效率。根据具体恒压供气控制系统图结合贵厂实际工艺控制流程制作控制方案如下：Ø1号空压站控制系统图Ø2号空压站控制系统图第-10–页共10页整改方案控制说明：一台空压机

8、可以满足实际用气压力时控制器只启动一台变频器由变频器根据实际压力闭环运行，当此台变频器达到工频运行后还不能满足压力需求时控制器自动加开一台变频器同样根据实际压力闭环